Διάγνωση ηλεκτρικών βλαβών σε κινητήρες AC

1. Εισαγωγή: Ηλεκτρικά σφάλματα ως πηγή κραδασμών

Ενώ ανάλυση κραδασμών Συνήθως σχετίζεται με μηχανικές βλάβες όπως ανισορροπία και ελαττώματα ρουλεμάν, είναι επίσης ένα πολύ ισχυρό εργαλείο για την ανίχνευση προβλημάτων σε κινητήρες επαγωγής AC. Τα ηλεκτρικά σφάλματα δημιουργούν παλμικές μαγνητικές δυνάμεις που προκαλούν δόνηση του στάτορα και του ρότορα του κινητήρα. Αυτές οι δονήσεις μεταδίδονται μέσω του πλαισίου του κινητήρα και μπορούν να ανιχνευθούν από ένα επιταχυνσιόμετρο.

Το κλειδί για τη διάγνωση ηλεκτρικών βλαβών είναι η αναζήτηση συγκεκριμένων μοτίβων σε συχνότητες που σχετίζονται με τη συχνότητα της ηλεκτρικής γραμμής (50 ή 60 Hz) και τον αριθμό των πόλων στον κινητήρα.

2. Βλάβες στάτορα

Προβλήματα στον στάτορα, όπως χαλαρός σίδηρος, χαλαρότητα πηνίου ή βραχυκυκλωμένες στρώσεις, μπορούν να προκαλέσουν έκκεντρο ή παραμόρφωση του στάτορα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα ανομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο.

• Υπογραφή δόνησης: Η κύρια ένδειξη σφάλματος στάτορα είναι μια κορυφή ταλάντωσης υψηλού πλάτους στο 2 φορές τη συχνότητα γραμμής (2xFL)Για έναν κινητήρα 60 Hz, αυτή είναι 120 Hz (7200 CPM). Για έναν κινητήρα 50 Hz, αυτή είναι 100 Hz (6000 CPM).
• Χαρακτηριστικά: Αυτή η κορυφή 2xFL έχει συνήθως πολύ σταθερό πλάτος και δεν είναι ευαίσθητη στο φορτίο του κινητήρα. Η δόνηση είναι συχνά υψηλότερη προς την κατεύθυνση των ποδιών στήριξης του στάτορα.

3. Βλάβες Ρότορας (Σπασμένες Ράβδοι Ρότορας)

Οι ραγισμένες ή σπασμένες ράβδοι ρότορα είναι μια συνηθισμένη κατάσταση βλάβης στους κινητήρες επαγωγής AC. Όταν σπάει μια ράβδος, διαταράσσει τη ροή ρεύματος στον ρότορα, προκαλώντας μια τοπική θέρμανση και μια παλμική ροπή.

• Υπογραφή δόνησης: Το κλασικό σημάδι προβλημάτων με τη ράβδο του ρότορα είναι πλευρικές ζώνες συχνότητας διέλευσης πόλων (FP) γύρω από το ταχύτητα λειτουργίας (1X) η κορυφή και οι αρμονικές της.
• Συχνότητα Διέλευσης Πόλου (FP): Αυτός είναι ο ρυθμός με τον οποίο ο ρότορας «ολισθαίνει» πέρα από το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτορα. Υπολογίζεται ως εξής: FP = Αριθμός Πόλων × Συχνότητα ΟλίσθησηςΗ συχνότητα ολίσθησης είναι η διαφορά μεταξύ της σύγχρονης ταχύτητας του μαγνητικού πεδίου και της πραγματικής ταχύτητας λειτουργίας του ρότορα.
• Χαρακτηριστικά: Αναζητήστε μια κορυφή 1X με δύο καθαρές πλευρικές ζώνες, μία στο (1X + FP) και μία άλλη στο (1X – FP). Καθώς η ζημιά στον ρότορα γίνεται πιο σοβαρή, ενδέχεται να δείτε πλευρικές ζώνες και γύρω από τις αρμονικές 2X και 3X. Σε αντίθεση με τα προβλήματα του στάτορα, αυτή η υπογραφή είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στο φορτίο. Οι πλευρικές ζώνες θα αυξάνονται σε πλάτος καθώς αυξάνεται το φορτίο του κινητήρα και μπορεί να εξαφανιστούν εντελώς υπό συνθήκες χωρίς φορτίο.

4. Εκκεντρικό διάκενο αέρα

Το διάκενο αέρα είναι η μικρή απόσταση μεταξύ του ρότορα και του στάτορα. Εάν αυτό το διάκενο δεν είναι ομοιόμορφο σε όλη την περιφέρεια, δημιουργεί μια μη ισορροπημένη μαγνητική έλξη, αναγκάζοντας τον ρότορα να δονείται.

• Στατική εκκεντρικότητα: Ο ρότορας είναι κεντραρισμένος στα ρουλεμάν, αλλά ο πυρήνας του στάτορα είναι εκτός κυκλικής διατομής. Το στενότερο σημείο του διακένου αέρα είναι σταθερό στο διάστημα.
• Δυναμική Εκκεντρικότητα: Ο ίδιος ο ρότορας είναι εκτός κύκλου, επομένως το στενότερο σημείο του διακένου αέρα περιστρέφεται μαζί με τον ρότορα.
• Υπογραφή δόνησης: Και οι δύο τύποι εκκεντρότητας παράγουν πλευρικές ζώνες συχνότητας διέλευσης πόλου (FP) γύρω από την κορυφή της συχνότητας γραμμής 2X (2xFL). Σε σοβαρές περιπτώσεις, μπορεί να δείτε ένα σύνθετο μοτίβο πλευρικών ζωνών στα 2xFL ± FP, καθώς και πλευρικών ζωνών γύρω από τις αρμονικές ταχύτητας λειτουργίας.

5. Επιβεβαίωση και βέλτιστες πρακτικές

• Φάσμα υψηλής ανάλυσης: Η διάγνωση ηλεκτρικών βλαβών απαιτεί υψηλή ανάλυση Φάσμα FFT για να διαχωρίζονται σαφώς οι αρμονικές της ταχύτητας λειτουργίας από τις αρμονικές της συχνότητας γραμμής και τις πλευρικές ζώνες τους.
• Το φορτίο είναι κρίσιμο: Για προβλήματα με τη ράβδο του ρότορα, ο κινητήρας *πρέπει* να βρίσκεται υπό σημαντικό φορτίο (συνήθως >75%) για να είναι ορατό το ελάττωμα.
• Επιβεβαίωση με άλλες τεχνολογίες: Τα ηλεκτρικά σφάλματα μπορούν να επιβεβαιωθούν χρησιμοποιώντας άλλες τεχνολογίες όπως η ανάλυση ρεύματος κινητήρα (MCA) ή η υπέρυθρη θερμογραφία, οι οποίες μπορούν να ανιχνεύσουν την εντοπισμένη θέρμανση που προκαλείται από σπασμένες ράβδους ρότορα ή βραχυκυκλωμένες στρώσεις.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο