ความรู้เกี่ยวกับโรเตอร์มอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้ามีส่วนต่าง ๆ มากมาย วันนี้เราจะพูดถึงความรู้เกี่ยวกับโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้า

สารบัญ ซ่อน

1 ทำไมโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าจึงมีร่องเฉียง?

2 เหตุใดมอเตอร์ไฟฟ้าโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อจึงได้รับการยอมรับในระดับสากลสำหรับพลังงานไฟฟ้า

ทำไมโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าจึงมีร่องเฉียง?

เพื่อปรับปรุงคุณภาพของมอเตอร์ไฟฟ้า เสียงมอเตอร์เหนี่ยวนำได้รวมอยู่ในหนึ่งในตัวบ่งชี้การประเมินคุณภาพในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าและการสัมผัสใกล้ชิดกับผู้คน เสียงของมอเตอร์ไฟฟ้าได้กลายเป็นสิ่งที่สำคัญมาก ข้อกำหนดการประเมินที่สำคัญ

เพื่อควบคุมเสียงมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบอะซิงโครนัส นอกเหนือจากการออกแบบการเลือกช่องใส่สเตเตอร์-โรเตอร์ที่เหมาะสมแล้ว

สามารถใช้เพื่อลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าของความลาดเอียงของมอเตอร์ไฟฟ้าของช่อง

แต่ความลาดเอียงของช่องที่เหมาะสมกว่านั้นจำเป็นต้องทดสอบการตรวจสอบเพิ่มเติม

โดยทั่วไป ความลาดเอียงของช่องโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสสามารถใช้เป็นระยะพิทช์ฟันของสเตเตอร์หนึ่งซี่ ซึ่งโดยทั่วไปยังสามารถตอบสนองความต้องการได้

อย่างไรก็ตาม เพื่อปรับปรุงเสียงมอเตอร์ไฟฟ้าให้ดียิ่งขึ้น จำเป็นต้องสำรวจความลาดเอียงของช่องที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งต้องใช้การคำนวณและการตรวจสอบจำนวนมาก

จากมุมมองของการผลิต มอเตอร์ไฟฟ้าแบบช่องตรงค่อนข้างง่ายในการผลิตและดำเนินการ แต่เมื่อจำเป็น จำเป็นต้องบิดช่องสเตเตอร์หรือช่องโรเตอร์

ค่อนข้างยากที่จะบิดและเอียงช่องสเตเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ดังนั้นในกรณีส่วนใหญ่ ช่องโรเตอร์จึงเอียง

โดยปกติแล้วการบิดช่องโรเตอร์ทำได้โดยการตัดเฉือนรูกุญแจที่บิดบนเพลามอเตอร์ หรือสำหรับบริษัทขั้นสูงกว่านั้น โดยใช้การเจาะแบบเกลียว ซึ่งเกิดขึ้นจริงในกระบวนการผลิตแกนโรเตอร์

สาเหตุการเกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและมาตรการหลีกเลี่ยง

เสียงมอเตอร์เป็นปัญหาที่แก้ไขได้ยาก ส่วนใหญ่เกิดจากแม่เหล็กไฟฟ้า กลไก และการระบายอากาศ 3 ประการ

เสียงแม่เหล็กไฟฟ้าในมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเกิดจากคลื่นแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็กฮาร์มอนิกที่สร้างโดยขดลวดสเตเตอร์และกระแสโรเตอร์ในช่องว่างอากาศ ซึ่งทำให้แอกแกนสั่นและบังคับให้อากาศโดยรอบสั่นสะเทือน

สาเหตุหลักเกิดจากการใส่สล็อตที่ไม่เหมาะสม ความเยื้องศูนย์ของสเตเตอร์และโรเตอร์ หรือช่องว่างอากาศเล็กเกินไป เป็นต้น

สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากการดึงแม่เหล็กระหว่างส่วนต่างๆ ของมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของเวลาและพื้นที่ และเกิดจากการดึงขั้วแม่เหล็กระหว่างส่วนต่างๆ ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

ดังนั้นสำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส สาเหตุของการเกิดสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจึงรวมถึง

