Pochopení vad elektromotorů

Zařízení

Přenosný vyvažovač a analyzátor vibrací Balanset-1A

$2,358.31

Díly

Snímač vibrací

$107.47

Díly

Optický senzor (laserový otáčkoměr)

$148.07

Zařízení

Balanset-4

$8,123.32

Díly

Magnetický stojan Insize-60-kgf

$54.93

Díly

Reflexní páska

$11.94

Zařízení

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definice: Co jsou motorické vady?

Vady motoru Mezi poruchy a selhání elektromotorů patří mechanické problémy (selhání ložisek, kontakt rotoru a statoru, problémy s hřídelí), elektromagnetické problémy (zlomené rotorové tyče, selhání vinutí statoru, nerovnosti vzduchové mezery) a kombinované elektromechanické problémy. Tyto vady vytvářejí charakteristické vibrace a elektrické podpisy, které lze detekovat pomocí analýza vibrací, analýza proudových charakteristik motoru (MCSA) a termovize.

Elektromotory patří mezi nejběžnější stroje v průmyslových zařízeních a jejich poruchy způsobují značné neplánované prostoje a náklady na údržbu. Pochopení typů závad specifických pro motor a diagnostických technik umožňuje včasnou detekci a plánovanou údržbu, čímž se předchází katastrofickým poruchám a optimalizuje spolehlivost motoru.

Kategorie motorických závad

1. Mechanické závady (společné pro všechny rotační stroje)

• Nevyváženost: Asymetrie hmotnosti rotoru, 1× vibrace
• Selhání ložisek: Nejčastější závada motoru (~50% poruch motoru)
• Nesprávné zarovnání: Nesprávné vyrovnání vazby motoru a zátěže, 2× vibrace
• Mechanická vůle: Volné uchycení, koncový zvon nebo komponenty rotoru
• Problémy s hřídelí: Ohnuté nebo prasklé hřídele

2. Elektromagnetické závady (specifické pro motor)

Elektrické závady rotoru

• Zlomené rotorové tyče: Zlomené vodičové tyče v rotorech s klecí nakrátko (poruchy motorů 10-15%)
• Prasklé koncové kroužky: Zlomy ve zkratových kroužcích spojujících rotorové tyče
• Pórovitost rotoru: Dutiny v odlitém rotoru ovlivňující elektrické vlastnosti
• Vysoce odolné spoje: Špatné spojení mezi tyčemi a koncovými kroužky

Elektrické závady statoru

• Poruchy vinutí: Průraz izolace, zkraty mezi závity, fázové poruchy (30-40% poruch motoru)
• Zemní poruchy: Porucha izolace vinutí v rámu
• Poškození cívky: Tepelná degradace, mechanické poškození, kontaminace

Problémy se vzduchovou mezerou

• Excentrický rotor: Nejednotná vzduchová mezera z výroby nebo opotřebení
• Tření: Kontakt rotoru a statoru v důsledku selhání ložiska nebo špatného souososti
• Magnetický tah: Nevyvážené magnetické síly z asymetrie vzduchové mezery

3. Kombinované elektromechanické vady

• Tepelné problémy: Přehřátí z přetížení, špatného větrání nebo elektrických závad
• Problémy s větráním: Zablokované nebo poškozené chladicí ventilátory
• Propojení mezi elektrickým a mechanickým: Elektrické poruchy způsobující mechanické vibrace a naopak

Vibrační charakteristiky vad motoru

Zlomené rotorové tyče

Jedna z nejdůležitějších vad specifických pro motor:

• Frekvence: Postranní pásma kolem rychlosti jízdy s roztečí ±(frekvence skluzu)
• Vzor: 1× ± fs, kde fs = skluzová frekvence (obvykle 1–3 Hz pro motory s frekvencí 60 Hz)
• Amplitudová modulace: Proud a točivý moment kolísají s 2× skluzovou frekvencí
• Závislost na zatížení: Boční pásy výraznější při zátěži
• Postup: Amplituda se zvyšuje s tím, jak se láme více tyčí

Problémy se statorem

• Frekvence: 2× síťová frekvence (120 Hz pro motory 60 Hz, 100 Hz pro 50 Hz)
• Příčina: Asymetrie magnetické síly z poruch vinutí
• Další: Může se objevit harmonické složky síťové frekvence
• Elektromagnetický šum: Slyšitelný brum při 2× frekvenci sítě

Excentrický rotor (variace vzduchové mezery)

