выпускаемой продукции, к первой категории качества должна относиться продукция, по технико-экономическим показателям находящаяся на уровне современных требований народного хозяйства и населения страны и отвечающая нормативно-техническим документам, по которым она выпускается и имеет стабильные показатели качества.

Если представленная на аттестацию продукция не получает первой категории качества, она считается неаттестованной и подлежит снятию с производства. Продукция, не аттестованная при повторной аттестации по высшей или первой категории качества, подлежит снятию с производства в месячный срок после принятия решения государственной аттестационной комиссией.

Продукция относится к высшей или первой категории на срок до трех лет. Продление срока действия категории качества без проведения аттестации продукции не допускается.

Аттестация продукции проводится в целях обеспечения выпуска продукции, отвечающей по своим технико-экономическим показателям высшему мировому уровню, потребностям народного хозяйства, населения страны и экспорта.

В 1988 г. на большинстве заводов электротехнической промышленности введена государственная приемка. Введение государственной приемки продукции способствует повышению качества выпускаемой продукции.

1.7. Шбрация и шумы электрических машин

1.7.1. Источники вибрации и шума электрических машин

Силы, вызывающие вибрацию электрической машины, подразделяются на силы магнитного, механического и аэродинамического происхождения. Основными источниками вибрации и шума электрических машин являются магнитные, механические и аэродинамические источники.

Магнитные источники вибрации связаны с высшими пространственными гармоническими, которые обусловлены наличием зубцов на статоре и роторе, несимметрией и несинусоидальностью напряжения питания, эксцентриситетом воздушного зазора, несинусоидальным распределением МДС обмотки и целым рядом других причин [22].

К механическим источникам относятся небаланс ротора, несоосность и перекос

посадочных мест подшипника, отклонения в форме их колец и разброс размеров сепаратора, тепловая деформация ротора, прогиб вала, погрешности коллекторного узла и др.

Аэродинамические источники связаны с вентилятором и другими расположенными на роторе деталями.

Силы магнитного происхождения в свою очередь делятся в зависимости от направления действия на аксиальные, тангенциальные и радиальные. Эти силы наиболее выражены в диапазоне частот 100 -4000 Гц, в котором человеческое ухо обладает повышенной чувствительностью к шуму.

Аксиальные силы вызывают смещение ротора по отношению к сердечнику статора, что приводит к их взаимному аксиальному сдвигу и повышению уровня вибрации.

Тангенциальные силы создают вращающий момент. Эти силы также вызывают вибрации обмоток, особенно в зоне лобовых частей. Тангенциальные силы могут быть, особенно при несинусоидальном напряжении питания, источником изгибных колебаний корпуса электрической машины и соответствующих вибраций. Однако основные из-гибньсе деформации корпуса электрической машины в широком спектре частот вызываются радиальными силами.

Afaeuumubie удельные радиальные силы пропорциональны квадрату магнитной индукции в воздушном зазоре:

где Р, (и, i) - радиальная вибровозмущаю-щая сила; В (а t) - индукция; а - пространственная координата; t - время.

В воздушном зазоре электрической машины индукция магнитного поля может быть представлена суммой основной гармоники В, и высших гармоник порядка i, обусловленных различными причинами j:

i j

Насыщение магнитопровода является причиной возникновения ряда дополнительных гармоник магнитной индукции, которые в свою очередь могут принять участие в образовании дополнительных вибровозму-щающих сил. С достаточной для практических целей точностью насыщение при вибрационных расчетах учитывается третьей гармоникой индукции.

Аналогично в виде дополнительных гармоник магнитной индукции учитывается влияние эксцентричного расположения ротора.

В электрических машинах, особенно

в асинхронных двигателях, возникают вибрации и при чисто синусоидальном магнитном поле в воздушном зазоре, когда спектр поля содержит только основную гармонику. В этом случае вибрации возникают под действием радиальной силы, которая деформирует осевую линию статора в 2р-угольник с частотой, равной удвоенной частоте питания. В общем случае любые причины несинусоидальности магнитного поля следует рассматривать как причины увеличения виброактивности асинхронного двигателя прежде всего на двойной частоте питания.

Деформации отдельных деталей, узлов и машины в целом являются причиной возникновения звуковых волн - шума, причем интенсивность этого процесса зависит от возмущающих сил, упругих свойств материалов, используемых в электрической машине, конструкции и ее акустических свойств.

Среди вибровозмущающих сил механического происхождения следует отметить силы, обусловленные подшипниками качения. Интенсивность этого источника вибрации и шума зависит от целого ряда факторов, связанных с технологическими погрешностями изготовления подшипников качения и подшипникового узла. Большое значение имеют виброакустические свойства подшипниковых щитов, которые при определенной конструкции могут быть HHTCHCHEHbiNm излучателями звука.

Основными недостатками подшипников в машинах с горизонтальным расположением вала, влияющими на уровень вибрации и шума, являются: недостаточная жесткость корпуса подшипника в продольном и поперечном направлениях, совпадение частоты собственных колебании корпуса подшипника с частотой вращения ротора при различных режимах работы электрической машины, эксцентричная нагрузка на корпус подшипника, приводящая к изгибающему моменту, действующему в вертикальной плоскости.

Одним из основных источников вибрации и шума механического происхождения является остаточная неуравновешенность вращающихся частей электрической машины. Неуравновешенность ротора возбуждает значительные вибрации и шум, особенно в быстроходных маши11ах.

