Vibration interne du groupe électrogène diesel

Vous voulez savoir pourquoi il y a des vibrations internes dans les groupes électrogènes diesel et comment les réduire, alors lisez cet article de blog détaillé de BISON.

Le 2 juin 2023
BY BISON

générateur dieselLa structure de comprend des pièces électriques et mécaniques, qui sont également une combinaison électromécanique. Son échec se divise donc en deux types d’analyse. La cause de générateur diesel défaillance due aux vibrations est également divisé en deux parties. Généralement, les vibrations des générateurs diesel sont causées par des pièces rotatives déséquilibrées ou par des défauts électromagnétiques ou mécaniques.

Le balourd de la partie tournante est principalement causé par le balourd de la rotor, couplageet roue de transmission. La solution est de trouver d’abord l’équilibre du rotor. S'il y a de grandes roues motrices, roues de frein ou accouplements, séparez la balance du rotor. Trouvez un bon point d’équilibre s’il y a de grandes roues de transmission, des roues de frein, des accouplements et des rotors divisés. Vient ensuite le desserrage mécanique de la partie tournante. Si le support du noyau de fer est desserré, la clé oblique et l'arbre de la goupille sont desserrés, le rotor n'est pas fixé, etc., cela provoquera un déséquilibre de la partie rotative.

Les principaux problèmes de la partie mécanique sont les suivants :

La partie de liaison du système d'arbre est mal placée, les lignes centrales ne coïncident pas, et l'alignement doit être corrigé. La cause de cet échec est principalement due à un mauvais alignement et à une mauvaise installation lors du processus d'installation. Une autre situation est que les axes centraux de certaines pièces imbriquées coïncident à l'état froid. Pourtant, après une période de fonctionnement, l'axe central se brise en raison de la déformation du point d'appui du rotor et de la fondation, ce qui entraîne des vibrations.
Les engrenages et accouplements liés au générateur sont défectueux. Ce type de défaillance se manifeste principalement par un mauvais engrènement des engrenages, une usure importante de la surface des dents, une mauvaise lubrification des roues, un accouplement asymétrique, un désalignement, un profil de dent d'accouplement denté, un pas de dent incorrect, un jeu excessif ou une usure extrême, ce qui provoquera des dommages inévitables.
La charge entraînée par le générateur conduit les vibrations. Par exemple, la turbine à vapeur du générateur à turbine à vapeur vibre, puis le moteur entraîne le ventilateur et la vibration de la pompe à eau provoque la vibration du moteur.
Défauts structurels et problèmes d'installation du générateur lui-même. Ce type de défaillance se manifeste principalement par l'ellipse du tourillon, la flexion de l'arbre, l'écart entre l'arbre et le coussinet est trop petit ou trop grand, et la fondation rigide du boîtier de roulement, la plaque de base, le les pièces et même l’ensemble des fondations de l’installation du générateur sont insuffisants. Le générateur et la plaque de base doivent être améliorés. La fixation doit être ferme ; les boulons d'ancrage sont desserrés et le siège de roulement et la plaque inférieure sont desserrés. Si l'écart entre le roulement et le coussinet d'arbre est trop grand ou trop petit, cela provoquera non seulement des vibrations, mais également une lubrification anormale et une température anormale du coussinet de roulement.

Des problèmes électromagnétiques provoquent la défaillance de la partie électrique

Il comprend principalement le court-circuit de l'enroulement du rotor du moteur asynchrone, la mauvaise connexion du stator du moteur à courant alternatif, le court-circuit entre les spires de l'enroulement d'excitation du moteur synchrone, le désalignement de la bobine d'excitation du moteur synchrone, la barre cassée du rotor du moteur asynchrone à cage et l'entrefer variable du stator et du rotor provoquent la déformation du noyau du rotor, entraînant un flux d'entrefer déséquilibré, provoquant des vibrations anormales.

Isolation vibratoire interne du groupe électrogène diesel

Gensets sont protégés des vibrations auto-excitées sans isolation. Certains groupes électrogènes sont conçus pour absorber toutes les vibrations normales générées en interne et la plupart des charges de choc externes.

Ce n’est pas le cas dans l’environnement du générateur. Les générateurs au ralenti, les équipements auxiliaires tels que les interrupteurs et les relais, ainsi que les structures des bâtiments peuvent être affectés par les vibrations d'un générateur diesel en fonctionnement.

