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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 5 r0 c8 ^5 ~' {. j: ]% w

- f1 ?; ^3 L, u9 T3 ]" W背景介绍:
9 u2 H8 E" d) {/ K5 s1.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。
. j; w$ z8 E, ?6 |4 k2.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。
& U; V( A# F9 q: Y4 O: k3.三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。
* j1 r; f9 v, q+ D8 |4.动平衡计算及测试结果:1 e5 D! r: d5 X) w' A( O# t$ n/ t( ]
       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。
1 b5 H$ q: e, ^       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。( i7 S- ^  f, n. h, J' z
       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。
) y! E5 r, `$ g; F6 }) T' e( U; {& @
1 ]; k. F8 O& w6 R分析:. Z6 O# b! Z8 A* \. o% ?
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:( m/ n2 }# @! y8 F
      a.激励力不同。电机引起振动可能有机械力和电磁力:2 h( e, v& j+ q; o* M3 h0 {
            -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。
! M: R' m. T* G            -电磁力:主要是压缩机的输出扭矩。2 Q! u5 K" E6 H( W' K( j
                   -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。1 v+ c7 K5 @& X* p8 O
                   -电磁力输出的形式:脉冲是否相同?& m4 K% V' p! J& h( t
            。。。。。。
7 T. S% @/ p% T( u" O0 h& i6 r; q2 w     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。( J. v/ _% q) F
             -后续将测试单相和三相压缩机的模态。* q$ s4 A9 S& m5 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。( _& a" e4 U+ k2 Z, |4 i: }; t
             -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。
5 n* G1 Y) z' m9 z" j( z     d.。。。。。。/ ?3 s3 `! B$ }$ t! m" I  z5 }1 y
% \* I! F3 l: F
有以下困惑,想请教各位有经验的大侠:$ C$ Z, s: L4 U1 \0 `& l" U; ^
1.单相定速电机和三相定速电机的振动是否会不同?
7 i2 \2 E& v; Z8 b( s9 H2.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?
+ |/ L9 T0 f) W3 H* S3.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?
( ?: g9 Q! o% E1 i( }$ |; `% n5 Z( A/ b7 q; w( {
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。
% n- r6 P) ?2 p" J' `. N- k2 E; E1 J+ u9 w( }2 d

6 Z# m. t. V3 |" {: S" H; J! B: L5 ^

6 u1 }0 }7 j- U. ^  M" ~

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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* a2 W. q! [9 K, Y
" D+ @7 J+ s/ ?* W: I( v5 \* B
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,
$ Y7 d8 @$ A# P* Y, j0 j. v4 j6 ]! \4 |
2,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,
, R! i7 c3 O6 D: ^- D8 V) j! }, S; @
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,
$ ~% h8 T' `5 u3 X( u4 U" A) ^- l3 _  v
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,* T! q9 p4 `6 S# ]
7 w; X9 q4 l! \/ [
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& a  I( ?/ V0 V
, G4 |+ I4 j; l% m' u2 V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; D5 ?+ t. M& {# q! k

- B" i  \# B- e; G! |& w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 ! b5 B, m, a0 ?+ U
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
& c3 `/ F: W: n2 C( u' Z) J1 v: t- X( a
1, ...

6 V2 ~1 S/ H$ b1 z% O, f: b! B非常感谢八爷的回复,帮助我又理了一边思路,非常感谢。
' _& Q- F: D  I6 M0 Y7 P2 H, V
' O& z2 I. c' h% H0 i. X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。
1 a& Z( {4 \. |. g9 z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。
2 C7 I4 V' c) f7 V3 K, _% o9 y2 z
0 P, ~, U/ K. z1 K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?
: @+ ^% T2 d% _+ }% f3 A+ s5 n0 Q8 F6 K( `% M& [! n, c( F
* O6 t0 K0 l' B/ r3 Z8 Y

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
9 G9 R2 a2 x% p) D- v. U非常感谢八爷的回复,帮助我又理了一边思路,非常感谢。6 s, M3 |# Z. t& n: B

. [/ N+ o: e' y" P- J9 Q& f" S1 ~接下来还是分析压缩机的固有振动特性,压缩机 ...

2 X9 ?5 Y/ A9 {+ T9 Y5 a; k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。2 d1 \& U% S' [* `6 K. d+ ~

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
9 Z6 g) Q  s8 [0 r5 k0 t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 ...
) i) Q7 g( k3 v9 A7 O7 }
好久没看到前辈了!
" b9 d; c) o" x- c2 q
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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 7 N1 z0 f  `+ |5 @- Q" J
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 ...

  y$ ^) U. O. j- M0 f6 K: F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 o3 H  C' T4 ]
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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,
- W, q& a2 Z7 D7 E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
6 k9 _+ ]5 O, `9 o% [" m2 C5 g( d  Q/ x5 G/ x9 F- N7 y" R) w
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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