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单相和三相压缩机振动不一致问题

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发表于 2014-10-18 19:38:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
各位大虾,在开发压缩机时候遇到了一个非常头疼的振动问题,因为之前不是搞振动,对电机的了解也有限,想请教各位有经验的大虾看看是什么问题。@2266998 @伟光 3 ?! D3 V/ h& A' k- ?! U3 F1 }
1 k) {1 k/ d& X3 c! U6 i
背景介绍:  q7 O# S: m9 d. W
1.开发三相定速电机压缩机时,所开发新型号的所有参数(零部件以及装配参数)都与现有的同一型号单相马达相同,唯一不同的就是电机定子和转子。定子和转子的叠高相同,重量不同。
' Z& W% C' N( B  ]" ]( n2.现有的单相压缩机历史振动数据很好,65pcs的Peak-Peak平均值为2mils, 振动最大值为2.6,一致性很好。
6 l$ K- {1 G4 Y' I! ]8 z2 y5 K* m3.三相电机的零部件和装机参数正常,4pcs测试得出的Peak-Peak振动数值为3.0mils,3.4mils,3.5mils,3.5mils。测试在两个测试台上校验,两个测试台一致性很好。' {7 u+ s" {/ D: A1 j8 [
4.动平衡计算及测试结果:
7 w$ \: e; R& G3 [: |. b       a. 由于单相压缩机和三相压缩机运动部件都相同,动平衡计算结果相同,计算显示压缩机上部(主轴承处)的不平衡量比底部轴承的不平衡量大。则理论上单相压缩机和三相压缩机的振动应该完全相同,且振动分布应该是顶部振动大,底部振动小。
' G! T- B- X* S" F1 H7 \" u       b.单相压缩机振动测试结果与计算结果相符,顶部振动大于底部振动。) k8 k# Q5 w% v6 B7 O* l, u
       c.三相压缩机的振动测试结果与计算结果严重不符,4pcs的振动分布都是底部振动大,顶部振动小。
4 u! V" h) ]+ h. Z+ q& d* Z! k. H( R: f  f! L% t( ^2 G" p
分析:
7 l, T1 U* d2 M! \( r1.单相压缩机和三相压缩机所有影响动平衡的部件相同,理论上振动应该相同,但实际却完全不同。为什么?凭自己浅薄的知识分析可能原因为:
, [0 ~( Z( v2 S' ?. \      a.激励力不同。电机引起振动可能有机械力和电磁力:9 |& l8 P+ s7 r) X$ _  S+ F/ R
            -机械力来源主要是东不平衡力,从以上分析单相和三相的动不平衡力应该相同。
5 u: M. i2 u* J7 g            -电磁力:主要是压缩机的输出扭矩。
' N- R, s4 P! l( G                   -电磁力大小:输出扭矩与压缩机压缩过程的负载有关,由于压缩机的测试工况点都相同,频率转速相同,负载相同,输出的扭矩相同,差异也应该不大。
/ c0 B9 H0 u+ B+ N                   -电磁力输出的形式:脉冲是否相同?4 T7 G& v' f) |. S# E: b8 I
            。。。。。。, i( {5 t9 h* a9 I- E6 a
     b.由于压缩机的定子和转子重量差异,影响压缩机的振动模态,三相压缩机的振动频率刚好在其固有频率上。' ^" L' X$ {/ q$ Z; p) z7 @% ~2 r
             -后续将测试单相和三相压缩机的模态。" b6 R$ a* a- c" F5 K
     c.由于定子和转子的重量不同,导致压缩机的整机重心变动。若重心上移,整机更加不稳定,底部振动加大。
6 Y) Q9 W, ^& S! Y5 I$ _             -目前正在收集数据分析重心的变化情况,但是对是否影响以及如何影响整机的振动机理还不了解。9 Z) I2 w# h0 R6 [2 s
     d.。。。。。。
/ H4 _0 l2 I/ X: ?$ a, g
4 s. W# g7 a; b! f4 A8 x1 P有以下困惑,想请教各位有经验的大侠:6 f5 n. |# g7 Z# N
1.单相定速电机和三相定速电机的振动是否会不同?8 C9 A1 o0 x  V+ o
2.单相电机和三相电机在激励力方面是否存在差异?其激励的形式分别是什么?
4 B5 ?; T6 U+ p5 Z3.分析方向是否正确?是否还有其他的因素没有考虑到?还需要验证排除哪些内容?
0 N5 W5 f4 p9 ]: A" J" j7 V  Q' M! l9 v* n: w0 G
虽然也在补充电机和振动方面的知识,但是感觉没有方向,东一榔头西一棒子,所以恳请各位有经验的大侠能指点一下方向。在此先感谢了。7 Y" v, z6 C5 n/ j' m
% V6 |8 j( a  h  p" e* J
1 j1 d9 ~4 @3 a0 d( s5 Q
) o8 M. q8 Y4 W+ F/ d( _