При трении щеток о коллектор или контактные кольца в электрической машине возбуждаются вибрации и шум, имеющие высокочастотные составляющие. Вибрации и шум, обусловленные коллекторно-щеточным узлом характерны для крупных машин постоянного тока.

Силы аэродинамического происхожде-

ния вызывают вибрации и шум, уровень которых зависит от правильности выбора количества и формы лопаток, типа вентилятора, его аэродинамических свойств, числа и профиля вентиляционных каналов, правильности расположения вентиляторов относительно деталей и узлов электрической машины.

Технология производства оказывает большое влияние на стабильность виброакустических характеристик. Практика показывает, что их разброс даже у однотипных электрических машин может достигать 20 дБ.

Задачу снижения вибрации от остаточной неуравновешенности ротора в настоящее время можно считать практически решенной. Качество современного оборудования для динамической балансировки позволяет выполнить эту задачу с заданной степенью точности, что является условием для получения вибрационных характеристик, удовлетворяющих заданным требованиям.

Все неуравновешенные силы, возникающие в электрических машинах, вызывают изменяющиеся во времени дополнительные нагрузки на подшипники, в результате чего происходят виброперемещения последних. В совокупности с конструктивными недостатками подшипниковых узлов эти силы вызывают вибрацию электрической машины в целом.

Следует особо отметить значение в шу-мообразовании подшипников волнистости и гранности рабочих поверхностей.

С увеличением номинального внутреннего диаметра подшипников их шум и вибрации возрастают на 1-2 дБ на единицу номера типоразмера подшипника.

В значительной мере виброактивность подшипников качения зависит от размеров радиального зазора. Возникающая при этом прецессия вала приводит к ударным взаимодействиям вала с телами качения, вследствие чего генерируется широкий спектр вибраций и шума.

Роликоподшипники имеют уровень вибрации и шума на 1 - 3 дБ больше, чем шарикоподшипники тех же размеров.

Снижение уровня шума и вибрации может быть достигнуто применением подшипников скольжения, которые обеспечивают достаточную бесшумность работы и повышенную вибростойкость.

Демпфирующее действие на вибрацию и шум электрической машины, вызванные колебаниями подшипникового узла, оказывает смазка подшипников. Выбор смазки производится с учетом частоты вращения.

рабочей температуры узлов, нагрузки и характера окружающей среды.

Правильный выбор смазки обеспечивает снижение критической частоты, рассчитанной для ротора на жестких подшипниках, и демпфирование виброперемещения ротора.

Устойчивость движения шейки вала на масляной пленке смазки можно повысить увеличением на нее нагрузки. Для этого целесообразно применять вкладыши специальной конструкции, которые позволяют повысить устойчивость движения шейки вала и достигнуть более точного центрирования оси последней.

В машинах с малонагруженными быстроходными роторами, имеющих широкий диапазон рабочей частоты вращения, целесообразно применять подшипники скольжения с самоустанавливающимися сегментами которые под действием гидродинамического давления в масляном канале занимают оптимальное положение.

Улучшение виброакустических характеристик электрических машин может быть достигнуто применением осевого натяга с помощью пружинных шайб.

Снижению уровня вибрации способствует и установка подшипников качения во вкладыши из прессованного медного волокна определенной пористости. С помощью таких опор удается отстроиться от резонанса системы ротор-корпус -основание и понизить уровень вибраций на средних и высоких частотах до 12 дБ.

1.7.2. Показатели вибрации электрических машин

При оценке вибрации электрических машин за основные величины принимаются: вибрационное смещение S - мгновенное значение отклонения колеблющегося элемента относительно положения равновесия, вибрационная скорость V - мгновенное значение скорости колеблющегося элемента:

v = dS/dt,

и вибрационное ускорение а - мгновенное ускорение колеблющегося элемента:

a = dS/dt = dv/dt.

При гармонических колебаниях достаточно измерить частоту и одну из основных величин, а затем рассчитать остальные. Так, при частоте со и амплитуде вибрационного смещения S амплитуда вибрационной скорости

и амплитуда вибрационного ускорения A=wv = coS.

Для детального исследования вибрации электрических машин необходимо измерять все указанные величины.

Амплитудр смещения является критерием оценки вибрации лишь в случае, если известна частота вибрации.

Ввиду большого интервала абсолютных значений параметров вибрации на практике часто удобно выражать вибрационное перемещение, скорость и ускорение в логарифмическом масштабе относительно пороговых уровней следующим образом:

Ls = 20 Ig-

L,: = 201g-

L = 201g-,

где S, V, a - значения вибрационного перемещения, мм, скорости, мм/с, ускорения, м/с.

Пороговые значения вибрационного перемещения Sq, скорости и ускорения выбираются таким образом, чтобы для частоты 1000 Гц получались одинаковые значения вибрации в децибелах по скорости, ускорению и перемещению.

При гармонических колебаниях между значениями вибрационного перемещения, скорости и ускорения в децибелах имеют место следующие соотношения:

La = L, + mg- -

Ls = L,-20lg-

1000 /

1000

При исследовании полигармонических колебаний приходится оценивать их в определенном диапазоне частот: от нижней граничной частоты / до верхней граничной частоты /в. Обычно рассматриваемый диапазон частот делят на поддиапазоны или полосы частот. Центральная частота полосы определяется равенством

/о = 1/7н7в-

Полоса частот, для которой между верхней и нижней граничными частотами имеет место соотношение

/в = 2/ ,

называется октавой.

На практике для измерения параметров вибрации пользуются и более узкими полосами частот, а именно /з октавы. Для такой