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標(biāo)題: 單相和三相壓縮機(jī)振動(dòng)不一致問題 [打印本頁]

作者: 蒼狼大地    時(shí)間: 2014-10-18 19:38
標(biāo)題: 單相和三相壓縮機(jī)振動(dòng)不一致問題
各位大蝦,在開發(fā)壓縮機(jī)時(shí)候遇到了一個(gè)非常頭疼的振動(dòng)問題,因?yàn)橹安皇歉阏駝?dòng),對電機(jī)的了解也有限,想請教各位有經(jīng)驗(yàn)的大蝦看看是什么問題。@2266998 @偉光 7 X1 F8 F+ P+ x9 G
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背景介紹:
0 ]9 m* D; L3 y" ^- f" U1.開發(fā)三相定速電機(jī)壓縮機(jī)時(shí),所開發(fā)新型號的所有參數(shù)(零部件以及裝配參數(shù))都與現(xiàn)有的同一型號單相馬達(dá)相同,唯一不同的就是電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子。定子和轉(zhuǎn)子的疊高相同,重量不同。% N. G6 \% \2 }9 |% |& y
2.現(xiàn)有的單相壓縮機(jī)歷史振動(dòng)數(shù)據(jù)很好,65pcs的Peak-Peak平均值為2mils, 振動(dòng)最大值為2.6,一致性很好。
' M1 U; C2 |; D- U. s& F3.三相電機(jī)的零部件和裝機(jī)參數(shù)正常,4pcs測試得出的Peak-Peak振動(dòng)數(shù)值為3.0mils,3.4mils,3.5mils,3.5mils。測試在兩個(gè)測試臺(tái)上校驗(yàn),兩個(gè)測試臺(tái)一致性很好。6 H- C+ O' c8 I# O1 n2 f
4.動(dòng)平衡計(jì)算及測試結(jié)果:' }, z( X; \6 R6 ^6 o; {
       a. 由于單相壓縮機(jī)和三相壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件都相同,動(dòng)平衡計(jì)算結(jié)果相同,計(jì)算顯示壓縮機(jī)上部(主軸承處)的不平衡量比底部軸承的不平衡量大。則理論上單相壓縮機(jī)和三相壓縮機(jī)的振動(dòng)應(yīng)該完全相同,且振動(dòng)分布應(yīng)該是頂部振動(dòng)大,底部振動(dòng)小。
6 [0 [& A! ?' X8 |! [% s+ m! A/ X! G       b.單相壓縮機(jī)振動(dòng)測試結(jié)果與計(jì)算結(jié)果相符,頂部振動(dòng)大于底部振動(dòng)。
7 X; Q+ N! T; O( [       c.三相壓縮機(jī)的振動(dòng)測試結(jié)果與計(jì)算結(jié)果嚴(yán)重不符,4pcs的振動(dòng)分布都是底部振動(dòng)大,頂部振動(dòng)小。/ X8 v8 `, n; i$ [9 z8 [4 E3 p
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分析:; N* }$ j' d, x) g: D* t
1.單相壓縮機(jī)和三相壓縮機(jī)所有影響動(dòng)平衡的部件相同,理論上振動(dòng)應(yīng)該相同,但實(shí)際卻完全不同。為什么?憑自己淺薄的知識分析可能原因?yàn)椋?br /> - _. D% d% P5 Q3 ~      a.激勵(lì)力不同。電機(jī)引起振動(dòng)可能有機(jī)械力和電磁力:
9 O* }* R. D0 w& Y" x( H            -機(jī)械力來源主要是東不平衡力,從以上分析單相和三相的動(dòng)不平衡力應(yīng)該相同。
' b) p  Y- R. [/ ~. q7 `! V4 p3 I/ E6 D            -電磁力:主要是壓縮機(jī)的輸出扭矩。8 \# Q8 ~2 I/ [7 k* a5 c( Z
                   -電磁力大。狠敵雠ぞ嘏c壓縮機(jī)壓縮過程的負(fù)載有關(guān),由于壓縮機(jī)的測試工況點(diǎn)都相同,頻率轉(zhuǎn)速相同,負(fù)載相同,輸出的扭矩相同,差異也應(yīng)該不大。
4 u4 M7 a+ ]# l/ R* K9 |  I                   -電磁力輸出的形式:脈沖是否相同?
) r; k6 X" x% k6 P            。。。。。。9 A( J6 C9 A  R/ v, o
     b.由于壓縮機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子重量差異,影響壓縮機(jī)的振動(dòng)模態(tài),三相壓縮機(jī)的振動(dòng)頻率剛好在其固有頻率上。- K5 o& u. d5 i' D- c
             -后續(xù)將測試單相和三相壓縮機(jī)的模態(tài)。
; D$ X: r( D+ m1 S2 X     c.由于定子和轉(zhuǎn)子的重量不同,導(dǎo)致壓縮機(jī)的整機(jī)重心變動(dòng)。若重心上移,整機(jī)更加不穩(wěn)定,底部振動(dòng)加大。
6 I( E5 p/ C- x, |1 {3 r* v: J2 N             -目前正在收集數(shù)據(jù)分析重心的變化情況,但是對是否影響以及如何影響整機(jī)的振動(dòng)機(jī)理還不了解。
$ a+ m! s4 P3 l- l& K) z9 ~- J" [     d.。。。。。。7 v# o: a4 f. {& R, |2 h

