Co jsou to zlomené rotorové tyče? Porucha motoru s kotvou nakrátko • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů Co jsou to zlomené rotorové tyče? Porucha motoru s kotvou nakrátko • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů

Co jsou to zlomené rotorové tyče? Porucha motoru s kotvou nakrátko

Publikováno uživatelem admin dne

Pochopení zlomených rotorových tyčí

Definice: Co jsou to zlomené rotorové tyče?

Zlomené rotorové tyče jsou úplné zlomy vodivých tyčí v rotorech asynchronních motorů s kotvou nakrátko. Jedná se v podstatě o stejný stav jako vady rotorové tyče ale konkrétně zdůrazňuje úplné zlomení tyče spíše než praskliny nebo spojení s vysokým odporem. Když se jedna nebo více tyčí zlomí, elektrický proud jimi nemůže protékat, což vytváří elektromagnetickou asymetrii, která produkuje charakteristické vibrace a aktuální podpisy s postranní pásma na frekvence skluzu rozestupy kolem rychlosti běhu.

Zlomené rotorové tyče jsou obzvláště zákeřné, protože vytvářejí kaskádovitý režim selhání: jedna zlomená tyč zvyšuje proud a napětí v sousedních tyčích, což způsobuje jejich postupné selhání. Pokud se problém včas nezjistí (jedna zlomená tyč), může se stav rychle zhoršit na více zlomených tyčí a katastrofické selhání rotoru, které vyžaduje výměnu motoru.

Jak se lámou rotorové tyče

Tepelná únava (nejčastější)

Opakované cykly ohřevu a chlazení:

  • Spouštěcí proud: Během rozběhu motoru je proud rotoru 5-7× normální (stav zablokovaného rotoru)
  • Tepelná roztažnost: Hliníkové tyče se výrazně roztahují (součinitel 23 µm/m/°C)
  • Omezení: Železné jádro se méně roztahuje (12 µm/m/°C), což omezuje roztažnost tyče
  • Stres: Diferenciální roztažnost vytváří tepelné napětí v prutech
  • Únava: Opakované startovací cykly způsobují nízkocyklovou únavu
  • Iniciace trhliny: Typicky na spoji mezi tyčí a koncem prstence (bod s vysokým napětím)

Mechanické namáhání

  • Odstředivé síly při vysokých rychlostech
  • Elektromagnetické síly během provozu a spouštění
  • Vibrace z vnějších zdrojů
  • Rázové zatížení během rozběhů nebo změn zatížení

Výrobní vady

  • Pórovitost: Dutiny v litých hliníkových rotorech
  • Špatné spojení: Nedostatečné spojení mezi tyčí a jádrem
  • Obsah materiálu: Kontaminanty v odlitku
  • Slabé koncové kroužkové spoje: Špatné spojení kroužků mezi tyčí a koncem

Provozní podmínky

  • Časté spouštění: Každý start je tepelnou a mechanickou událostí namáhání
  • Zatížení s vysokou setrvačností: Dlouhé doby zrychlení zvyšují namáhání tyče
  • Reverzní služba: Zapojení vytváří extrémní proudy
  • Jednofázové: Provoz s přetížením rotorových tyčí, výpadkem jedné fáze

Charakteristický postranní pásmový podpis

Proč se objevují postranní pásy

Charakteristický diagnostický vzorec:

  1. Zlomená tyč nemůže vést proud, což vytváří elektrickou asymetrii
  2. Asymetrie se otáčí s prokluzovou frekvencí (rozdíl mezi synchronní a rotorovou rychlostí)
  3. Vytváří pulzaci krouticího momentu s 2× skluzovou frekvencí
  4. Pulzace krouticího momentu moduluje 1× vibrace z mechanické nevyváženosti
  5. Výsledek: postranní pásma při rychlosti jízdy ± intervaly skluzové frekvence

Vibrační vzor

  • Centrální vrchol: 1× rychlost jízdy (fr)
  • Dolní postranní pásmo: fr – fs (kde fs = skluzová frekvence)
  • Horní postranní pásmo: fr + fs
  • Více postranních pásem: fr ± 2 fs, fr ± 3 fs se zvyšující se závažností
  • Symetrie: Postranní pásma symetrická kolem 1× vrcholu

Příklad

4pólový motor 60 Hz při plném zatížení:

  • Synchronní rychlost: 1800 ot./min
  • Skutečná rychlost: 1750 ot./min (29,17 Hz)
  • Skluz: 50 ot./min (0,833 Hz)
  • Vibrace vrcholí v: 28,3 Hz, 29,17 Hz, 30,0 Hz
  • Přerušený pruh potvrzen symetrickými postranními pásmy při ±0,833 Hz

Aktuální podpis (MCSA)

Analýza proudu motoru ukazuje podobný vzorec:

  • Centrální vrchol: Síťová frekvence (50 nebo 60 Hz)
  • Postranní pásma: fline ± 2fs (poznámka: 2× skluzová frekvence proudu, nikoli 1×)
  • Příklad: Motor 60 Hz se skluzem 1 Hz → postranní pásma při 58 Hz a 62 Hz
  • Výhoda: Neinvazivní, umožňuje nepřetržité sledování
  • Citlivost: Často detekuje zlomené tyče dříve než vibrace

Fáze postupu

Jeden přerušený pruh

  • Objevují se malé postranní pásy (20-40% s 1× vrcholem)
  • Mírné pulsování točivého momentu (nemusí být znatelné)
  • Výkon motoru téměř normální
  • Může fungovat měsíce s monitorováním
  • Výměna by měla být plánována

Více sousedních přerušených tyčí

  • Silné postranní pásma (> 50% s 1× vrcholem)
  • Znatelné pulsace točivého momentu
  • Zvýšený skluz a teplota
  • Zrychlení postupu s přehříváním sousedních tyčí
  • Výměna urgentní (lhůta do týdnů)

Těžký stav

  • Postranní pásma mohou překročit 1× amplitudu vrcholu
  • Silné pulzace krouticího momentu ovlivňující poháněné zařízení
  • Vysoké vibrace a teplota
  • Riziko selhání koncového kroužku nebo úplného selhání rotoru
  • Nutná okamžitá výměna

Nejlepší postupy detekce

Analýza vibrací

  • Použijte FFT s vysokým rozlišením (rozlišení < 0,2 Hz) pro rozlišení postranních pásem
  • Zkouška motoru pod zatížením (postranní pásma výraznější s průtokem proudu)
  • Vypočítejte očekávanou skluzovou frekvenci motoru
  • Vyhledávací spektrum pro symetrické postranní pásma při ±fs kolem 1×
  • Trend amplitudy postranního pásma v čase

Testování MCSA

  • Proudové sondy s kleštěmi na přívodech k motoru
  • Získání průběhů proudu a výpočet FFT
  • Hledejte postranní pásma při fline ± 2fs
  • Porovnejte se zdravým motorickým stavem
  • Může detekovat dříve, než příznaky vibrací vymizí

Nápravná opatření

Okamžitá reakce

  • Zvyšte frekvenci monitorování (měsíčně → týdně → denně)
  • Rychlost růstu amplitudy postranního pásma trati
  • Objednejte si náhradní motor nebo naplánujte výměnu rotoru
  • Pokud je to možné, snižte pracovní cyklus (minimalizujte počet startů)
  • Dokumentace postupu pro analýzu selhání

Možnosti opravy

  • Výměna rotoru: Nejspolehlivější pro velké motory (> 100 HP)
  • Přepracování rotoru: Specializované dílny mohou přepracovávat hliníkové rotory
  • Výměna motoru: Často nejúspornější pro malé motory (< 50 koní)
  • Vyšetřování hlavní příčiny: Zjistěte, proč se tyče zlomily, abyste zabránili jejich opakování.

Prevence

  • Používejte softstartéry nebo frekvenční měniče ke snížení rozběhového proudu a tepelného namáhání
  • Omezení frekvence spouštění pro zátěže s vysokou setrvačností
  • Uveďte motory dimenzované pro skutečný pracovní cyklus (motory s častým rozběhem pro provoz s vysokým počtem cyklů)
  • Zajistěte dostatečné větrání a chlazení motoru
  • Chraňte před jednofázovými podmínkami

Zlomené rotorové tyče, ačkoli představují pouze 10-15% poruch motorů, vytvářejí charakteristické charakteristiky postranního pásma skluzové frekvence, které umožňují spolehlivou včasnou detekci pomocí vibrační nebo proudové analýzy. Pochopení mechanismu tepelné únavy, rozpoznání charakteristického vzoru postranního pásma a implementace monitorování stavu umožňuje plánovanou výměnu motoru dříve, než selhání jedné tyče vyvine v katastrofické selhání více tyčí a prodloužené neplánované prostoje.

← Zpět na hlavní index

Kategorie:
WhatsApp