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三相交流电动机轴向力是如何形成的

  在日常工作中,无论是高压还是低压电机,经常会有客户反映窜轴问题,或是因为轴向力导致轴承温度升高问题。电机最好的工作状态是在轴向不受力,而保证电机与负载的理想化关联;事实上,或多或少,不同的电机都存在一个轴向力。

  对于三相交流电动机,当定子绕组接通供电电源之后,即产生一个旋转磁场,从而在转子中因电磁感应产生感应电流,转子被磁化,产生电磁引力而旋转。

  同步电动机在投励之后,按同步转速旋转;异步电动机的旋转产生滑差。电动机旋转磁场引力的产生是由于磁力线具有最短特性,电磁力使电动机运行在电磁中心线上,即电动机定子、转子的电磁力作用在径向,使其相互平衡,也就不会产生轴向磁力,但在实际运行中会由于下列因素产生轴向力。

  轴向力产生的原因

  ●电动机转子风扇在空载运行时冷却空气的气流流动而产生的轴向力。

  ●定子与转子由于加工制造工艺和电动机装配误差等因素,使机械中心线与电动机电磁中心线偏移而产生轴向力。

  ●设计中为了减少齿部谐波的影响而使定子或者转子制成斜槽结构,因此在负载运行时电磁力迫使转子向一端偏移而产生轴向力。

  ●电动机的电磁中心线是电动机转轴与所驱动的机械设备联轴器对接的基准线。但由于电动机设计制造没有电磁中心线标志,因此电动机的安装和联轴器对接时所依据的随机文件提供的安装图样标定尺寸是以设计的机械中心为基准。这样电动机在实际运行中就难免会出现由于机械中心线与电磁中心线不重合而出现偏移,即电动机的安装、联轴器对接的误差,产生的轴向力。其轴向力的方向对所驱动机械设备而言是产生推或拉的轴向力,因而导致电动机和所驱动的机械设备的轴承或整机损坏。

  对于增安型无刷励磁同步电动机而言,其因素就更多了,所以从工艺制造加工来看,提高冲片质量;减小冲片毛刺;严格遵守叠片片数和叠片压力的工艺纪律,保证定子、转子铁心长度;消除人为安装与装配误差,同时要求企业技术工人具有较高的技术素质和精细的装配技巧,是降低轴向力的工艺保证。

  另外,设计者必须精通加工制造工艺、产品装配工艺过程,并在结构设计中统筹考虑并根据电动机的转向、风扇布置、斜槽方向等固有的因素所产生轴向力的大小与方向,使其能相互抵消或减小到最小程度。同时要求产品装配技术工人必须参加产品装配后的初次调试实验。

  在调试实验中,更重要的是要求检验技术人员在样机试装的实验中,根据空载和负载实验所实际测试的电动机中心线与电磁中心实际偏移数据,在技术文件中准确地要求装配工序再进行调整转子位置的位移值和位移方向。

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