. y0 N% p. V' `$ U有以下困惑,想請教各位有經(jīng)驗(yàn)的大俠:: C. O  O  Z! n% I
1.單相定速電機(jī)和三相定速電機(jī)的振動(dòng)是否會(huì)不同?
, Q2 O. P9 f0 D2 a4 ?7 s) s2.單相電機(jī)和三相電機(jī)在激勵(lì)力方面是否存在差異?其激勵(lì)的形式分別是什么?; z' I/ ~6 z3 V( F
3.分析方向是否正確?是否還有其他的因素沒有考慮到?還需要驗(yàn)證排除哪些內(nèi)容?6 P/ H! U. L( C/ u

+ y( S# f5 M1 o& Z; i3 G雖然也在補(bǔ)充電機(jī)和振動(dòng)方面的知識,但是感覺沒有方向,東一榔頭西一棒子,所以懇請各位有經(jīng)驗(yàn)的大俠能指點(diǎn)一下方向。在此先感謝了。. i3 z, Z8 T1 K8 ~. C$ i

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作者: 2266998    時(shí)間: 2014-10-19 12:51
仔細(xì)看了你的問題,很欣賞你,能自己分析問題,列出問題的家伙現(xiàn)在是少之又少了,你的問題,大致如下
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1,單相電機(jī)與三相電機(jī),其實(shí)是倆東西,其電磁驅(qū)動(dòng)方式就不同,表現(xiàn)為空間矢量有區(qū)別,
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2 f+ g  k+ G7 W' c0 N: t( F" R$ C2,粗用,有些細(xì)節(jié)不表現(xiàn)出來,我用小電機(jī)帶液壓泵就有這個(gè)體會(huì),用單相電機(jī)帶,與用三相電機(jī)帶,無論是驅(qū)動(dòng)還是振動(dòng)都有區(qū)別,只是我們常規(guī)用,不太關(guān)心這個(gè),
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3,我玩一些振動(dòng)問題,以前說過了,也舉過些例子,說說我怎么一步一步玩,你大致參考一下,
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6 }% B( g/ I/ X首先,壓縮機(jī)有其固有振動(dòng)特性, 先分析這個(gè),再分析其在外載荷作用下的特性,特別是不同功率下的特性,
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2 e9 V  X6 }1 C7 Y* {% H; D再就是具體分析電機(jī)的特性,這個(gè)電機(jī)書籍有解釋與介紹,
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之后,把電機(jī)與壓縮機(jī)‘同軸化處理’,找其在什么時(shí)候有什么類型的振動(dòng),其振動(dòng)是如何放大的,這個(gè)要細(xì)致分析,要列許多圖譜才能知道,我這里說說簡單,做這個(gè),大概要2個(gè)月,還得學(xué)這些的,知道振動(dòng)是如何疊加的,外部是如何激烈的,這都是復(fù)雜過程,你廠子里面必須有專業(yè)工程師才能解決,一般工程師是玩不了這些的,
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核心問題就是,電機(jī)怎么振動(dòng),壓縮機(jī)有什么固有特性,而外激勵(lì)是如何放大這個(gè)振動(dòng)的,而這個(gè)振動(dòng)又會(huì)反向激勵(lì)電機(jī),電機(jī)再激勵(lì)壓縮機(jī),但這個(gè)環(huán)節(jié)不會(huì)無限制進(jìn)行下去,到某個(gè)環(huán)節(jié)就會(huì)因?yàn)楦蓴_而衰減,你玩的就是這個(gè),
作者: 蒼狼大地    時(shí)間: 2014-10-19 18:34
2266998 發(fā)表于 2014-10-19 12:51
- _4 S9 o8 y  d5 d9 {仔細(xì)看了你的問題,很欣賞你,能自己分析問題,列出問題的家伙現(xiàn)在是少之又少了,你的問題,大致如下
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6 u7 ?) Z- Y( g! [: N. m5 x1, ...

