Katkiste rootorivarraste mõistmine
Katkised rootorivardad on induktsioonimootori puurvõrgustiku rootori juhtplaatide täielikud purunemised. See seisund on sisuliselt sama, mis rootoririba defekt, kuid termin rõhutab pigem täielikku purunemist kui pragu või suure vastupidavusega liitu. Kui üks või mitu vardat katkeb, ei saa vool enam läbi nende voolu voolata ja sellest tulenev elektromagnetiline asümmeetria tekitab iseloomuliku vibratsioon ja praegused allkirjad - külgribad Vahekorras libisemissagedus ümber töökiirus.
Murdunud latid on eriti salakavalad, sest nad ebaõnnestuvad kaskaadina. Üks katkine riba sunnib lisavoolu ja -pinget kõrval asuvatele rööbastele, mis omakorda hakkavad rikki minema. Kui mootor tabatakse varakult - ühe purunenud riba staadiumis -, võib see järelevalve all töötada mitu kuud; kui seda ei tehta, võib viga kiirendada mitme purunenud riba tekkimist ja katastroofilist rootoririket, mis nõuab rootorite väljavahetamist.
1. Kuidas katkeb rootori riba
Termiline väsimus (kõige levinum)
Peamiseks põhjuseks on korduvad kütte- ja jahutustsüklid, mille mehhanismi tasub samm-sammult jälgida:
- Käivitusvool: käivitamise ajal kannab rootor 5-7× normaalset voolu lukustatud rootori seisundis.
- Soojuspaisumine: alumiiniumvardad paisuvad tugevalt, koefitsient on umbes 23 µm/m/°C.
- Piirang: raudsüdamik paisub palju vähem (umbes 12 µm/m/°C), piirates varraste.
- Stress: see erinev paisumine tekitab baarides suurt soojuspinget.
- Väsimus: korduvad käivitustsüklid juhivad madala tsükliga väsimus.
- Pragude tekkimine: praod algavad tavaliselt riba ja rõnga liitekohast, mis on kõrgeima pingega punkt.
Mehaaniline pinge
- Tsentrifugaaljõud suurel kiirusel.
- Elektromagnetilised jõud käivitamisel ja käivitamisel.
- Välisallikatest edastatav vibratsioon.
- Löökkoormus käivitamisel või järskude koormusmuutuste ajal.
Tootmisdefektid
- Poorsus: tühimikud valatud alumiiniumist rootorites.
- Kehv sidumine: ebapiisav riba ja südamiku vaheline side.
- Materiaalsed kaasused: valuvormi sisse jäänud saasteained.
- Nõrgad otsarõngaliigesed: kehv ühendus riba ja rõnga vahel.
Töötingimused
- Sagedane käivitamine: iga käivitamine on termiline ja mehaaniline stressisündmus.
- Suure inertsusega koormused: pikad kiirendusajad pikendavad riba pinget.
- Tagasipööratav teenus: pistik tekitab äärmuslikke hoovusi.
- Ühefaasiline: ühe faasi kadumisega töötamine ülekoormab ülejäänud rootorikangid.
2. Iseloomulik kõrvalsageduse signatuur
Miks külgribad ilmuvad
Selge põhjuse ja tagajärje ahela kaudu tekib iseloomulik diagnostiline muster:
- Katkine riba ei saa voolu kanda, tekitades rootoris elektrilist asümmeetriat.
- See asümmeetria pöörleb libisemise sagedusel - sünkroon- ja rootori pöörlemissageduse vahe.
- See tekitab pöördemomendi pulseerimise kahekordse libisemise sagedusega.
- Pöördemomendi pulseerimine moduleerib 1× vibratsiooni, mis tuleneb tavalisest mehaanilisest tasakaalustamatusest.
- Tulemuseks on jooksva kiiruse ± libisemisageduse vahega külgribad.
Vibratsioonimuster
- Keskne tipp: 1× jooksukiirus (fr).
- Alumine külgsoon: fr - fs (kus fs on libisemissagedus).
- Ülemine külgriba: fr + fs.
- Mitmed külgribad: fr ± 2fs, fr ± 3fs raskusastme kasvades.
- Sümmeetria: külgribad paiknevad sümmeetriliselt ümber 1× tipu.
Töötatud näide
4-pooluseline 60 Hz mootor täiskoormusel:
- Sünkroonkiirus: 1800 RPM.
- Tegelik kiirus: 1750 RPM (29,17 Hz).
- Slip: 50 RPM (0,833 Hz).
- Vibratsiooni haripunktid: 28,3 Hz, 29,17 Hz ja 30,0 Hz.
- Katkestatud riba kinnitavad sümmeetrilised külgribad sagedusel ±0,833 Hz.
Kuna libisemissagedus on kogu selle mustri alus, tasub see täpselt välja arvutada kõnealuse mootori jaoks; see on Mootori libisemise ja tegeliku pöörlemiskiiruse kalkulaator teeb seda otse andmeplaadi andmete põhjal.
3. Praegune signatuuride analüüs (MCSA)
Mootorivoolu analüüs näitab tihedalt seotud mustrit ümber liinisagedus:
- Keskne tipp: võrgusagedus (50 või 60 Hz).
- Külgribad: fjoon ± 2fs - märkida, et see on kaks korda libisemissagedus voolus, mitte üks kord.
- Näide: 60 Hz mootoril 1 Hz libisemisega on külgribad 58 Hz ja 62 Hz juures.
- Eelis: mitteinvasiivne ja sobib hästi pidevaks jälgimiseks.
- Tundlikkus: tuvastab katkised latid sageli varem kui vibratsioon. Veebileht Mootori elektririkete sageduse kalkulaator ennustab neid täpseid praeguseid külgribasid.
4. Edasimineku etapid
Üksik katkine riba
- Ilmnevad väikesed külgribad, umbes 20-40% 1× tippu.
- Kerge pöördemomendi pulseerimine, sageli märkamatu.
- Mootori jõudlus on peaaegu normaalne.
- Mootor võib järelevalve all töötada mitu kuud.
- Sellegipoolest tuleks kavandada asendamine.
Mitu kõrvuti asetsevat katkist riba
- Tugevad külgribad, mis on suuremad kui 50% 1× tipp.
- Märkimisväärne pöördemomendi pulseerimine.
- Suurenenud libisemine ja temperatuur.
- Progressioon kiireneb, kui kõrvalolevad baarid üle kuumenevad.
- Asendamine muutub kiireloomuliseks - see on nädalate küsimus.
Raske seisund
- Külgribad võivad ületada 1× tippamplituudi.
- Tugev pöördemomendi pulseerimine, mis jõuab ajamile.
- Kõrge vibratsioon ja temperatuur.
- Otsarõnga rikke või rootorite täieliku purunemise oht.
- Vajalik on kohene asendamine.
5. Tuvastus välitingimustes
Vibratsioonianalüüs
Peamine väljakutse on eraldusvõime: külgribad asuvad vähem kui 1 Hz kaugusel 1× tippudest, seega peab analüsaator need puhtalt eraldama.
- Kasutage suure eraldusvõimega FFT - parem kui 0,2 Hz eraldusvõime - külgribade lahtimõtestamiseks. FFT resolutsiooni kalkulaator aitab teil valida ridade arvu ja vahemiku.
- Katsetage mootorit koormuse all, sest külgribad kasvavad voolu vooluga.
- Arvutage eelnevalt mootori eeldatav libisemissagedus.
- Otsi spekter sümmeetriliste külgribade puhul ±fs ümber 1× tippu.
- Suundumus külgsageduse amplituudile aja jooksul.
See töö on hästi kättesaadav kaasaskantava instrumendi jaoks. Kahe kanaliga analüsaator, nagu näiteks Balanset-1A salvestab vibratsioonispektri mootori laagri juures, samal ajal kui selle optiline lasertahomeeter loeb võlli tegelikku kiirust, võimaldades määrata täpse 1× sageduse, arvutada libisemist ja otsida libisemisest eraldatud külgribasid, mis kinnitavad katkiseid ribasid - ja seda kõike, kui mootor töötab tavalise koormuse all. Kuna sama seade mõõdab ka 1× amplituudi ja faasi, eristab see puhtalt tõelise rootoririba allkirja lihtsast rikkejäljest. jooksukiirus tasakaalustamatus, mis nõuaks pigem tasakaalustamist kui rootori väljavahetamist.
MCSA testimine
- Kinnitage voolusondid mootori juhtmetele.
- Võta praegune lainekuju ja arvuta selle FFT.
- Otsige külgribasid fjoon ± 2fs.
- Võrrelge tervisliku motoorse baastasemega.
- See võib tähistada probleemi enne, kui vibratsioonisümptomid ilmnevad.
6. Parandusmeetmed
Kohene reageerimine
- Suurendage jälgimissagedust - kord kuus, seejärel kord nädalas, seejärel iga päev.
- Jälgida külgsageduse amplituudi kasvukiirust läbi trendianalüüs.
- Tellige varumootor või planeerige rootori väljavahetamist.
- Vähendage võimalusel töötsüklit, minimeerides käivitusi.
- Dokumenteerige rikkeanalüüsi kulgemine.
Remondivalikud
- Rootorite vahetus: kõige usaldusväärsem valik suurte mootorite jaoks (üle 100 HP).
- Rootorite ümbervalamine: spetsialiseerunud kauplused saavad alumiiniumist rootorid ümber valada.
- Mootori vahetus: väikeste mootorite (alla 50 hj) puhul sageli kõige ökonoomsem tee.
- Põhjuste uurimine: teha kindlaks, miks baarid purunesid, et vältida nende kordumist.
Ennetamine
- Kasutage pehmet starterit või VFD-d, et vähendada käivitusvoolu ja termilist koormust.
- Piirake suure inertsusega koormuste käivitussagedust.
- Määrake mootorid, mis vastavad tegelikule töötsüklile - sagedase käivitusega mootorid, mis on mõeldud suure töötsükliga tööks.
- Tagage mootori piisav ventilatsioon ja jahutus.
- Kaitseb ühefaasiliste tingimuste eest.
Purunenud rootorivardad moodustavad ainult umbes 10-15% ulatuses mootoririkked, kuid nad jätavad siiski eksimatu libisemissagedusliku külgsageduse allkirja, mis toetab usaldusväärset varajast tuvastamist vibratsiooni või vooluanalüüsi abil. Termilise väsimuse mehhanismi mõistmine, iseloomuliku külgribamustri äratundmine ja kontrollide integreerimine seisundi jälgimine programm võimaldab mootorit plaanipäraselt välja vahetada - enne, kui üks katkine riba muutub mitme riba rikkeks ja pikaks planeerimata seisakuks.
