Co je vzduchová mezera v elektromotorech? Kritická vůle • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů Co je vzduchová mezera v elektromotorech? Kritická vůle • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů

Co je vzduchová mezera v elektromotorech? Kritická vůle

Publikováno uživatelem admin dne

Pochopení vzduchové mezery v elektromotorech

Definice: Co je to vzduchová mezera?

Vzduchová mezera je radiální vůle mezi vnějším povrchem rotoru a vnitřním povrchem statoru v elektromotorech a generátorech. Tento úzký prostor (obvykle 0,3–2,0 mm nebo 0,012–0,080 palce) je vyplněn vzduchem a představuje magnetickou dráhu, kterou se přenášejí elektromagnetické síly mezi stacionárními vinutími statoru a rotujícím rotorem. Vzduchová mezera je jedním z nejdůležitějších rozměrů při konstrukci motoru, protože přímo ovlivňuje elektromagnetický výkon, účinnost, účiník, rozběhový moment a náchylnost k rušení. magnetické přitahování a vibrace.

I když je jednotnost a velikost vzduchové mezery malá a zdánlivě nevýznamná, má zásadní vliv na provoz motoru. Nejednotné vzduchové mezery vytvářejí nevyvážené magnetické síly, které vedou k vibracím a urychlenému opotřebení ložisek, zatímco nadměrné mezery snižují účinnost a zvyšují požadavky na magnetizační proud.

Typické rozměry vzduchové mezery

Podle velikosti motoru

  • Malé motory (< 10 koní): 0,3–0,6 mm (0,012–0,024 palce)
  • Střední motory (10–200 HP): 0,5–1,2 mm (0,020–0,047 palce)
  • Velké motory (200–1000 HP): 1,0–2,0 mm (0,040–0,080 palce)
  • Velmi velké motory (> 1000 HP): 1,5–3,0 mm (0,060–0,120 palce)
  • Obecný trend: Větší motory mají větší absolutní mezery, ale menší mezeru v procentech průměru

Podle typu motoru

  • Indukční motory: Větší mezery (typicky 0,5–2,0 mm)
  • Synchronní motory: Podobné jako indukční motory
  • Stejnosměrné motory: Velmi malé mezery v armatuře (0,3–1,0 mm)
  • Vysoce účinné konstrukce: Pro lepší výkon se zaměřte na menší mezery

Důležitost vzduchové mezery

Elektromagnetický výkon

  • Reluktance magnetického obvodu: Vzduchová mezera je nejvyšší reluktanční prvek v magnetické dráze
  • Magnetizační proud: Menší mezery vyžadují menší magnetizační proud (lepší účiník)
  • Účinnost: Menší mezery obecně účinnější (menší ztráty magnetizací)
  • Výkon točivého momentu: Menší mezery umožňují silnější magnetické spojení

Mechanické aspekty

  • Odbavení: Musí zohlednit průhyb hřídele, tolerance ložisek a tepelný růst
  • Bezpečnostní rezerva: Zabraňuje kontaktu rotoru a statoru během vibrací nebo neobvyklých podmínek
  • Výrobní tolerance: Musí být dosažitelné s výrobními tolerancemi

Excentricita vzduchové mezery

Definice

Excentricita vzduchové mezery je nerovnoměrnost mezery po obvodu:

  • Jednotná mezera: Stejný rozměr ve všech úhlových polohách
  • Excentrická mezera: Liší se po obvodu (malý na jedné straně, velký na opačné)
  • Kvantifikace: Excentricita = (gmax – gmin) / výstřednost, vyjádřená v procentech
  • Přijatelný: Typicky Excentricita < 10% pro dobrý provoz

Příčiny excentricity

  • Opotřebení ložiska: Umožňuje rotoru otáčet se mimo střed
  • Výrobní tolerance: Vrtání statoru nebo rotor nejsou dokonale soustředné
  • Chyby při montáži: Koncové zvony špatně zarovnané, rotor natažený
  • Tepelné zkreslení: Nerovnoměrné zahřívání ovlivňující kulatost
  • Zkreslení snímku: Měkká patka nebo rám odolný proti deformaci při montáži

Účinky excentricity

  • Nevyvážená magnetická přitažlivost: Čistá radiální síla směrem ke straně s malou mezerou
  • Vibrace při 2×f: Pulzující elektromagnetické síly
  • Frekvence průchodu pólem Postranní pásma: Diagnostický podpis ve vibračním spektru
  • Přetížení ložiska: Asymetrické zatížení urychlující opotřebení
  • Ztráta účinnosti: Neoptimální magnetický obvod

