单相和三相压缩机振动不一致问题

苍狼大地 · 发表于 2014-10-18 19:38:55

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

背景介绍：
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。
2.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。
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。
4.动平衡计算及测试结果：
   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。
   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。
   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。

分析：
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：
   a.激励力不同。电机引起振动可能有机械力和电磁力：
         -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。
         -电磁力：主要是压缩机的输出扭矩。
               -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。
               -电磁力输出的形式：脉冲是否相同？
         。。。。。。
   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。
         -后续将测试单相和三相压缩机的模态。
   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。
         -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。
   d.。。。。。。

有以下困惑，想请教各位有经验的大侠：
1.单相定速电机和三相定速电机的振动是否会不同？
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？
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？

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。

2266998 · 发表于 2014-10-19 12:51:08

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

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，

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，

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，

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，

再就是具体分析电机的特性，这个电机书籍有解释与介绍，

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，

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，

苍狼大地 · 发表于 2014-10-19 18:34:10

2266998 发表于 2014-10-19 12:51 " _# \: A- Z! _/ 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( n, r, |' O; v, A& W
% H5 R* e" g& }; r
1， ...

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。
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。

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？

超越自己 · 发表于 2014-10-19 19:59:19

苍狼大地发表于 2014-10-19 18:34
5 H$ R" d( h: P( U, _# G4 K* I非常感谢八爷的回复，帮助我又理了一边思路，非常感谢。; `: m6 F3 M v
' E; j7 h7 ?1 s
接下来还是分析压缩机的固有振动特性，压缩机 ...

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。

dhihi · 发表于 2014-10-19 22:45:32

超越自己发表于 2014-10-19 19:59 ! O! Y1 ~$ z2 h& y
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 ...

好久没看到前辈了！

苍狼大地 · 发表于 2014-10-20 06:59:41

超越自己发表于 2014-10-19 19:59 & E* t& K1 E P/ ?: F
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 ...

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。

右耳 · 发表于 2014-10-21 00:01:37

xuexi

jeromedeng · 发表于 2014-10-23 13:20:40

学习下，
最近也在看Rao的机械振动~

阿哲J · 发表于 2014-10-28 12:47:44

不断学习

人大太犬 · 发表于 2014-10-29 17:34:06

本帖最后由人大太犬于 2014-10-29 18:11 编辑

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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