  C. l5 p$ ]* K& m! D# a4 {' c非常感謝八爺?shù)幕貜?fù),幫助我又理了一邊思路,非常感謝。8 w- l, m8 h$ q+ E) j1 L
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接下來還是分析壓縮機(jī)的固有振動(dòng)特性,壓縮機(jī)振動(dòng)模態(tài)的變化。同時(shí)補(bǔ)充一些電機(jī)的知識,因?yàn)椴涣私怆姍C(jī),對與電機(jī)的激勵(lì)力和電機(jī)特性不了解,所以這塊暫時(shí)沒有太多想法,不過也剛好作為一個(gè)契機(jī)加強(qiáng)一下振動(dòng)和電機(jī)方面的知識學(xué)習(xí)。: b% L) ^) U4 e- F
我們工廠有專門的噪聲和振動(dòng)工程師,也能配合我?guī)椭治,但是作為?xiàng)目責(zé)任人,首先自己還是必須熟悉這個(gè)對象,理清楚方向以后振動(dòng)工程師才能介入進(jìn)來。
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有一個(gè)地方完全沒有概念,請教八爺:什么是電機(jī)和壓縮機(jī)同軸化處理?如何做這個(gè)同軸化處理?% y9 X8 V6 }- \# t  g

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作者: 超越自己    時(shí)間: 2014-10-19 19:59
蒼狼大地 發(fā)表于 2014-10-19 18:34
+ G* c6 X9 ]& R$ Y非常感謝八爺?shù)幕貜?fù),幫助我又理了一邊思路,非常感謝。
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接下來還是分析壓縮機(jī)的固有振動(dòng)特性,壓縮機(jī) ...

) b. N: E: e2 p) j- O4 }我理解的同軸化就是把電機(jī)到壓縮機(jī)的傳動(dòng)都整合到電機(jī)軸上,利用慣量相等一系列公式,等量處理,“省”去中間環(huán)節(jié)。" J. U6 n- n/ A

作者: dhihi    時(shí)間: 2014-10-19 22:45
超越自己 發(fā)表于 2014-10-19 19:59
5 l1 A) h3 S2 u3 Z" U我理解的同軸化就是把電機(jī)到壓縮機(jī)的傳動(dòng)都整合到電機(jī)軸上,利用慣量相等一系列公式,等量處理,“省”去 ...

$ s  f, H2 Y9 ~1 N# a# c2 z" _8 I好久沒看到前輩了!
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作者: 蒼狼大地    時(shí)間: 2014-10-20 06:59
超越自己 發(fā)表于 2014-10-19 19:59 5 ?: M$ m3 R5 J+ w+ y7 |& v
我理解的同軸化就是把電機(jī)到壓縮機(jī)的傳動(dòng)都整合到電機(jī)軸上,利用慣量相等一系列公式,等量處理,“省”去 ...