, Y! t; l1 q9 K" n. v/ Q5 p

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  • · 基础|主题: 799, 订阅: 89
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发表于 2014-10-19 12:51:08 | 显示全部楼层
仔细看了你的问题,很欣赏你,能自己分析问题,列出问题的家伙现在是少之又少了,你的问题,大致如下) U8 g" e  D% n9 A" a. p
! a' ?) N- |$ d  s* ~# U5 J
1,单相电机与三相电机,其实是俩东西,其电磁驱动方式就不同,表现为空间矢量有区别,
& B: O  Y8 {1 Y  p, p% @( ^  x
2 W6 ^6 V6 b7 R  P8 g2,粗用,有些细节不表现出来,我用小电机带液压泵就有这个体会,用单相电机带,与用三相电机带,无论是驱动还是振动都有区别,只是我们常规用,不太关心这个,
4 w- R' M& E) _0 W3 W7 F9 }$ m( e4 m, h
3,我玩一些振动问题,以前说过了,也举过些例子,说说我怎么一步一步玩,你大致参考一下,
" B# `+ {7 Z1 c, X/ e
8 y* e% O2 n% ?+ z; j1 e/ p首先,压缩机有其固有振动特性, 先分析这个,再分析其在外载荷作用下的特性,特别是不同功率下的特性,
% b1 v3 v  Z% |3 J/ S5 N7 [1 L4 J7 {  A( Y7 P
再就是具体分析电机的特性,这个电机书籍有解释与介绍,* x' D# y. G4 A$ T* g

; i* I. O# l" n" }! m之后,把电机与压缩机‘同轴化处理’,找其在什么时候有什么类型的振动,其振动是如何放大的,这个要细致分析,要列许多图谱才能知道,我这里说说简单,做这个,大概要2个月,还得学这些的,知道振动是如何叠加的,外部是如何激烈的,这都是复杂过程,你厂子里面必须有专业工程师才能解决,一般工程师是玩不了这些的,
0 A$ r! S) |# P- F( ~0 j, \" y+ ~; P2 k; Z
核心问题就是,电机怎么振动,压缩机有什么固有特性,而外激励是如何放大这个振动的,而这个振动又会反向激励电机,电机再激励压缩机,但这个环节不会无限制进行下去,到某个环节就会因为干扰而衰减,你玩的就是这个,

点评

非常感谢八爷的回复,帮助我又理了一边思路,非常感谢。 接下来还是分析压缩机的固有振动特性,压缩机振动模态的变化。同时补充一些电机的知识,因为不了解电机,对与电机的激励力和电机特性不了解,所以这块暂时  详情 回复 发表于 2014-10-19 18:34
我欣赏的是一个‘学习与工作的模式’,就是自己在哪里卡住了,能说清楚,而现在多数家伙是说不清楚自己哪里不明白,那个大家‘凸轮骂战’的帖子,骂完了,他至今不知道你说啥,也不知道他哪里不明白,自居大拿,哈  发表于 2014-10-19 14:26
8爷欣赏的人可不多,有点像许邵  发表于 2014-10-19 13:50
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 楼主| 发表于 2014-10-19 18:34:10 | 显示全部楼层
2266998 发表于 2014-10-19 12:51
1 c9 O, k# P( n4 G, k. n仔细看了你的问题,很欣赏你,能自己分析问题,列出问题的家伙现在是少之又少了,你的问题,大致如下
* w) ^! [0 j! A' t( W' s# d6 \' ]( a. [
1, ...
. g* W+ ]! K5 D: ]( d1 j
非常感谢八爷的回复,帮助我又理了一边思路,非常感谢。
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接下来还是分析压缩机的固有振动特性,压缩机振动模态的变化。同时补充一些电机的知识,因为不了解电机,对与电机的激励力和电机特性不了解,所以这块暂时没有太多想法,不过也刚好作为一个契机加强一下振动和电机方面的知识学习。+ ]0 H/ v  E" j, K
我们工厂有专门的噪声和振动工程师,也能配合我帮助分析,但是作为项目责任人,首先自己还是必须熟悉这个对象,理清楚方向以后振动工程师才能介入进来。
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有一个地方完全没有概念,请教八爷:什么是电机和压缩机同轴化处理?如何做这个同轴化处理?
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点评