● คลื่นแรงในแนวรัศมีในสนามแม่เหล็กช่องว่างอากาศทำให้เกิดการเสียรูปในแนวรัศมีและการสั่นสะเทือนเป็นระยะของขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์กรงกระรอก

● คลื่นแรงในแนวรัศมีของฮาร์มอนิกสูงในสนามแม่เหล็กช่องว่างอากาศกระทำต่อแกนสเตเตอร์และโรเตอร์ ทำให้พวกมันเปลี่ยนรูปในแนวรัศมีและสั่นสะเทือนเป็นระยะๆ

● การเสียรูปของแกนสเตเตอร์ที่มีออร์เดอร์ฮาร์มอนิกต่างกันมีความถี่โดยธรรมชาติที่แตกต่างกัน และการสั่นพ้องเกิดขึ้นเมื่อความถี่ของคลื่นแรงในแนวรัศมีใกล้เคียงหรือเท่ากับความถี่โดยธรรมชาติของแกนกลาง

● การเสียรูปของสเตเตอร์ทำให้อากาศโดยรอบสั่นสะเทือน และเสียงแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนใหญ่เป็นเสียงโหลด

เมื่อแกนอิ่มตัว องค์ประกอบฮาร์มอนิกที่สามจะเพิ่มขึ้นและสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น

ยิ่งช่องอากาศมีขนาดเล็ก ช่องยิ่งกว้าง แอมพลิจูดก็จะยิ่งมากขึ้น

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ เราควรปรับปรุงขั้นตอนการออกแบบผลิตภัณฑ์ด้วยวิธีที่มีประสิทธิภาพ เช่น: การเลือกความหนาแน่นของฟลักซ์ที่เหมาะสม การเลือกประเภทขดลวดที่ถูกต้องและจำนวนของถนนที่เกี่ยวข้อง การเพิ่มจำนวนช่องเจาะสเตเตอร์ การลดการกระจายฮาร์มอนิก ค่าสัมประสิทธิ์ของขดลวดสเตเตอร์, การประมวลผลที่เหมาะสมของช่องว่างอากาศสเตเตอร์-โรเตอร์ของมอเตอร์, การเลือกสเตเตอร์และโรเตอร์ให้พอดี, การใช้โรเตอร์เอียงสล็อต และมาตรการเฉพาะอื่นๆ

เหตุใดมอเตอร์ไฟฟ้าโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อจึงได้รับการยอมรับในระดับสากลสำหรับพลังงานไฟฟ้า

ตามลักษณะของวัสดุที่เติมในช่องของโรเตอร์มอเตอร์ มีโรเตอร์แบบพันลวด โรเตอร์อะลูมิเนียมหล่อ และโรเตอร์แม่เหล็กถาวร

เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว โรเตอร์อะลูมิเนียมหล่อถูกใช้อย่างแพร่หลายมากที่สุด เนื่องจากต้นทุนและข้อได้เปรียบด้านกระบวนการบางประการของโรเตอร์ประเภทนี้เกี่ยวกับพลังงานกล

รูปร่างช่องของโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อไม่ได้ถูกจำกัดโดยโปรไฟล์ และสามารถเลือกรูปร่างช่องที่ดีที่สุดได้ตามอำเภอใจเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเริ่มต้นของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส

แถวทองแดงของโรเตอร์คิดเป็นประมาณ 40% ของทองแดงที่ใช้ในมอเตอร์มาตรฐานทั้งหมด และการใช้ขดลวดโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อสามารถลดต้นทุนวัสดุของมอเตอร์อุตสาหกรรมได้อย่างมาก

ตัวนำอลูมิเนียมหล่อจะเติมช่องขดลวดของโรเตอร์ทั้งหมด และอัตราเต็มของช่องจะใกล้เคียงกับ 100% ซึ่งเอื้อต่อการนำความร้อนและการกระจายความร้อน

ใบพัดอากาศของโรเตอร์และวงแหวนปลายถูกหล่อเข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มความสามารถในการกระจายความร้อน และไม่จำเป็นต้องติดตั้งพัดลมอีกตัว ซึ่งช่วยประหยัดขั้นตอนการประมวลผลบางอย่าง

