Il existe de nombreuses parties différentes du moteur électrique, aujourd'hui nous allons parler de quelques connaissances sur le rotor du moteur électrique.
Pourquoi le rotor des moteurs électriques a-t-il une rainure oblique ?
Afin d'améliorer la qualité des moteurs électriques, le bruit du moteur à induction a été inclus dans l'un des indicateurs d'évaluation de la qualité ces dernières années, en particulier pour l'environnement de fonctionnement du moteur électrique et le contact étroit avec les personnes, le bruit du moteur électrique est devenu une exigence d'évaluation très importante.
Afin de contrôler le bruit du moteur à induction asynchrone, en plus de la conception de la sélection de l'ajustement approprié de la fente stator-rotor.
Il peut être utilisé pour réduire le bruit électromagnétique de la pente du moteur électrique de la fente.
Mais exactement quelle pente de fente est plus appropriée, il est nécessaire de tester davantage la vérification.
En général, la pente de la fente du rotor du moteur électrique asynchrone peut être considérée comme un pas de dent de stator, qui peut également répondre fondamentalement aux exigences.
Cependant, afin d'améliorer encore le bruit du moteur électrique, la pente optimale de la fente doit être explorée, ce qui nécessite de nombreux calculs et vérifications.
Du point de vue de la fabrication, le moteur électrique à fente droite est relativement simple à produire et à traiter, mais si nécessaire, il est nécessaire de tordre la fente du stator ou la fente du rotor.
Il est relativement difficile de tordre et de biseauter la fente du stator des moteurs à induction, donc dans la plupart des cas, la fente du rotor est biseautée.
La torsion de la fente du rotor est généralement obtenue en usinant la rainure de clavette torsadée sur l'arbre du moteur, ou pour les entreprises plus avancées, en utilisant un poinçon en spirale, qui est réalisé dans le processus de fabrication du noyau du rotor.
Causes de génération de bruit électromagnétique et mesures d'évitement
Le bruit du moteur a été un problème difficile à résoudre, il est principalement généré par trois raisons électromagnétiques, mécaniques et de ventilation.
Le bruit électromagnétique dans le moteur asynchrone est généré par l'onde de force électromagnétique provoquée par l'interaction du champ magnétique harmonique établi par les enroulements du stator et les courants du rotor dans l'entrefer, ce qui fait vibrer la culasse du noyau et force l'air ambiant à vibrer.
La raison principale est due à un mauvais ajustement de la fente, à l'excentricité du stator et du rotor ou à un entrefer trop petit, etc.
Le bruit électromagnétique est causé par l'attraction magnétique agissant entre les parties des moteurs électriques qui effectuent des changements dans le temps et dans l'espace et est causé par l'attraction des pôles magnétiques agissant entre les parties du moteur à courant alternatif.
Par conséquent, pour les moteurs asynchrones, les causes de la formation de bruit électromagnétique incluent.
● Les ondes de force radiale dans le champ magnétique de l'entrefer provoquent une déformation radiale et des vibrations périodiques de l'enroulement du stator et du rotor à cage d'écureuil.
● Les ondes de force radiale d'harmoniques élevées dans le champ magnétique de l'entrefer agissent sur les noyaux du stator et du rotor, les faisant se déformer radialement et vibrer périodiquement.
● La déformation des noyaux de stator avec des harmoniques d'ordre différent a des fréquences inhérentes différentes, et la résonance est provoquée lorsque la fréquence de l'onde de force radiale est proche ou égale à une certaine fréquence inhérente du noyau.
● La déformation du stator fait vibrer l'air ambiant et la plupart des bruits électromagnétiques sont des bruits de charge.
Lorsque le noyau est saturé, la troisième composante harmonique est augmentée et le bruit électromagnétique est augmenté.
Plus l'entrefer est petit, plus la fente est large, plus leur amplitude est grande.
Pour éviter ce problème, nous devons améliorer l'étape de conception du produit par des moyens efficaces, tels que : choisir une densité de flux raisonnable, choisir le bon type d'enroulement et le nombre de routes associées, augmenter le nombre de fentes de poinçonnage du stator, réduire le coefficient de distribution harmonique de l'enroulement du stator, traiter correctement l'entrefer stator-rotor du moteur, choisir l'ajustement des fentes du stator et du rotor, utiliser la fente inclinée du rotor et d'autres mesures spécifiques.
Pourquoi les moteurs électriques à rotor en fonte d'aluminium sont-ils universellement acceptés pour l'énergie électrique ?
Selon les caractéristiques du matériau remplissant les fentes du rotor du moteur, il existe des rotors bobinés, des rotors en fonte d'aluminium et des rotors à aimants permanents.
En comparaison, les rotors en fonte d'aluminium sont les plus utilisés, certainement en raison de certains des avantages de coût et de processus de ce type de rotor concernant l'énergie mécanique.
La forme de fente du rotor en fonte d'aluminium n'est pas limitée par le profil, et la meilleure forme de fente peut être choisie arbitrairement pour améliorer les performances de démarrage des moteurs à induction triphasés.