Types de vibrations

Il existe deux types de vibrations sur les groupes électrogènes : torsion et linéaire.

Vibrations de torsion sont provoquées par les forces de combustion exercées sur le vilebrequin du moteur, transmises à travers la masse en rotation. Sauf installations particulières, la bonne adéquation du moteur et du groupe électrogène en usine évite complètement cette vibration.

Les vibrations linéaires peuvent avoir de nombreuses causes, généralement liées aux secousses et aux machines bruyantes. Sa nature exacte est souvent brutale à définir sans instrumentation puisque la vibration totale mesurée est approximativement la somme des sources vibratoires.

Les moteurs vibrent en raison des forces de combustion, de la réponse au couple, d’une combinaison de masse et de rigidité structurelles et des tolérances de fabrication des composants rotatifs. Ces forces peuvent créer diverses conditions indésirables, depuis des bruits indésirables jusqu'à des niveaux de contrainte élevés et une éventuelle défaillance des composants du moteur ou du générateur. Aux régimes moteur où la résonance se produit, les contraintes vibratoires atteignent des niveaux dommageables. La résonance se produit lorsque la fréquence naturelle du système coïncide avec l'excitation du moteur. L’ensemble du système moteur-générateur doit être analysé pour détecter les vibrations linéaires et de torsion critiques.

Effets des vibrations

Machines tournantes telles qu'une machine en marche groupe électrogène diesel subira toujours des vibrations, il est donc préférable d’isoler l’équipement. L'appareil ne doit pas être placé directement sur des roches, de la terre, de l'acier ou du béton. Ces matériaux peuvent transmettre des vibrations sur de longues distances.

La résonance des fréquences spécifiques des groupes électrogènes avec les fréquences naturelles des composants structurels des bâtiments peut causer des dommages à certains types de bâtiments.

La vibration mesurée est approximativement la somme de toutes les sources de vibration. Les tests peuvent déterminer la source.

Les générateurs peuvent être isolés du milieu environnant à l’aide d’isolateurs en vrac tels que des blocs d’inertie ou des isolateurs commerciaux.

Les isolateurs en vrac sont le plus coûteux et le plus complexe des deux systèmes. Il se compose d'un gros bloc sur lequel est monté le groupe électrogène. Le bloc est entouré de fibre de verre ou de liège, l'isolant de la structure environnante.

Les coussinets en caoutchouc atténuent parfois les hautes fréquences qui provoquent du bruit, mais le dispositif le plus courant est un isolateur à ressort. Il assure une isolation d'environ 95 % de toutes les vibrations et élimine le besoin de masses d'inertie.

Les isolateurs à ressort sont placés sous les rails du générateur mais ne sont pas boulonnés au sol, sauf si l'unité est mise en parallèle avec d'autres générateurs ou située dans une zone sujette aux tremblements de terre. Les isolateurs à ressort sont plus efficaces lorsqu’ils sont directement sous les pieds de montage du moteur et du générateur.

Il faut veiller à ce que les ressorts puissent supporter le poids du groupe électrogène. Si le ressort est complètement comprimé, toutes les vibrations sont transmises directement à la structure sur laquelle il repose.

Considérez les unités inutilisées

Les unités qui ne fonctionnent pas peuvent être endommagées par les vibrations des unités en fonctionnement à proximité. Étant donné que le pignon n'a pas de pression d'huile pour maintenir les composants internes lubrifiés, les vibrations peuvent causer de graves dommages. Ici, les isolateurs à ressort minimisent les effets des vibrations.

Les conduites de carburant, les conduites d’échappement et les connexions électriques transmettent toutes des vibrations. C'est un gaspillage d'efforts que de fournir une protection à l'installation si ces connexions sont spécifiées pour avoir des connexions limitées en vibrations. Chaque connexion doit être isolée de manière flexible pour fournir un amortissement maximal des vibrations.

La résonance dans les systèmes de tuyauterie peut également être réduite en suspendant les supports à des distances inégales. Pour atténuer les vibrations basse fréquence, spécifiez des supports de tuyaux isolateurs à ressort. Utilisez des cintres en caoutchouc ou doublés de liège pour minimiser les vibrations à haute fréquence.

Spécifiez que les supports sont installés à intervalles irréguliers pour minimiser les problèmes de vibrations de la tuyauterie.