• Frekvence: Frekvence průchodu pólu a její harmonické
• Vzor: (Počet pólů × rychlost jízdy) ± rychlost jízdy
• Magnetická nevyváženost: Vytváří radiální vibrace i při mechanickém vyvážení
• Kombinovaný účinek: Mechanické (excentricita) i elektromagnetické (proměnná reluktance)

Detekční metody

Analýza vibrací

• Standardní FFT: Identifikuje mechanické vady a elektromagnetické frekvence
• Analýza postranních pásem: Kritické pro detekci problémů s rotorovými tyčemi a vzduchovou mezerou
• Ložiskové frekvence: Analýza obálky pro detekci vad ložisek
• Trendy: Sledování amplitud v čase pro detekci vyvíjejících se poruch

Analýza proudových charakteristik motoru (MCSA)

• Analyzujte frekvenční spektrum síťového proudu motoru
• Detekuje elektrické závady bez vibračních senzorů
• Obzvláště účinné pro poruchy rotorových tyčí a vinutí statoru
• Lze provést online bez narušení provozu
• Doplňuje analýzu vibrací

Termovizní zobrazování

• Infračervené kamery detekují horká místa
• Poruchy vinutí vykazují lokální zahřívání
• Ventilační blokády viditelné jako horké oblasti
• Problémy s ložisky ukazují zvýšené teploty ložisek
• Podmínky přetížení vykazují obecný nárůst teploty

Elektrické testování

• Izolační odpor: Měření megaohmmetrem odhaluje zhoršení stavu vinutí
• Polarizační index: Indikuje stav izolace
• Testování hypotenzních bodů: Ověřuje neporušenost izolace pod vysokým napětím
• Aktuální zůstatek: Změřte proud v každé fázi (nevyváženost signalizuje problémy)

Statistiky běžných poruch motorů

Pochopení relativních četností pomáhá stanovit priority monitorování:

• Poruchy ložisek: ~50% poruch motoru
• Poruchy statorového vinutí: ~30-35%
• Vady rotoru: ~10-15%
• Vnější faktory: ~5% (kontaminace, životní prostředí atd.)

Strategie preventivní údržby

Monitorování stavu

• Čtvrtletní nebo měsíční vibrační průzkumy
• Nepřetržité monitorování kritických motorů
• Termografické zobrazování (ročně nebo pololetně)
• Analýza proudu motoru (periodická nebo kontinuální)
• Sledování trendů všech parametrů pro včasnou detekci změn

Běžná údržba

• Mazání: Ložiska domazávejte dle plánu (obvykle každých 6–12 měsíců)
• Čištění: Odstraňte prach a nečistoty z chladicích kanálů
• Utahování: Zkontrolujte montážní šrouby, připojení svorek
• Inspekce: Vizuální kontrola poškození, přehřátí nebo znečištění
• Testování: Periodické testování izolačního odporu

Vyvažování a zarovnání

• Udržujte si dobré kvalita rovnováhy minimalizovat zatížení ložisek
• Přesnost souosost hřídele k poháněnému zařízení
• Pravidelně (ročně nebo po údržbě) ověřujte seřízení

Analýza hlavních příčin

Pokud dojde k poruše motoru, identifikujte její příčiny, abyste zabránili jejímu opakování:

Selhání ložisek

• Vyšetřovat: Dostatečnost mazání, zdroje kontaminace, seřízení, úrovně vibrací
• Časté příčiny: Přemazání, nesprávný typ maziva, špatné vyrovnání, nadměrné vibrace

Elektrické poruchy

• Vyšetřovat: Provozní podmínky, kvalita napětí, pracovní cyklus, dostatečné chlazení
• Časté příčiny: Přetížení, nerovnováha napětí, jednofázové zapojení, zablokované chlazení

Mechanické poruchy

• Vyšetřovat: Charakteristiky zatížení, kvalita instalace, provozní prostředí
• Časté příčiny: Rázové zatížení, nesouosost, špatná instalace, znečištěné prostředí

Průmyslové aplikace a standardy

• NEMA MG-1: Výkon motoru a testovací normy
• IEC 60034: Mezinárodní normy pro motory včetně limitů vibrací
• IEEE 43: Normy pro testování izolace
• Norma ISO 20816: Kritéria závažnosti vibrací pro elektromotory

Vady elektromotorů představují významnou část poruch průmyslových zařízení. Pochopení charakteristických znaků mechanických, elektrických a elektromagnetických poruch v kombinaci s komplexním monitorováním stavu pomocí vibrační analýzy, analýzy proudu a termovize umožňuje včasnou detekci poruch a prediktivní strategie údržby, které maximalizují spolehlivost motoru a minimalizují neplánované prostoje.

---

← Zpět na hlavní index