โครงสร้างของโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อมีความสมมาตรและกะทัดรัด คอลัมน์สมดุลและวงแหวนสิ้นสุดถูกหล่อเข้าด้วยกัน ซึ่งง่ายต่อการหาสมดุลทางกลไก รอบการผลิตสั้น ชั่วโมงการทำงานต่ำ และต้นทุนต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก

อย่างไรก็ตาม โรเตอร์อะลูมิเนียมหล่อไม่ใช่ยาครอบจักรวาลสำหรับทุกสิ่ง ตัวอย่างเช่น สำหรับมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงและกำลังสูง อาจจำเป็นต้องใช้โรเตอร์แท่งทองแดงหรือโรเตอร์ทองแดงหล่อเพื่อให้ได้สิ่งนี้

The punching system's quality directly affects the pressed core's quality.

รูปร่างของร่องที่ไม่สม่ำเสมอจะส่งผลต่อคุณภาพของลวดที่ฝังอยู่ เสี้ยนมีขนาดใหญ่เกินไป ฟันมีขนาดใหญ่เกินไป และความแม่นยำของขนาดแกน ความแน่น ฯลฯ จะส่งผลต่อการนำแม่เหล็กและการสูญเสีย

Punching quality control of ac motors' rotor

คุณภาพของแผ่นเจาะรูเป็นปัญหา

ขนาดของแผ่นเจาะไม่ดี ส่งผลให้สเตเตอร์และฟันของโรเตอร์มีความหนาแน่นแม่เหล็กไม่เท่ากัน ซึ่งจะเพิ่มกระแสกระตุ้น เพิ่มการใช้เหล็ก ประสิทธิภาพต่ำและตัวประกอบกำลังต่ำ

ความแม่นยำของขนาดเจาะ

ความแม่นยำของขนาด ความร่วมแกนร่วม และตำแหน่งช่องของแผ่นเจาะสามารถรับประกันได้จากแผ่นเหล็กซิลิกอน แม่พิมพ์เจาะ รูปแบบการเจาะ และเครื่องเจาะ จากด้านแม่พิมพ์ ระยะห่างที่เหมาะสมและความแม่นยำในการผลิตแม่พิมพ์เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของขนาดแม่พิมพ์

ปัญหากระบวนการเจาะและเฉือนและผลกระทบ

● ไม่อนุญาตให้ใช้แผ่นดัชนี และตำแหน่งและขนาดของฟันแต่ละซี่บนแผ่นไม่สอดคล้องกันเนื่องจากการสึกหรอ ดังนั้นระยะห่างของร่องบนแผ่นเจาะรูจึงไม่เท่ากัน และปรากฏการณ์ของระยะฟันที่เล็กและใหญ่จะปรากฏขึ้น .

กลไกการหมุนของเครื่องเจาะรูทำงานไม่ถูกต้อง

ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงของระยะห่าง การหล่อลื่น และแรงเสียดทานสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในขนาดของมุมการหมุน และส่งผลต่อความสม่ำเสมอของตำแหน่งร่องของแผ่นเจาะ

●แมนเดรลตำแหน่งของแผ่นเจาะรูจะสึกหรอและขนาดจะเล็กลง ซึ่งจะทำให้เกิดการเลื่อนในแนวรัศมีของตำแหน่งสล็อต

สิ่งนี้จะทำให้ร่องมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอเมื่อแกนซ้อนกัน และจะทำให้เกิดความไม่สมดุลทางกลไกกับหมัดโรเตอร์

● การสึกหรอของกุญแจบนแมนเดรลยังทำให้เกิดการชดเชยของร่องอีกด้วย

การสึกหรอของคีย์จะเพิ่มระยะห่างระหว่างคีย์และรูสลักของพั้นช์ ส่งผลให้เกิดการชดเชยของร่อง

ออฟเซ็ตเพิ่มขึ้นเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางพั้นช์เพิ่มขึ้น

หากใช้วงรอบนอกในการวางตำแหน่ง การชดเชยนี้จะไม่เกิดขึ้น และคุณภาพของพั้นช์จะดีกว่าหากพั้นช์อยู่ในตำแหน่งที่มีรูเพลา

