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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 . A2 Y5 P9 D. N, J  Y" D. x
4 B" L7 F: P' {
背景介绍:
+ r9 D% j! ?5 o1 t6 N, o- x! 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。/ y8 j$ \+ R, C/ D4 W' a/ \
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。% g& W  v' u  `3 D
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。
: i% N; h* [0 K" s% t$ {4.动平衡计算及测试结果:" B6 J2 V9 Q! \1 ^
       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。
: k9 D+ A8 S3 w! Z+ i/ \; g       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。0 u2 {' l2 m; h; s* R  v& s
       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。6 c# i8 N: N3 }2 x
; S! _7 T# k4 O& C
分析:+ s. N6 c, V! w. V
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:
3 l( [& |# b+ t+ e' L: e      a.激励力不同。电机引起振动可能有机械力和电磁力:: C9 ]5 J$ p% R( u/ X# ?; A) Q
            -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。
3 v! }$ V; }* c! Z5 Q            -电磁力:主要是压缩机的输出扭矩。
# B2 J4 \0 m1 }3 n                   -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。
" L( I: Z+ r7 g. v6 Y                   -电磁力输出的形式:脉冲是否相同?" y3 S- C6 u' o" d6 E0 j
            。。。。。。
' K# R$ W* p& P' S7 }, L6 Y+ j     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。& d- c) i9 G! C. O4 h3 |0 m
             -后续将测试单相和三相压缩机的模态。
) g% E4 l# i5 f; X; S     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。
9 B; n0 ^$ R( f6 H  u. _             -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。+ X- t( e9 n# p) W$ {* Z" `
     d.。。。。。。, o; g) K. f5 I- O- P
  P4 g' r9 {- k
有以下困惑,想请教各位有经验的大侠:
5 g$ [- }: c, `3 U# I1.单相定速电机和三相定速电机的振动是否会不同?5 J5 K; w. N) K( k4 s
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?
/ }. t. o5 N% H9 u/ f8 a3.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?
! E: q! m( c: z$ ]. [
/ z  x9 F# n9 I2 h7 W. R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 L: g4 B) N7 [& f2 W( W" M  m' G- L! U" A9 t6 p

) m, b8 z! \* t8 u% A/ S  [- }: |/ L
1 X) @, @( Z0 m' I9 D. I

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  • · 基础|主题: 801, 订阅: 88
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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3 R: `8 ^3 X' F1 _; \0 Y
/ V1 ?! c- N2 \4 h- Q/ y* }# Q* L* u
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 X4 o1 l$ ^  I
: L& l5 |1 T2 H3 {# Z  d! U$ I
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,
! {9 F% w7 L; O9 L: t9 U/ R. \3 H: e8 |' k; X
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,
3 f% w3 Y( ^& d5 R' W
/ j& @6 m& Z3 d" J  r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,
" p; Z( o7 ^% I+ p5 j
6 R1 P0 ^$ B# s; q7 c再就是具体分析电机的特性,这个电机书籍有解释与介绍,/ D8 f9 t# j0 h- v
' U6 I# n. J6 G5 ?  i/ _
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 g8 X0 W7 `2 R! s' P9 u) f* [  e5 Y
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 & E* [" a. J9 \- i
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
/ e: `, `( s; }  f4 ?' {& R  ?/ ^- A. }+ U
1, ...

0 U( I& m) a  {非常感谢八爷的回复,帮助我又理了一边思路,非常感谢。
) C/ y" ]: C/ F7 J0 @, R6 p; D* a8 K7 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。& k/ f" a, b" k/ B8 y: ?
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。
& v% O/ J3 _- {% y/ ]2 C0 |2 [7 Y
/ ?( s9 [3 o* u% a( O, K7 R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?, h/ w7 Z  O( t7 r6 `' e

8 K" `! ^- J' w
# y/ A9 R) O( E' I- ]4 O

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 & p! X( [$ D" g* `- e/ ]
非常感谢八爷的回复,帮助我又理了一边思路,非常感谢。9 x& D6 D+ M! o  f

: |3 d; `" {! g' P3 S0 |1 g; [/ n接下来还是分析压缩机的固有振动特性,压缩机 ...

( S. I" u. H; d" r! a# X' R( d, a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。% T" L/ F6 N$ M. H$ M# t% K

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 % Z+ g! R* X% j% f" L  @/ V  x/ E
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 ...

! W  q1 C4 d5 {+ t' u好久没看到前辈了!" _; |$ E% h- d6 ]* Z5 [
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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
$ D; h% t9 K( N' {" 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 ...
; j# L: @& d! _9 V4 s' V
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 d3 Q/ R' `% Y% R: `2 j
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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," d6 ]" \( J: p% Z" c, p& \+ Z
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
7 ?- X, w6 c& m& j$ |. ^( K' p7 `' I( I" _( w* o
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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