La rangée de cuivre du rotor représente environ 40% du cuivre utilisé dans l'ensemble des moteurs standardisés, et l'utilisation d'enroulements de rotor en fonte d'aluminium peut réduire considérablement le coût des matériaux des moteurs industriels.
Le conducteur en fonte d'aluminium remplit toute la fente d'enroulement du rotor et le taux plein de la fente est proche de 100 %, ce qui est propice à la conduction et à la dissipation de la chaleur.
La lame d'air du rotor et l'anneau d'extrémité sont coulés ensemble pour augmenter la capacité de dissipation de la chaleur, et il n'est pas nécessaire d'installer un autre ventilateur, ce qui permet d'économiser certaines procédures de traitement.
La structure du rotor en fonte d'aluminium est symétrique et compacte, et la colonne d'équilibrage et la bague d'extrémité sont coulées ensemble, ce qui facilite l'obtention mécanique de l'équilibre; le cycle de production est court, les heures de travail sont faibles et le coût est faible, ce qui convient à la production de masse.
Cependant, un rotor en fonte d'aluminium n'est pas une panacée pour tout, par exemple, pour les moteurs à haut rendement et haute puissance, un rotor à barres de cuivre ou un rotor en cuivre coulé peut être nécessaire pour y parvenir.
La qualité du système de poinçonnage affecte directement la qualité du noyau pressé.
La forme inégale de la rainure affectera la qualité du fil intégré; la bavure est trop grande, la taille des dents est trop grande et la précision de la taille du noyau, de l'étanchéité, etc. affectera la conductivité et la perte magnétiques.
Contrôle qualité du poinçonnage du rotor des moteurs à courant alternatif
La qualité de la feuille de poinçonnage est un problème.
La taille de la tôle perforée n'est pas bonne, ce qui entraîne une densité magnétique inégale des dents du stator et du rotor, ce qui augmente le courant d'excitation, augmente la consommation de fer, un faible rendement et un faible facteur de puissance.
Précision de la taille de poinçonnage.
La précision de la taille, de la coaxialité et de la position de la fente de la tôle de poinçonnage peut être assurée à partir de la tôle d'acier au silicium, de la matrice de poinçonnage, du schéma de poinçonnage et de la poinçonneuse. Du côté de la matrice, un dégagement raisonnable et une précision de fabrication de la matrice sont nécessaires pour garantir la précision de la taille de la matrice.
Problèmes de processus de poinçonnage et de cisaillement et leurs effets
● La plaque d'indexation n'est pas autorisée, et la position et la taille de chaque dent sur la plaque ne sont pas cohérentes en raison de l'usure, de sorte que la distance de rainure sur la feuille de poinçonnage n'est pas la même, et le phénomène de petite et grande distance de dent apparaît.
Le mécanisme de rotation de la poinçonneuse ne fonctionne pas correctement.
Par exemple, des modifications du jeu, de la lubrification et du frottement peuvent entraîner des modifications de la taille de l'angle de rotation et affecter l'uniformité de la position de la fente de la feuille de poinçonnage.
● Le mandrin de positionnement de la plaque de poinçonnage est usé et la taille devient plus petite, ce qui entraînera le décalage radial de la position de la fente.
Cela entraînera une forme inégale de la rainure lorsque le noyau est empilé et entraînera un déséquilibre mécanique du poinçon du rotor.
● L'usure de la clavette sur le mandrin provoque également le décalage de la rainure.
L'usure de la clé augmente le jeu entre la clé et la rainure du poinçon, ce qui entraîne le décalage de la rainure.
Le décalage augmente à mesure que le diamètre du poinçon augmente.
Si le cercle extérieur est utilisé pour le positionnement, ce décalage ne se produit pas et la qualité du poinçon est meilleure que si le poinçon est positionné avec un trou d'arbre.
● Les bavures, qui provoquent des courts-circuits entre les tôles de l'âme, augmentent la consommation de fer et l'échauffement.
La présence de bavures réduit le nombre de poinçons, provoquant une augmentation du courant d'excitation et une diminution du rendement.
La bavure dans la fente percera l'isolation de l'enroulement et provoquera également une dilatation externe des dents.
Lorsque la bavure au niveau du trou de l'arbre du rotor est trop grande, cela peut entraîner une réduction de la taille ou de l'ovalisation du trou, ce qui entraîne des difficultés à ajuster le noyau sur l'arbre du moteur.
Un dégagement excessif de la matrice, une installation incorrecte de la matrice ou des bords de matrice émoussés peuvent provoquer des bavures dans la feuille de poinçonnage.
Pour réduire la bavure, il est nécessaire de contrôler strictement le jeu entre le poinçon et la matrice concave lors de la fabrication de la matrice ; assurer un dégagement uniforme de tous les côtés lors de l'installation de la matrice ; pour assurer le fonctionnement normal de la matrice pendant le processus de poinçonnage, pour vérifier fréquemment la taille de la bavure et pour réparer le bord à temps.
● La feuille de perforation n'est pas plate et propre.