. X! z9 |2 D) _理解了,類似于力學(xué)上求等效載荷,不過對具體怎么算沒有算過,得嘗試一下。# H: n' i( l& k! o1 C% @

作者: 右耳    時(shí)間: 2014-10-21 00:01
xuexi
作者: jeromedeng    時(shí)間: 2014-10-23 13:20
學(xué)習(xí)下,
( l) K/ G# ~2 H6 b0 u2 c最近也在看Rao的機(jī)械振動(dòng)~
作者: 阿哲J    時(shí)間: 2014-10-28 12:47
不斷學(xué)習(xí)
作者: 人大太犬    時(shí)間: 2014-10-29 17:34
本帖最后由 人大太犬 于 2014-10-29 18:11 編輯 ! D1 Q1 R  r$ n2 G: ]2 y4 e* x' Y

, q6 d7 t/ W5 ^* x& s: J三相電機(jī)分同步和異步兩種但是定子是一致得,通過3個(gè)彼此相差120度得電壓合成一個(gè)勻速旋轉(zhuǎn)得磁場,單相交流電機(jī)就不太一樣,沒有真正得旋轉(zhuǎn)磁場,磁場就是在一條線得方向向上正負(fù)變化不斷(部分看法認(rèn)為是2個(gè)等強(qiáng)度反向旋轉(zhuǎn)磁場得合成量),至于樓主所說得速度頻率差不多得情況下,轉(zhuǎn)矩應(yīng)該差不多,樓主大概是根據(jù)功率等于轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之積得到得吧?但是事實(shí)上電機(jī)得輸入和輸出功率不完全相等,要考慮定子銅耗,轉(zhuǎn)子銅耗和鐵耗,風(fēng)磨雜散損耗等等,根據(jù)不同得電機(jī)類型具體計(jì)算還是有區(qū)別得,即使同為一種類型得電機(jī)也會(huì)有區(qū)別(比如都是感應(yīng)電機(jī),電機(jī)設(shè)計(jì)還得分為好幾類,轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性曲線也不一樣得)@蒼狼大地
作者: 蒼狼大地    時(shí)間: 2014-10-30 20:11
人大太犬 發(fā)表于 2014-10-29 17:34
6 X3 I3 B. _/ R7 L三相電機(jī)分同步和異步兩種但是定子是一致得,通過3個(gè)彼此相差120度得電壓合成一個(gè)勻速旋轉(zhuǎn)得磁場,單相交流 ...

