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电机转子的刚性不平衡和弹性不平衡
来源:证券时报 2025-04-29 03:17:37
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转子动平衡是电机生产制造过程的关键质量控制点,为了尽可能地减小转子的不平衡量,除对转子进行对称设计及尽可能地实现转子的设计状态外,在生产制造过程中从冲片、转轴及后期导体材料的安放都采取必要的保证措施,但是,转子制造完成后依然还会有一些不平衡。

就转子本体而言,转子上的任何一个与轴中心线有距离的质点,在旋转过程中都会产生一个离心力,离心力的大小与质子的重量、与轴中心线的距离,以及旋转的角速度呈正相关,对于同一个转子上的质点,因为旋转角速度相同,因而离心力的大小只与质子重量及与轴心线的距离相关。

如果转子处于理想化的对称,那么转子上的所有质点的离心力的合力将为零,即转子处于平衡状态;然而,缘于生产制造过程不可避免的误差,转子本体会存在一些不对称,在转子的任何一个截面上,都可以通过重量调整的方式达成转子本体的刚性平衡,对于转子整体,会选择两个平行的端面进行重量调整,一般选择转子和两端部为调整对象,铸铝转子两端面的平衡柱、绕线式转子两端的平衡环或绕组,都是用于平衡转子的相对理想的位置,为了兼顾电机转子的电气性能,都采用加重方式进行平衡。转子动平衡过程中,转子本体基本不会发生变形,因而我们将这个过程认为是转子的刚性平衡。

当电机达到一定转速后,如果此时转子出现不平衡,我们认为此时的不平衡不是刚性的,因为不平衡的状态会与电机的转速、温度等综合因素有关,与转子一体的轴都可能因为运行状态的变化而出现一些微量的挠曲,转子本体的状态也发生了一些微妙的变化,即此时的不平衡为一个弹性不平衡。

因而,对于高转速电机及温升较高的电机,按照刚性平衡符合的状态完成装配后,不一定能保证电机稳定的运行质量,应通过调整动平衡过程转速,并严格控制初始和允许不平衡量的方式,基本达成转子刚性及弹性不平衡对于电机性能的保证。而从设计的层面,应尽力保证转子的刚度。

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