Lorsque la feuille de poinçonnage présente des ondulations, de la rouille, de l'huile, de la poussière, etc., cela réduira le coefficient d'ajustement à la presse.
Lors de l'emmanchement, contrôler la longueur du rotor et du stator.
Trop de pièces rendront le poids du noyau insuffisant, réduiront la section du circuit magnétique et augmenteront le courant d'excitation.
Mauvais traitement d'isolation ou mauvaise gestion de la feuille de poinçonnage, la couche d'isolation est détruite après emmanchement, de sorte que le court-circuit du noyau, la perte par courants de Foucault augmente.
Problème d'équilibrage dynamique du rotor avec ventilateur
La ventilation est une partie importante du moteur à courant alternatif, l'effet de ventilation sur la plupart des élévations de température des moteurs électriques, les vibrations et le bruit et d'autres effets sur les performances ; à partir de la structure du rotor du moteur à courant alternatif, les paramètres de départ et de ventilateur ont des exigences différentes ; certains rotors de moteur n'ont pas de ventilateur, y compris les pales d'air du rotor en fonte d'aluminium n'en ont pas.
Certains moteurs à courant alternatif ne fixent les pales du vent que sur le rotor en fonte d'aluminium, tandis que certains rotors règlent également le ventilateur du rotor à l'intérieur et à l'extérieur du ventilateur.
Notre sujet d'aujourd'hui se limite à l'équilibrage des rotors avec ventilateurs.
Théoriquement, si le ventilateur a été équilibré statiquement avant l'installation, l'arbre du rotor a été équilibré dynamiquement avant de gainer le noyau, et le rotor a été équilibré dynamiquement de la même manière avant l'installation du ventilateur.
Ensuite, après l'installation du ventilateur, le déséquilibre du rotor doit être relativement faible, et lors de la réparation et de l'entretien ultérieurs, le ventilateur est essentiellement une pièce qui répond aux exigences et est interchangeable.
Cependant, de nombreux fabricants de moteurs électriques équilibrent l'arbre, le ventilateur et le rotor global après l'installation du ventilateur, il semble donc y avoir moins de problèmes.
Mais il est difficile de distinguer quelles parties associées sont causées par le déséquilibre.
Bien sûr, il est également difficile de prescrire le bon médicament, et n'est pas propice à l'entretien ultérieur.
Pourquoi les rotors sont équilibrés dynamiquement
Les machines tournantes à grande vitesse, en raison de l'impact du matériau, de l'impact, de la corrosion, de l'usure et de la cokéfaction, provoqueront une défaillance déséquilibrée du système de rotor de la machine électrique.
Et 70% des défaillances vibratoires des machines tournantes sont dues au déséquilibre du système de rotor.
Habituellement, le personnel de maintenance pour les vibrations plus importantes du rotor, le traitement de démontage, le remplacement direct de la roue, etc., réinstallé après le fonctionnement, afin de réduire le but des vibrations.
Cependant, en raison de l'existence du déséquilibre d'origine des pièces rotatives, les vibrations dépassent parfois la valeur standard admissible même après le fonctionnement de la machine.
Afin d'éviter la destruction de la puissance mécanique de la machine, de menacer la sécurité du personnel du site et d'assurer le fonctionnement normal de la production, il est nécessaire d'effectuer une correction d'équilibre dynamique.
Principe de l'équilibrage dynamique
L'irrégularité de rotation du rotor est causée par le fait que le centre de masse de chaque micro-segment du rotor n'est pas strictement sur l'axe de rotation.
La force centrifuge générée par la déviation du centre de masse de chaque micro-segment par rapport à l'axe de rotation est perpendiculaire à l'axe de rotation.
Le système de force centrifuge peut être synthétisé en quelques forces concentrées par synthèse de force, dont la direction est toujours perpendiculaire à l'axe.
D'une manière générale, au moins deux forces concentrées agissant sur deux sections transversales sont nécessaires pour représenter le système de force centrifuge d'origine.
Si ces deux forces concentrées forment un couple de forces, le déséquilibre d'origine ne peut pas être détecté et mesuré lorsque le rotor ne tourne pas.
Ce n'est que lorsqu'il est en rotation que le couple de forces forme une perturbation latérale et fait vibrer le rotor.
L'effet de ce déséquilibre ne peut être détecté et mesuré que dans la dynamique de rotation, un équilibrage dynamique est donc nécessaire.
En revanche, l'équilibrage statique est l'équilibrage qui peut être effectué sans rotation lorsque la masse du rotor est tellement concentrée qu'elle peut être considérée comme un disque mince sans épaisseur perpendiculaire à l'axe de rotation.
Cela se fait en plaçant le rotor horizontalement, avec le côté lesté suspendu par gravité, et en essayant d'ajuster la position du centre de masse du rotor afin qu'il repose sur l'axe de rotation.
Après avoir mesuré l'emplacement et la taille du déséquilibre, soit le supprimer directement, soit ajouter la masse correspondante pour équilibrer son effet dans sa direction symétrique, c'est-à-dire compléter l'équilibre dynamique par dépondération ou contrepoids.
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