Le système complet peut être testé pour garantir que les vibrations ne sont pas excessives. Si la la structure (Structure de base du groupe électrogène : un guide complet) est sensible aux vibrations liées au fonctionnement du groupe électrogène, de tels tests doivent être envisagés avant la mise en service de l'équipement.

Les problèmes de vibrations peuvent causer des dommages considérables et il est préférable de les résoudre lors de la rédaction des spécifications. L'ajout d'isolateurs à ressort ou de blocs d'inertie et de connexions flexibles sur les tuyaux et les fils peut éviter des difficultés ultérieures.

Les accouplements éliminent les vibrations internes des générateurs diesel

BISON accouplements à compression en caoutchouc sont la solution parfaite pour protéger les groupes électrogènes au gaz et au diesel contre les effets catastrophiques des vibrations de torsion et de la résonance, qui peuvent se produire s'ils sont alignés avec la fréquence naturelle du système.

La vibration de torsion est une caractéristique inhérente à tout moteur à combustion interne en raison de la pulsation, ou pic de couple, ressentie par le piston pendant la course motrice lorsque le mélange air-carburant est enflammé. Chaque pic d'impulsion ou de couple provoque une torsion imperceptible de l'arbre d'entraînement, et lorsqu'une grande puissance est impliquée, les forces impliquées peuvent être écrasantes.

Tous les systèmes physiques ont une fréquence de vibration inhérente, un peu comme une cloche. Supposons qu'une force externe soit appliquée à une méthode qui coïncide avec sa fréquence naturelle ; une amplification se produit, connue sous le nom de résonance. De telles résonances peuvent être très destructrices, comme le montre le cas le plus célèbre de l'effondrement du pont de Tacoma Narrows aux États-Unis en 1940, lorsque la fréquence des rafales de vent coïncidait avec la fréquence naturelle du pont.

De même, supposons que les vibrations de torsion coïncident avec la fréquence naturelle du système sur un groupe électrogène à moteur diesel ou à gaz. Dans ce cas, les résultats peuvent être désastreux ou au moins réduire la durée de vie des composants et augmenter considérablement les coûts de maintenance et d’exploitation.

Les accouplements à compression en caoutchouc éliminent ces problèmes car la masse de caoutchouc à l'intérieur de l'accouplement est soigneusement sélectionnée pour amortir les vibrations et maintenir la fréquence naturelle éloignée de la vitesse de fonctionnement du moteur. Les accouplements assurent l'entraînement à travers une masse de caoutchouc comprimée, d'où le nom de caoutchouc comprimé.

Ce type d'accouplement flexible ne nécessite aucun entretien, est intrinsèquement à sécurité intégrée et constitue un meilleur choix que les accouplements flexibles de type cisaillement en caoutchouc, sujets à une défaillance précoce par fatigue sur les systèmes d'entraînement diesel et à gaz. BISON les raccords à compression en caoutchouc peuvent fonctionner à des températures allant jusqu'à 200 °C et offrent une capacité de désalignement et des options aveugles appropriées si nécessaire.

Conclusion

Nous avons donc discuté de la réduction des vibrations internes du groupe électrogène diesel. Nous espérons que vous comprenez désormais pourquoi il y a des vibrations et quelles sont les différentes méthodes pour les réduire.

Si vous avez encore des questions, n'hésitez pas à nous contacter. Nous sommes le fournisseur OEM et grossiste de générateurs de tous types.

FAQ sur les vibrations internes du groupe électrogène diesel

Quelle est la limite de vibration d’un générateur diesel ?

En conséquence, le niveau de vibration admissible d'un moteur diesel est de 45 mm/s et celui du générateur est de 20 et 28 mm/s. Si le niveau de vibration du générateur est inférieur à 20 mm/s, il ne sera pas endommagé.

Comment mesurer les vibrations dans un générateur ?

Les tests standard pour les tests de vibrations des générateurs comprennent :

Tests fonctionnels des enroulements d'extrémité du stator et des connecteurs de phase.
Modes globaux des paniers d'enroulement d'extrémité.
Modes de base des stators.

Comment empêcher mon générateur de vibrer ?

Un autre excellent moyen de réduire le bruit consiste à le limiter à la source. Placer des supports antivibratoires sous le générateur isole les vibrations et réduit la transmission du bruit. Il existe de nombreuses options différentes – supports en caoutchouc, supports à ressort et amortisseurs – et votre choix dépendra du niveau de décibels que vous souhaitez atteindre.