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三相交流电机的轴向力是如何形成的?

发布日期:2021-07-22 07:58

无论是高压电机还是低压电机,有时客户会报告轴运行的问题,或者由于轴向力导致轴承温度上升的问题。电机的最佳工作状态是轴向不受力,以保证电机与负载之间的理想化关系;事实上,或多或少,不同的电机都有一个轴向力。

对于三相交流电机,当定子绕组接入电源时,会产生旋转磁场,使转子因电磁感应而产生感应电流,转子被磁化产生电磁引力而旋转。同步电机励磁后以同步速度旋转;异步电动机的旋转产生打滑。电机旋转磁场的吸引力是由最短的磁力线引起的,电磁力使电机在电磁中心线上运行,即电机定子和转子的电磁力在径向作用,使其相互平衡,从而不会产生轴向磁力,但在实际运行中会由于以下因素产生轴向力。

轴向力产生的原因

电机转子风机空载运行时,冷却空气的气流流动产生的轴向力。

由于加工制造工艺和电机装配误差等因素,定子和转子偏离电机的电磁中心线,产生轴向力。

在设计中,为了减少齿谐波的影响,将定子或转子做成斜槽结构。因此,当负载运行时,电磁力迫使转子向一端移动,产生轴向力。

电机电磁中心线是电机转轴与被驱动机械设备联轴器对接的基准线。但由于电机的设计制造中没有电磁中心线标记,所以在电机安装和联轴器对接时,随附文件提供的安装图的校准尺寸以设计的机械中心为准。这样,在电机的实际运行中,不可避免的会因为机械中心线与电磁中心线不重合而产生偏移,也就是电机安装和联轴器对接的误差,产生轴向力。其轴向力的方向是对被驱动机械设备产生推或拉的轴向力,导致电机和被驱动机械设备的轴承或整机损坏。

对于增加了安全性的无刷励磁同步电机,因素较多,所以从工艺制造和加工的角度来看,冲片质量有所提高;减少冲头毛刺;严格遵守叠片数量和叠片压力的工艺规程,确保定子和转子铁芯的长度;消除人为的安装和装配误差,要求企业技术工人具有较高的技术素质和良好的装配技能,是降低轴向力的技术保证。

此外,设计人员必须精通制造工艺和产品装配工艺,在结构设计中考虑电机转向、风扇布置、滑槽方向等固有因素产生的轴向力的大小和方向,使其相互抵消或减至最小。同时要求产品组装技术人员参与产品组装后的初步调试实验。

在调试实验中,更重要的是要求检验技术人员根据样机试装实验中空载和负载实验实际测试的电机中心线和电磁中心的实际偏移数据,准确要求装配过程调整技术文件中转子位置的位移值和方向。

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