8 u8 S  Z) P# h3 X* _. A謝謝人兄的回復(fù),有幾個(gè)問題想請教:
' `2 T: o4 t' [! H* Y" J3 x7 S1. 單相電機(jī)和三相電機(jī)在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)上差別大嗎?8 w/ q3 e  o6 U7 f4 C. k) d
我是從負(fù)載端反推電機(jī)的Torque,因?yàn)閴嚎s機(jī)的負(fù)載以及轉(zhuǎn)速都相同,計(jì)算出來的Torque曲線也相同,但是不知道從微觀上看電機(jī)的Torque是否存在脈沖,從而影響到電機(jī)的振動(dòng)。我知道單相馬達(dá)在啟動(dòng)過程中振動(dòng)是比三相馬達(dá)要大的,但是在運(yùn)行過程中振動(dòng)情況如何,到目前為止沒有查到相關(guān)的資料。
; G6 E, H. w5 e: s$ w7 D$ O( H& C2. 單相和三相在電磁力的大小和方向上有多大差別?在均勻磁場條件下定轉(zhuǎn)子之間的存在額外的作用力嗎?電磁力通常為高頻,對50HZ下運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)振動(dòng)影響會(huì)大嗎?
* B$ z" g& w, k& I5 Q) }從目前看到的資料看,若磁場分布均勻,則電磁力均勻,不會(huì)對電機(jī)產(chǎn)生額外的電磁力。而電磁力分布不均勻主要由比如氣隙不均勻引起,單相65pcs的振動(dòng)都低,而且一致性很好,三相4pcs的振動(dòng)都超,一致性也很好,轉(zhuǎn)子質(zhì)量以及裝配上引起氣隙不均勻的可能性基本可以排除。
8 w5 f" _3 J0 c; C* d" R! l3. 目前沒有詳細(xì)計(jì)算三相電機(jī)和單相電機(jī)在效率上的不同,電機(jī)的輸出端我們有效率這個(gè)測試數(shù)據(jù),回頭我查一下。但我的問題是,電機(jī)振動(dòng)對電機(jī)效率的敏感程度如何?效率歸根結(jié)底也應(yīng)該是通過Torque來對振動(dòng)進(jìn)行影響的吧,單純的效率對振動(dòng)有意義嗎?目前我對這方面沒有什么知識,也很少相關(guān)的資料。* u( r: ~' P/ E
4. 通過測試壓縮機(jī)模態(tài),三相壓縮機(jī)的固有頻率為40HZ,單相壓縮機(jī)的固有頻率為42HZ,單相電機(jī)比三相電機(jī)還更加靠近50HZ激勵(lì)頻率。因?yàn)楦粽裣到y(tǒng)兩者都相同,如果激勵(lì)相同的話,推論應(yīng)該是單相壓縮機(jī)比三相壓縮機(jī)振動(dòng)更大,但測試結(jié)果確實(shí)三相振動(dòng)比單相大。所以現(xiàn)在還是準(zhǔn)備想找激勵(lì)方面的原因,但是因?yàn)槿狈@塊的知識,所以需要多向人兄請教。9 n: j7 q$ v$ j
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非常感謝。
4 s4 [7 J0 v5 e0 [( D8 H6 i8 j$ H! \6 n8 M* f
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作者: 人大太犬    時(shí)間: 2014-10-30 21:07
蒼狼大地 發(fā)表于 2014-10-30 20:11
6 ~$ j2 S0 L7 f! ]2 o" N" j謝謝人兄的回復(fù),有幾個(gè)問題想請教:$ |% b0 Y$ U& J9 a  c
1. 單相電機(jī)和三相電機(jī)在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)上差別大嗎?
& _" \1 e0 t. m, u! r# n! K8 E我是從負(fù)載端反推電 ...
1 r, Y6 d. j- Y& B$ i1 {5 P
事實(shí)上我對樓主所描述得現(xiàn)象也很好奇,單項(xiàng)電機(jī)存在2倍定子頻率得脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩,雖然不影響平均轉(zhuǎn)矩,但是確會(huì)增大電機(jī)的噪聲,一般來說規(guī)格相同的情況下單項(xiàng)電機(jī)的噪聲會(huì)比較大一些?墒翘又械拿枋鰠s不是這樣,感覺像是電機(jī)處于沒有正常運(yùn)行的狀態(tài)下,個(gè)人猜測是超出了牽出轉(zhuǎn)矩。樓主的電機(jī)具體是同步電機(jī)還是異步電機(jī)?如果是同步電機(jī)那么在超出同步轉(zhuǎn)矩時(shí)定子磁場和合成磁場的位置鎖定關(guān)系會(huì)發(fā)生改變,產(chǎn)生磁極打滑伴有嚴(yán)重得震動(dòng),如果是異步電機(jī)可能會(huì)直接產(chǎn)生封堵(正常情況下異步電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械速率和定子電頻率也不相同,若二者相同則異步電機(jī)不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩
& U7 j* J. X3 G7 @
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0 z9 N6 w' N& ^3 _
補(bǔ)充內(nèi)容 (2014-10-31 18:34):
0 `! p6 a; g! M; X- g/ d/ l& ]@蒼狼大地
作者: 人大太犬    時(shí)間: 2014-10-31 18:36
人大太犬 發(fā)表于 2014-10-30 21:07 " j$ v4 T1 C% }' q
事實(shí)上我對樓主所描述得現(xiàn)象也很好奇,單項(xiàng)電機(jī)存在2倍定子頻率得脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩,雖然不影響平均轉(zhuǎn)矩,但是確會(huì) ...
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不知道我回復(fù)的是否有意義,邏輯稍混亂請大俠海涵 @蒼狼大地0 [: K/ L8 S, w5 k/ `, e3 z

