Tärinä ja melu ovat yleisimpiä ongelmia moottorin testauksen ja käytön aikana. Tärinälle ja melulle on monia syitä. Näitä ongelmia ei ole helppo erottaa kokonaan toisistaan. Monissa tapauksissa värähtelyn aiheuttaman tärinän ja melun katsotaan johtuvan roottorin dynaamisesta tasapainotuslinkistä, ja monissa tapauksissa emme löydä tarkkaa syytä itse roottorista. Loppujen lopuksi teoreettisen analyysin ja todellisen tilanteen välillä on eroja. Vain varmistamalla, että jokainen linkki täyttää vaatimukset, voimme tehdä todella korkealaatuisen moottorin.
Moottorin mekaaninen värähtely ja melu sisältävät roottorin mekaanisen epätasapainon aiheuttaman värähtelyn ja melun, laakerin värähtelyn aiheuttaman melun, laakerin virityksen aiheuttaman aksiaalisen värähtelyn ja päätykannen melun, kitkavärähtelyn ja melun harjan ja kommutaattorin (tai keräinrenkaan) väliin jne.
Roottorin dynaaminen ja staattinen epätasapaino
Yleensä jäykän roottorin mekaaninen epätasapaino voidaan jakaa staattiseen epätasapainoon, dynaamiseen epätasapainoon ja sekoitettuun epätasapainoon. Staattisen epätasapainon aiheuttama keskipakovoima saa aikaan samankokoisen ja -vaiheisen värähtelyn molempiin laakereihin. Dynaamisen epätasapainon aiheuttama keskipakovoimapari saa aikaan samansuuruisen ja vastakkaisen vaiheen värähtelyn molempiin laakereihin. Yleisin käytännössä havaittu ongelma on seka-epätasapaino, joka on se, että staattisen epätasapainon jäännöskeskipakovoima ja dynaaminen epätasapainon keskipakopari vaikuttavat yhdessä kahteen laakeriin tuottaen erikokoista ja -vaiheista värähtelyä. Roottorin mekaaninen epätasapaino voidaan poistaa tasapainottamalla.
Roottorin lämpöepätasapaino
Epätasaisesta kuumenemisesta tai roottorin tehollisen osan epätasaisesta jäähtymisestä aiheutuva lämpöepätasapaino pahentaa roottorin mekaanista epätasapainovärähtelyä ja tärinä voi lisääntyä ajan myötä. Turbogeneraattorin roottorin kunkin rakojohtimen lämpötila on erilainen johtuen käämin välioikosulkuvioista tai epätasaisesta vaiheeristeen paksuudesta; Vesijäähdytteisessä roottorikäämissä jäähdytysveden epätasainen jakautuminen kussakin rinnakkaisessa haarassa aiheuttaa lämpöepätasapainon.
Suurissa nopeissa moottoreissa akseli kuumenee usein epäsymmetrisesti roottorin sydämen ja akselin välisen löysän sovituksen vuoksi, mikä johtaa epävakaaseen tärinään. Siksi tämän tyyppisen moottorin roottorin sydän ja akseli tulisi varustaa kuumaholkilla, ja jäykkempi akselia tulisi käyttää mahdollisimman pitkälle. Joustavat roottorit, joiden käyttönopeus on suurempi kuin ensimmäinen tai toinen kriittinen nopeus, ovat erityisen herkkiä lämpöepätasapainolle, ja niitä on täydennettävä asennuksen aikana.
Alikriittisen nopeuden tärinä
Vaakasuuntaisen moottorin käynnistysprosessin aikana, kun roottorin nopeus saavuttaa puolet kriittisestä nopeudestaan, voi esiintyä myös voimakasta tärinää. Tämä ilmiö johtuu ns. alikriittisestä nopeudesta. Kahden keskenään kohtisuoran roottorin säteittäisen jäykkyyden ero, kuten kaksinapaisen turbogeneraattorin roottorin rungossa olevat suuret hampaat ja urat sekä tasavirtamoottorin ja AC-moottorin akseliin jyrsityt kiilaurat raudan kiinnittämiseksi ydin, kommutaattori ja tuuletin, on syy yllä olevaan ilmiöön.
Ellipsin aiheuttama tärinä
Tapin elliptisyys, kuten akselin erilainen jäykkyys kahdessa keskenään kohtisuorassa suunnassa, aiheuttaa kaksinkertaisen nopeuden värähtelyn. Suurissa nopeissa moottoreissa, jos käytetään vierintälaakereita ja tapin halkaisija on yli 100–120 mm, laakerin soikealla on merkittävä vaikutus roottorin tärinään.