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電機轉子動平衡原理講解
點擊次數：410 發布時間：2025-3-6
首先，為什么要進行電機轉子動平衡，這是因為發電機轉子不平衡引起的振動是發電機設計和維護中最關鍵的問題之一，它產生的動態不平衡力對發電機運行狀態有不利影響。發電機的振動會產生很大的噪聲，加速發電機軸瓦磨損，嚴重影響發電機的性能和安全運行。為降低或消除發電機振動，發電機轉子的動平衡是轉子生產制造過程中不可少的重要環節。
那么，需要弄清的是電機轉子平衡的兩種狀態，即靜不平衡與偶不平衡、剛性轉子與柔性轉子；前者類似于解釋電機不平衡原理，前者類似于如何避免電機不平衡。
靜不平衡：主慣性軸與旋轉軸心平行，就是說質心矩不為零，簡單來說就是重心未在中心點上。
偶不平衡：主慣性軸與旋轉的軸線在質心相交，產生夾角α，簡單來說就是重心在中心點上了，但是軸轉動起來離心力不在同一點上，像是有人拉著軸的兩邊各走各的。
大多數情況下，靜不平衡的離心合力矢量與動不平衡的離心合力偶矢量不互相垂直，此時力系最后簡化為力螺旋，轉子旋轉軸線與任一中心慣性主軸既不平行，又不相交，大多數轉子的不平衡分布正是這種情形。
轉子分為剛性轉子和柔性轉子。工作轉速低于一階臨界轉速時，不平衡離心力較小，由此引起的撓曲變形很小而可以忽略，這種轉子稱為剛性轉子；反之，工作轉速高于一階臨界轉速，撓曲變形不能忽略的轉子稱為柔性轉子。這里須指出的是由于轉子的復雜性，轉子一階臨界轉速一般通過計算仿真得出。
汽輪機和發電機轉子基本屬于柔性轉子，而電廠輔機，如風機、水泵、電動機多屬于剛性轉子。在制造部門，剛性轉子只需在低速平衡機上平衡，柔性轉子需要在高速平衡機上平衡。
最后，剛性轉子該如何進行平衡呢？
在進行動平衡之前需進行靜平衡，其平衡方法十分簡單。圓盤面即為校正平面。把轉子放在水平的兩條平行導軌上或滾輪架上任其自由滾動，質心總是趨于支點的下方。經過幾次加重(或減重)的嘗試后，轉子的不平衡量就能減小到許可的程度。此時轉子在導軌上近似處于隨機平衡狀態。平衡精度取決于轉子與導軌或滾輪之間的滾動摩擦。
剛性轉子的任意不平衡均可以用任選的兩個校正平面內的校正質量加以平衡。轉子經平衡以后，在一定精度范圍內，其離心慣性力系是一個平衡力系，其某一中心慣性主軸與旋轉軸重合。但是我們并沒有做到理想的平衡，離心力對轉子一般是有彎曲力矩的。好在轉子是“剛性"的，彎曲力矩引起的撓曲變形可以不計，這樣轉子的不平衡分布不會因轉速的變化而變化。由此可以得出結論：剛性轉子一旦在某一轉速下平衡以后，則不論在任何轉速下（只要符合剛性轉子的條件）它總是保持平衡的。