● เสี้ยน ซึ่งทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างแผ่นของแกน ทำให้มีการใช้เหล็กเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิจะสูงขึ้น

การมีครีบจะลดจำนวนการเจาะ ทำให้กระแสกระตุ้นเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพลดลง

เสี้ยนในช่องจะเจาะฉนวนของขดลวดและจะทำให้ฟันขยายตัวภายนอกด้วย

เมื่อเสี้ยนที่รูเพลาโรเตอร์ใหญ่เกินไป อาจทำให้ขนาดรูหรือความรีลดลง ส่งผลให้กดแกนบนเพลามอเตอร์ได้ยาก

ระยะห่างของแม่พิมพ์ที่มากเกินไป การติดตั้งแม่พิมพ์ที่ไม่ถูกต้อง หรือขอบของแม่พิมพ์ทื่ออาจทำให้เกิดครีบในแผ่นเจาะได้

เพื่อลดเสี้ยน จำเป็นต้องควบคุมระยะห่างระหว่างพั้นช์และดายเว้าอย่างเข้มงวดในระหว่างการผลิตแม่พิมพ์ เพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างเท่ากันทุกด้านระหว่างการติดตั้งแม่พิมพ์ เพื่อให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์ทำงานปกติในระหว่างขั้นตอนการเจาะ เพื่อตรวจสอบขนาดของเสี้ยนบ่อยๆ และซ่อมแซมขอบให้ทันเวลา

● แผ่นเจาะไม่เรียบและสะอาด

เมื่อแผ่นเจาะมีรอยย่น สนิม น้ำมัน ฝุ่น ฯลฯ จะทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การกดต่ำลง

เมื่อสวมอัด ให้ควบคุมความยาวของโรเตอร์และสเตเตอร์

ชิ้นส่วนที่มากเกินไปจะทำให้น้ำหนักแกนไม่เพียงพอ ลดส่วนวงจรแม่เหล็ก และเพิ่มกระแสกระตุ้น

การรักษาฉนวนไม่ดีหรือการจัดการแผ่นเจาะไม่ดี ชั้นฉนวนจะถูกทำลายหลังจากการกดกระชับ เพื่อให้แกนลัดวงจร การสูญเสียกระแสไหลวนเพิ่มขึ้น

ปัญหาสมดุลไดนามิกของโรเตอร์กับพัดลม

การระบายอากาศเป็นส่วนสำคัญของมอเตอร์ ac ผลการระบายอากาศต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของมอเตอร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน และผลกระทบด้านประสิทธิภาพอื่นๆ จากโครงสร้างของโรเตอร์มอเตอร์ ac จากและการตั้งค่าพัดลมมีข้อกำหนดที่แตกต่างกัน ใบพัดของมอเตอร์บางตัวไม่มีพัดลม รวมถึงใบพัดของใบพัดอลูมิเนียมหล่อก็ไม่มี

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับบางรุ่นจะตั้งใบพัดลมไว้บนโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อเท่านั้น ในขณะที่โรเตอร์บางตัวจะตั้งพัดลมโรเตอร์ทั้งด้านในและด้านนอกพัดลมด้วย

หัวข้อของเราในวันนี้จำกัดอยู่ที่ความสมดุลของโรเตอร์กับพัดลม

ในทางทฤษฏี หากพัดลมมีความสมดุลทางสถิตก่อนการติดตั้ง เพลาของโรเตอร์จะได้รับความสมดุลแบบไดนามิกก่อนที่จะทำการปลอกแกน และโรเตอร์จะได้รับความสมดุลทางไดนามิกในทำนองเดียวกันก่อนการติดตั้งพัดลม

จากนั้น หลังจากติดตั้งพัดลมแล้ว ความไม่สมดุลของโรเตอร์ควรจะค่อนข้างน้อย และในการซ่อมแซมและบำรุงรักษาในภายหลัง พัดลมจะเป็นส่วนที่ตรงตามข้อกำหนดและสามารถใช้แทนกันได้

อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตมอเตอร์ไฟฟ้าจำนวนมาก เพลา พัดลม และโรเตอร์ทั้งหมดสมดุล หลังจากติดตั้งพัดลมแล้ว ดังนั้นดูเหมือนว่าจะมีปัญหาน้อยลง

แต่เป็นการยากที่จะแยกแยะว่าส่วนใดที่เกี่ยวข้องเกิดจากความไม่สมดุล

แน่นอนว่ายังเป็นเรื่องยากที่จะสั่งยาที่ถูกต้อง และไม่เอื้ออำนวยต่อการบำรุงรักษาในภายหลัง

เหตุใดโรเตอร์จึงมีความสมดุลแบบไดนามิก

High-speed rotating machinery by the impact of the material, impact, corrosion, wear, coking will cause unbalance failure of the machine's rotor system for electric machine.

