Diagnostika elektrických závad u střídavých motorů

1. Úvod: Elektrické poruchy jako zdroj vibrací

Zatímco analýza vibrací je obvykle spojena s mechanickými poruchami, jako je nevyváženost a vady ložisek, je to také velmi účinný nástroj pro detekci problémů ve střídavých asynchronních motorech. Elektrické poruchy generují pulzující magnetické síly, které způsobují vibrace statoru a rotoru motoru. Tyto vibrace se přenášejí rámem motoru a lze je detekovat pomocí akcelerometr.

Klíčem k diagnostice elektrických poruch je hledání specifických vzorců na frekvencích souvisejících s frekvencí elektrické sítě (50 nebo 60 Hz) a počtem pólů motoru.

2. Poruchy statoru

Problémy se statorem, jako je uvolněné železo, uvolnění cívky nebo zkratované lamely, mohou způsobit excentricitu nebo deformaci statoru. To má za následek nerovnoměrné magnetické pole.

• Vibrační podpis: Primárním indikátorem poruchy statoru je vibrační vrchol s vysokou amplitudou na 2x frekvence sítě (2xFL)Pro motor 60 Hz je to 120 Hz (7200 CPM). Pro motor 50 Hz je to 100 Hz (6000 CPM).
• Charakteristika: Tento vrchol 2xFL má obvykle velmi stálou amplitudu a není citlivý na zatížení motoru. Vibrace jsou často nejvyšší ve směru montážních pat statoru.

3. Poruchy rotoru (zlomené rotorové tyče)

Prasklé nebo zlomené rotorové tyče jsou běžným problémem s indukčními motory na střídavý proud. Když se tyč zlomí, naruší se tok proudu v rotoru, což způsobuje lokální zahřívání a pulzující točivý moment.

• Vibrační podpis: Klasickým příznakem problémů s rotorovou tyčí je postranní pásma pólového průchodu (FP) kolem rychlost běhu (1X) vrchol a jeho harmonické.
• Frekvence průchodu pólem (FP): Toto je rychlost, s jakou rotor „proklouzává“ kolem rotujícího magnetického pole statoru. Vypočítá se jako: FP = Počet pólů × Skluzová frekvenceSkluzová frekvence je rozdíl mezi synchronní rychlostí magnetického pole a skutečnou rychlostí otáčení rotoru.
• Charakteristika: Hledejte vrchol 1X se dvěma jasnými postranními pásmy, jedním na (1X + FP) a druhým na (1X – FP). Jak se poškození rotoru stává závažnějším, můžete vidět postranní pásma také kolem harmonických 2X a 3X. Na rozdíl od problémů se statorem je tento signál vysoce citlivý na zatížení. Amplituda postranních pásem se bude zvyšovat se zatížením motoru a v režimu bez zatížení mohou zcela zmizet.

4. Excentrická vzduchová mezera

Vzduchová mezera je malá vůle mezi rotorem a statorem. Pokud tato mezera není rovnoměrná po celém obvodu, vytváří nevyváženou magnetickou přitažlivost, která nutí rotor vibrovat.

• Statická excentricita: Rotor je v ložiskách vystředěn, ale jádro statoru je nekruhové. Nejužší bod vzduchové mezery je v prostoru pevně usazen.
• Dynamická excentricita: Samotný rotor není kruhový, takže nejužší bod vzduchové mezery se otáčí s rotorem.
• Vibrační podpis: Oba typy excentricity způsobují postranní pásma frekvence průchodu pólu (FP) kolem vrcholu 2X síťové frekvence (2xFL). V závažných případech můžete pozorovat složitý vzorec postranních pásem při 2xFL ± FP a také postranní pásma kolem harmonických složek rychlosti chodu.

5. Potvrzení a osvědčené postupy

• Spektrum s vysokým rozlišením: Diagnostika elektrických závad vyžaduje vysoké rozlišení Spektrum FFT jasně oddělit harmonické složky provozní rychlosti od harmonických složek síťové frekvence a jejich postranních pásem.
• Zatížení je kritické: V případě problémů s rotorovou tyčí *musí* být motor pod značným zatížením (obvykle >75%), aby byla závada viditelná.
• Potvrďte s dalšími technologiemi: Elektrické závady lze potvrdit pomocí jiných technologií, jako je analýza proudu motoru (MCA) nebo infračervená termografie, které dokáží detekovat lokalizované zahřívání způsobené zlomenými rotorovými tyčemi nebo zkratovanými lamelami.

← Zpět na hlavní index