作者: 蒼狼大地    時(shí)間: 2014-10-31 20:02
人大太犬 發(fā)表于 2014-10-30 21:07 ; u% \/ H/ H! |- K( W- Q8 H
事實(shí)上我對樓主所描述得現(xiàn)象也很好奇,單項(xiàng)電機(jī)存在2倍定子頻率得脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩,雖然不影響平均轉(zhuǎn)矩,但是確會(huì) ...
1 N  S. O! c5 `8 V4 Z0 F& a
謝謝人兄的回復(fù),我也是碰到了這個(gè)問題非常奇怪,跟很多人交流以后也都覺得非常奇怪,所以拿出來和大家一起探討,包括請教八爺,大家有機(jī)會(huì)共同學(xué)習(xí)和進(jìn)步。4 _2 }, W: e8 l

% u& z) m5 _7 `7 e: J) Q' Z1. “單項(xiàng)電機(jī)存在2倍定子頻率得脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩”這個(gè)作何理解?有點(diǎn)不理解,望兄弟詳解。; M' j1 ~' Q' A% \2 X
在啟動(dòng)階段單相的振動(dòng)和噪聲可能會(huì)大于三相,在運(yùn)行階段轉(zhuǎn)矩也有較大差異?
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2. 電機(jī)在正常的運(yùn)行狀態(tài)下,因?yàn)檎麢C(jī)的輸出性能都OK,而且都是批量有這個(gè)問題,不太可能電機(jī)的功率或者輸出有問題。( [, i# v+ R% R

# y# b9 c  @$ F9 n! s6 R5 L; q$ Y3. 電機(jī)為感應(yīng)電機(jī)(Induction Motor), 異步電機(jī),F(xiàn)在在測試單相和三相電機(jī)的轉(zhuǎn)速,看轉(zhuǎn)差率上的差異。
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作者: 人大太犬    時(shí)間: 2014-10-31 20:54
單相電機(jī)定子磁場是在一條直線上像彈簧一樣運(yùn)動(dòng)的,可以看成是一個(gè)逆時(shí)針和一個(gè)順時(shí)針的等強(qiáng)磁場圍繞著同一個(gè)軸旋轉(zhuǎn),合成磁場就是前面說的那中“彈簧”的狀態(tài)了,每一個(gè)電周期,磁場方向發(fā)生2次變化,這就是所謂的定子頻率2倍的脈動(dòng),而在正常運(yùn)行狀態(tài)下定子磁場就是這么運(yùn)動(dòng)的所以脈動(dòng)現(xiàn)象會(huì)一直存在,比如電頻率為50hz,脈動(dòng)頻率大概在100左右吧。(也希望樓主能夠告訴我是否再這個(gè)頻率有震動(dòng)): A8 K' Q- m" h6 r9 q6 N
三項(xiàng)電機(jī)有3組饒組空間位置上同軸但相差120度,運(yùn)行時(shí)候在三組繞組加上等幅值同頻率但是彼此相位相差120度的三項(xiàng)交流電,三組勵(lì)磁繞組就能產(chǎn)生三個(gè)強(qiáng)度正弦變化的磁場,因?yàn)榇艌鍪鞘噶,通過計(jì)算,就會(huì)發(fā)現(xiàn)合成磁場是一個(gè)強(qiáng)度不變,繞軸勻速旋轉(zhuǎn)的磁場(同步電機(jī)與異步電機(jī)定子結(jié)構(gòu)原理相同)
( F  l" b9 s8 F) a9 U相比來說三項(xiàng)異步電機(jī)磁場就像是用線系住小球,然后甩成一個(gè)圓,單項(xiàng)電機(jī)磁場就是把小球上下甩,球就不斷上下運(yùn)動(dòng)。0 u" E9 p: W7 K
兩種電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性曲線有一些相似,但是也有區(qū)別,用平板上網(wǎng)不知道咋發(fā)圖片。所以不知道咋說這個(gè)問題。
( A3 x* v7 {" D, d再電機(jī)的資料上很特別的指出單項(xiàng)電機(jī)噪聲會(huì)比較厲害,但是對其他所有別的電機(jī)都沒有特別指出來,關(guān)于三項(xiàng)電機(jī)振動(dòng)噪聲的資料與實(shí)例我也沒見過,這點(diǎn)想求助@2266998    大俠了" P/ i! D7 o) r8 T* W2 ^# c
由于我只是讀了一部分電機(jī)的資料加上不太明白機(jī)械的一些東西,所以有些問題我的理解實(shí)在有限,見諒
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