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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
9 R$ x# u6 \. o5 h' c& v% I( z- p  t" y; q
背景介绍:; S0 I3 I- P: S7 x5 f
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。
' ]8 j7 A5 c0 |- W; S2.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。
- B3 {' J, b+ m+ K, _' }3.三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 m5 p% }, @# ]! e5 P8 ~
4.动平衡计算及测试结果:! x5 e7 \. o" F) c' Y$ W; X/ J' 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。. ^/ _' J: Q# W) b
       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。
. P& g  a( S$ C       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。+ C( h( W( n( l

0 C& e9 y/ T: P. ^分析:) F5 ]! F! |* |9 S
1.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:+ P& \! C6 A7 i& L
      a.激励力不同。电机引起振动可能有机械力和电磁力:) e: ~. C/ L  w5 N
            -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。
  X, O: L  r# n' r' R3 z) s) P            -电磁力:主要是压缩机的输出扭矩。& n6 w8 L7 E, j$ }+ _. W' 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。
9 E$ S2 D5 j' A5 Z: Y( S                   -电磁力输出的形式:脉冲是否相同?
2 ^6 e" t5 f' F) {            。。。。。。' N, I3 w7 B& }- U# S3 d# E3 s; I9 x
     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。
" s  P; c2 |& ~  [: J2 g             -后续将测试单相和三相压缩机的模态。
) z, Y( x+ k" R* _' Q$ ?  M     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。0 u( E& ?  A/ H# B( k
             -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。
. E  a, L9 ~, s3 `     d.。。。。。。
1 W; E5 }6 |6 p& y+ t$ u
& f( [/ c# S5 G0 s. b/ ]% T有以下困惑,想请教各位有经验的大侠:5 [, ?; z$ Q- h, B& x" m1 ~, C
1.单相定速电机和三相定速电机的振动是否会不同?4 `, u7 v; N! a( k9 t8 u+ P! 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?" A* p7 W7 H# p1 A) N1 [
3.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?7 P4 F; d2 y4 W- N. Y
3 y; v! `4 e& d& H1 Z3 v/ O. p5 d
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。4 j  k1 ~6 V: G5 \; g3 {9 p0 o0 D

/ z9 ^3 X8 n! y6 I: E. R  D$ ]0 G, y$ y* y9 \1 ^

- S- f! q! u( S9 \: A4 o9 E% x$ P5 [4 O% Q# N3 Y

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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
0 a# U: V3 W5 i5 ]3 E; ~) I" M+ N7 p* i6 f. T. ]9 h* |/ s. l
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,4 G5 Z8 w. H2 M( I/ {/ g$ z

/ z. i2 V2 Q" X2 L2,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,8 k) p. G" j3 h4 M6 e% y
- k3 E2 M" _$ g# \9 R) O6 w
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,: m: h/ G4 Y' V. t: ~% c

$ D: G1 s! [; ], w4 a6 A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,
2 B! W6 J# M6 K4 h
# N, E+ o) R3 o# R- E$ M# }再就是具体分析电机的特性,这个电机书籍有解释与介绍,
8 p7 O; c8 H7 i+ Q% o$ u  y2 Q1 t" b4 D+ q! q; K& E( A& p6 Y
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,- p- W% L$ K7 X* @$ X4 Q

( O" ~- ^7 f/ a' I# {* B' t8 G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
& l/ @* ]% S8 y+ s5 J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
, Q4 v+ N$ h: }6 i& _
: R8 i/ ?+ A$ d  R9 R; U1, ...
0 n6 V' {, g$ j
非常感谢八爷的回复,帮助我又理了一边思路,非常感谢。) H9 H* V, K) K4 _' S. c

, N) u) ^" i& H9 m$ L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。7 Q7 i2 h9 B" |  t
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。
6 {8 n3 [; A1 L. {; u! @
! X- ?! N4 X% S6 Q# C4 `8 f) F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?( [& d' _& d- a9 Z4 {
. H" ~0 h! [5 q+ W& P
  z2 Z4 S  ]# _% ~! ?

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 " N! n: w! q) X& s% q* d5 z: L
非常感谢八爷的回复,帮助我又理了一边思路,非常感谢。' Y6 z* G4 |4 }, |) r. @

8 f4 N0 [. |* j, F, p; p接下来还是分析压缩机的固有振动特性,压缩机 ...

3 E! Q' D8 j/ |! P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。! i3 Q6 E. O: U) p) y

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 6 J; Q, W2 @$ }3 T* l, m
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 ...

# u' }2 z' ?' h' y7 h好久没看到前辈了!( c5 ]3 _' q; Y8 A* U& N
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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   `* h4 f$ ]5 n( d) i
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 ...
, O( [  f* B% q  c
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。9 M$ u! \- s2 {. S  V/ x
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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,6 `# }& H3 l& W4 n/ Q
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 ) _4 q5 h6 k) C- w" y
" h0 C) ?9 A0 ?; v) d/ Z% V
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

点评

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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