Ремонты генераторов и синхронных компенсаторов - Вибрация электрических машин
- Ремонты генераторов и синхронных компенсаторов
- Определение места замыкания в обмотке ротора турбогенератора
- Определение места виткового замыкания в обмотке ротора
- Вибрация электрических машин
4. Вибрация электрических машин
Причин вибрации несколько, основные из них следующие:
- механический дисбаланс ротора, изначальный или возникший во время эксплуатации (смещение обмотки или другой детали);
- неправильная центровка валов турбины и генератора,
возникшая из-за просадки фундамента;
- тепловые деформации ротора или опоры, корпуса статора (при встроенных подшипниках). Ротор длиной 8000 мм прогибается на 0,17 мм при разности температур диаметрально противоположных точек на 2°С;
- магнитный дисбаланс ротора.
Центробежная сила от небаланса равна
где 
- масса неуравновешенной нагрузки, кг;
- расстояние неуравновешенной нагрузки от оси вращения,
мм;
- частота вращения, об/мин.
Пример: при 
=1кг, 
=500мм, 
=3000мм 
= 4,9 104 Н (5000 кгс).
В двухполюсном генераторе магнитный дисбаланс может возникнуть из-за нецентричного расположения ротора относительно статора или из-за виткового замыкания в обмотке ротора. В явнополюсной машине магнитный дисбаланс может возникнуть из-за различных воздушных зазоров под отдельными полюсами.
При витковом замыкании в обмотке возбуждения двухполюсного генератора магнитные потоки полюсов остаются равными друг другу, но распределение магнитной индукции станет несимметричным относительно поперечной оси ротора.
Рис.5. Распределение индукции в воздушном зазоре турбогенератора
На рис.5,а показано распределение индукции в зазоре при двухполюсном роторе, обмотка которого состоит условно из 6 витков. При замыкании витка 3-3 распределение индукции в зазоре изменится, как показано на рис.5,б она снизится до В. При этом ограниченные кривой индукции площади под обоими полюсами останутся равными друг жругу, ибо через оба полюса проходит один и тот же магнитный поток (рис.5,в). Однако площади квадратов индукции В2 и (В)2 уже не будут равны (магнитное взаимодействие пропорционально квадрату индукции), как это показано на диаграмме (рис.5,г). Вследствие этого нарушится равенство притяжений полюсов к статору, пропорциональное квадрату индукции (рис.5,д). Неуравновешенное усилие будет вращаться вместе с ротором и вызовет вибрации, подобные возникающим при механическом дисбалансе.
Признаком магнитного дисбаланса является зависимость вибраций от квадрата силы тока ротора. Однако для того, чтобы быть уверенным в наличии виткового замыкания в обмотке возбуждения, этой зависимости мало - надо измерить сопротивления обмотки переменному току при номинальной частоте вращения и снять характеристику холостого хода. Результаты обоих экспериментов должны, даже при одном КЗ витке, сильно отличаться от результатов приемо-сдаточных испытаний или предыдущих испытаний исправного агрегата.
Контроль за вибрациями производится на крышках подшипников в трех взаимноперпендикулярных направлениях: вертикальном, горизонтальном вдоль оси и горизонтальном поперек оси машины. Оценка состояния машины производится по большей вибрации любого подшипника при самом неблагоприятном режиме работы по вибрациям.
Для турбогенераторов установлены следующие нормы оценки вибрации (табл.3).
Таблица 3
| Частота вращения, об/мин | отлично | хорошо | удовлетворительно |
| Амплитуда вибраций, мк | |||
| 1500 | 30 | 50 | 70 |
| 3000 | 20 | 30 | 50 |
Амплитуда вибраций подшипников синхронных компенсаторов и разгонных двигателей с номинальной частотой вращения 600-1000 об/мин не должна превышать 100 мк. На гидрогенераторах измеряются вибрации верхней и нижней крестовин в трех направлениях: вертикальном, горизонтальном вдоль и поперек оси ГЭС.
Для гидрогенераторов установлены следующие нормы (табл.4).
Таблица 4
| Частота вращения, об/мин | Допустимая амплитуда вибраций, мм |
| 62,5-187,5 | 0,18 |
| 214-375 | 0,12 |
| 500-750 | 0,10 |