และ 70% ของการสั่นสะเทือนล้มเหลวของเครื่องจักรที่หมุนจากความไม่สมดุลของระบบโรเตอร์

โดยปกติแล้ว เจ้าหน้าที่บำรุงรักษาสำหรับการสั่นสะเทือนที่มากขึ้นของโรเตอร์ การถอดประกอบ การเปลี่ยนใบพัดโดยตรง ฯลฯ ติดตั้งใหม่หลังการใช้งาน เพื่อลดวัตถุประสงค์ของการสั่นสะเทือน

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการมีอยู่ของความไม่สมดุลเดิมของชิ้นส่วนที่หมุน บางครั้งการสั่นสะเทือนจึงเกินค่ามาตรฐานที่อนุญาตแม้ว่าเครื่องจะทำงานแล้วก็ตาม

เพื่อป้องกันการทำลายกำลังทางกลของเครื่องจักร คุกคามความปลอดภัยของบุคลากรของไซต์งาน และรับประกันการทำงานตามปกติของการผลิต จำเป็นต้องดำเนินการแก้ไขสมดุลไดนามิก .

หลักการสมดุลไดนามิก

ความไม่สม่ำเสมอในการหมุนของโรเตอร์เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าจุดศูนย์กลางมวลของแต่ละส่วนย่อยของโรเตอร์ไม่ได้อยู่บนแกนหมุนอย่างเคร่งครัด

แรงหนีศูนย์กลางที่เกิดจากการเบี่ยงเบนของจุดศูนย์กลางมวลของแต่ละส่วนย่อยจากแกนหมุนจะตั้งฉากกับแกนหมุน

ระบบแรงหนีศูนย์กลางสามารถสังเคราะห์เป็นแรงรวมสองสามแรงได้โดยการสังเคราะห์แรง ซึ่งทิศทางยังคงตั้งฉากกับแกน

โดยทั่วไป จำเป็นต้องมีแรงกระจุกตัวอย่างน้อยสองแรงที่กระทำบนหน้าตัดสองส่วนเพื่อแสดงถึงระบบแรงหนีศูนย์กลางดั้งเดิม

หากแรงกระจุกตัวทั้งสองนี้ก่อตัวเป็นแรงคู่กัน จะไม่สามารถตรวจจับและวัดความไม่สมดุลดั้งเดิมได้เมื่อโรเตอร์ไม่หมุน

เมื่อมันหมุนเท่านั้นที่คู่แรงจะก่อให้เกิดการรบกวนด้านข้างและทำให้โรเตอร์สั่น

ผลกระทบของความไม่สมดุลนี้สามารถตรวจจับและวัดได้ในไดนามิกของการหมุนเท่านั้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการปรับสมดุลไดนามิก

ในทางตรงกันข้าม การปรับสมดุลแบบสถิตคือการปรับสมดุลที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องหมุน เมื่อมวลของโรเตอร์มีความเข้มข้นมากจนสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นแผ่นบางที่ไม่มีความหนาในแนวตั้งฉากกับแกนหมุน

This is done by placing the rotor horizontally, with the weighted side hanging down by gravity, and trying to adjust the position of the rotor's center of mass so that it lies on the axis of rotation.

หลังจากวัดตำแหน่งและขนาดของความไม่สมดุลแล้ว ให้ลบออกโดยตรงหรือเพิ่มมวลที่สอดคล้องกันเพื่อให้ผลของมันสมดุลในทิศทางที่สมมาตร กล่าวคือ ทำให้สมดุลไดนามิกสมบูรณ์โดยการลดน้ำหนักหรือถ่วงน้ำหนัก