就是先分析原动机自身特性,再分析工作机的特性,分析清楚了,把这俩东西联接起来,看其对对方设备的激励,比如电机对压缩机的振动激励,反过来,压缩机也激励电机,  发表于 2014-10-20 09:44
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发表于 2014-10-19 19:59:19 | 显示全部楼层
苍狼大地 发表于 2014-10-19 18:34
1 L2 x" T+ L" e9 e! h0 a. e" V非常感谢八爷的回复,帮助我又理了一边思路,非常感谢。
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接下来还是分析压缩机的固有振动特性,压缩机 ...
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我理解的同轴化就是把电机到压缩机的传动都整合到电机轴上,利用惯量相等一系列公式,等量处理,“省”去中间环节。# F! N/ d4 n" E' l

点评

理解了,类似于力学上求等效载荷,不过对具体怎么算没有算过,得尝试一下。  详情 回复 发表于 2014-10-20 06:59
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发表于 2014-10-19 22:45:32 | 显示全部楼层
超越自己 发表于 2014-10-19 19:59
0 `4 P& t7 K+ G, F; y0 x我理解的同轴化就是把电机到压缩机的传动都整合到电机轴上,利用惯量相等一系列公式,等量处理,“省”去 ...

; b6 g( b6 @# p0 Q好久没看到前辈了!
5 Z9 M- f5 m  S3 w; ^* R
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 楼主| 发表于 2014-10-20 06:59:41 | 显示全部楼层
超越自己 发表于 2014-10-19 19:59 9 R- t6 O  R  f" X
我理解的同轴化就是把电机到压缩机的传动都整合到电机轴上,利用惯量相等一系列公式,等量处理,“省”去 ...
4 e2 \7 I! y' v$ ~1 m# Q. {
理解了,类似于力学上求等效载荷,不过对具体怎么算没有算过,得尝试一下。7 q( ^5 _& w* @' ?: b- @9 @
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发表于 2014-10-21 00:01:37 | 显示全部楼层
xuexi
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发表于 2014-10-23 13:20:40 | 显示全部楼层
学习下,
: [) }7 E. U0 u) `0 |0 \0 B最近也在看Rao的机械振动~
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发表于 2014-10-28 12:47:44 | 显示全部楼层
不断学习
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发表于 2014-10-29 17:34:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 人大太犬 于 2014-10-29 18:11 编辑 - m9 ^" z  U8 F8 G
" G5 Z" l% }" d  s+ u
三相电机分同步和异步两种但是定子是一致得,通过3个彼此相差120度得电压合成一个匀速旋转得磁场,单相交流电机就不太一样,没有真正得旋转磁场,磁场就是在一条线得方向向上正负变化不断(部分看法认为是2个等强度反向旋转磁场得合成量),至于楼主所说得速度频率差不多得情况下,转矩应该差不多,楼主大概是根据功率等于转速与转矩之积得到得吧?但是事实上电机得输入和输出功率不完全相等,要考虑定子铜耗,转子铜耗和铁耗,风磨杂散损耗等等,根据不同得电机类型具体计算还是有区别得,即使同为一种类型得电机也会有区别(比如都是感应电机,电机设计还得分为好几类,转矩转速特性曲线也不一样得)@苍狼大地

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谢谢人兄的回复,有几个问题想请教: 1. 单相电机和三相电机在转矩脉动上差别大吗? 我是从负载端反推电机的Torque,因为压缩机的负载以及转速都相同,计算出来的Torque曲线也相同,但是不知道从微观上看电机的Tor  详情 回复 发表于 2014-10-30 20:11
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