Měření vzduchové mezery

Přímé měření (motor rozebraný)

  • Měrné spáry: Vložte měřidla mezi rotor a stator na více místech
  • Postup: Měření v 8–12 bodech po obvodu
  • Vypočítat: Průměrné, minimální, maximální a excentrické procento
  • Když: Během generální opravy motoru nebo výměny ložiska

Nepřímé hodnocení (provozní motor)

  • Vibrace při 2×f: Zvýšená amplituda naznačuje nerovnoměrnou mezeru
  • Postranní pásma PPF: Přítomnost a amplituda korelují s excentricitou
  • Aktuální analýza: Účinky magnetického pole viditelné v proudovém spektru
  • Hluk: Intenzita elektromagnetického hučení

Problémy se vzduchovou mezerou a jejich řešení

Příliš malý (< Minimální specifikace)

Důsledky:

  • Nebezpečí kontaktu rotoru a statoru v důsledku vibrací nebo deformace
  • Velmi vysoká magnetická přitažlivost, pokud je excentrická
  • Poškození během startování nebo přechodových jevů

Příčiny a řešení:

  • Výrobní chyba → Přepracování rotoru nebo vyvrtání statoru
  • Nainstalován nesprávný rotor → Vyměňte za správný rotor
  • Opotřebení ložisek umožňující posun rotoru → Vyměňte ložiska, ověřte, zda je vůle obnovena

Příliš velké (> maximální specifikace)

Důsledky:

  • Snížená účinnost (vyšší magnetizační proud)
  • Nižší účiník
  • Snížený rozběhový moment
  • Vyšší proud naprázdno

Obvykle méně kritické: Může fungovat, ale výkon se zhoršil

Nejednotné (excentrické)

Nejčastější a problematické:

  • Vytváří nevyváženou magnetickou přitažlivost
  • Způsobuje vibrace 2×f
  • Urychluje opotřebení ložisek díky pozitivní zpětné vazbě
  • Řešení: Vyměňte opotřebovaná ložiska, opravte deformaci rámu, ověřte souosost rotoru

Vzduchová mezera v diagnostice motoru

Diagnostické indikátory

Příznak Pravděpodobný problém se vzduchovou mezerou
Vysoká 2× frekvence vibrací sítě Excentrická mezera, magnetická přitažlivost
Postranní pásma frekvence pólového průchodu Nejednotná mezera
Vysoký proud naprázdno Nadměrná mezera
Nízký rozběhový moment Nadměrná mezera
Tření důkazů Nedostatečná mezera
Asymetrické opotřebení ložisek Excentrická mezera vytvářející UMP

Trendy a monitorování

  • Monitorování vibrací síťové frekvence 2× po celou dobu životnosti motoru
  • Zvýšení hodnoty 2×f naznačuje vznikající excentricitu (obvykle v důsledku opotřebení ložiska)
  • Dokumentujte měření vzduchové mezery během generálních oprav
  • Porovnejte se specifikacemi a předchozími měřeními
  • Použít jako vstup pro rozhodnutí o výměně ložisek

Návrh a výroba

Kompromisy při výběru mezer

  • Menší mezera: Lepší účinnost, účiník, točivý moment, ALE vyšší magnetická přitažlivost, pokud je excentrická, menší mechanická vůle
  • Větší mezera: Větší mechanická vůle, nižší magnetická přitažlivost, ALE nižší účinnost, vyšší magnetizační proud
  • Optimalizace: Nejmenší mezera v souladu s mechanickými požadavky a výrobními možnostmi

Specifikace tolerance

  • Jmenovitá mezera uvedená na výkresech
  • Tolerance typicky ±10-20% nominální hodnoty
  • Specifikované limity excentricity (často < 10%)
  • Ověřování kontroly kvality během výroby

Vzduchová mezera je základním parametrem při návrhu a provozu elektromotorů. Pochopení jejích vlivů na elektromagnetické vlastnosti, rozpoznání příznaků problémů se vzduchovou mezerou pomocí vibrační analýzy a udržování rovnoměrné mezery prostřednictvím správné údržby ložisek jsou nezbytné pro spolehlivý a efektivní provoz motoru a prevenci katastrofických poruch kontaktu rotoru a statoru.

← Zpět na hlavní index

Kategorie:
WhatsApp