Elektrimootori defektide mõistmine
Definitsioon: Mis on mootoririkked?
Mootori defektid on elektrimootorite vead ja rikked, sealhulgas mehaanilised probleemid (laagrite rikked, rootori ja staatori kontakt, võlli probleemid), elektromagnetilised probleemid (katkised rootorivardad, staatori mähise rikked, õhupilu ebakorrapärasused) ja kombineeritud elektromehaanilised probleemid. Need defektid loovad iseloomulikke vibratsioon ja elektrilised signatuurid, mida saab tuvastada vibratsiooni analüüs, mootori voolu signatuurianalüüs (MCSA) ja termopildistamine.
Elektrimootorid on tööstusrajatistes ühed levinumad masinad ning nende rikkeid põhjustab märkimisväärseid planeerimata seisakuid ja hoolduskulusid. Mootorispetsiifiliste rikete ja diagnostikatehnikate mõistmine võimaldab rikkeid varakult avastada ja planeerida hooldust, ennetades katastroofilisi rikkeid ja optimeerides mootori töökindlust.
Mootoridefektide kategooriad
1. Mehaanilised defektid (esinevad kõigile pöörlevatele masinatele)
- Tasakaalustamatus: Rootori massi asümmeetria, 1× vibratsioon
- Laagririkked: Kõige levinum mootoririke (~50% mootoririketest)
- Joondumatuse: Mootori ja koormuse vahelise siduri joondusviga, 2× vibratsioon
- Mehaaniline lõtvus: Lahtised kinnitused, otsakupli või rootori komponendid
- Võlli probleemid: Painutatud või pragunenud võllid
2. Elektromagnetilised defektid (mootorispetsiifilised)
Rootori elektrilised defektid
- Katkised rootorivardad: Oravapuuriga rootorites purunenud juhtlatid (mootori rikete arv 10-15%)
- Pragunenud otsarõngad: Rootorivardaid ühendavate lühisrõngaste purunemised
- Rootori poorsus: Valatud rootori tühimikud, mis mõjutavad elektrilisi omadusi
- Suure vastupanuga vuugid: Halb ühendus varraste ja otsarõngaste vahel
Staatori elektrilised defektid
- Mähise rikked: Isolatsiooni rike, pöörde-pöörde lühised, faasidevahelised rikked (mootori rikete 30-40%)
- Maandusvead: Raami mähise isolatsiooni rike
- Mähise kahjustused: Termiline lagunemine, mehaanilised kahjustused, saastumine
Õhupilu probleemid
- Ekstsentriline rootor: Ebaühtlane õhupilu tootmisest või kulumisest
- Hõõrumine: Rootori ja staatori kokkupuude laagri rikke või joonduse puudumise tõttu
- Magnetiline tõmbejõud: Õhupilu asümmeetriast tingitud tasakaalustamata magnetjõud
3. Kombineeritud elektromehaanilised defektid
- Termilised probleemid: Ülekuumenemine ülekoormuse, halva ventilatsiooni või elektririkete tõttu
- Ventilatsiooniprobleemid: Ummistunud või kahjustatud jahutusventilaatorid
- Elektrilise ja mehaanilise ühendus: Elektrilised rikked, mis põhjustavad mehaanilist vibratsiooni ja vastupidi
Mootoridefektide vibratsiooninähud
Katkised rootorivardad
Üks olulisemaid mootorile omaseid defekte:
- Sagedus: Külgribad sõidukiiruse ümber ±(libisemissageduse) vahekaugusel
- Muster: 1× ± fs, kus fs = libisemissagedus (tavaliselt 1–3 Hz 60 Hz mootorite puhul)
- Amplituudmodulatsioon: Vool ja pöördemoment kõiguvad 2× libisemissagedusel
- Koormuse sõltuvus: Külgribad on koormuse all silmatorkavamad
- Progressioon: Amplituud suureneb, kui rohkem vardaid puruneb
Staatori probleemid
- Sagedus: 2 × võrgusagedus (120 Hz 60 Hz mootorite puhul, 100 Hz 50 Hz mootorite puhul)
- Põhjus: Magnetilise jõu asümmeetria mähisvigade tõttu
- Lisaks: Võib näha liinisageduse harmoonilisi väärtusi
- Elektromagnetiline müra: Kuuldav sumin 2× liinisagedusel
Ekstsentriline rootor (õhupilu variatsioon)
- Sagedused: Pooluse läbimissagedus ja selle harmoonilised
- Muster: (Pooletuste arv × töökiirus) ± töökiirus
- Magnetiline tasakaalutus: Tekitab radiaalset vibratsiooni isegi mehaaniliselt tasakaalustatuna
- Kombineeritud efekt: Nii mehaaniline (ekstsentrilisus) kui ka elektromagnetiline (muutuv vastumeelsus)
Tuvastusmeetodid
Vibratsioonianalüüs
- Standardne FFT: Tuvastab mehaanilised defektid ja elektromagnetilised sagedused
- Külgribade analüüs: Kriitiline rootorivarda ja õhupilu probleemide tuvastamiseks
- Laagrisagedused: Ümbriku analüüs laagri defektide tuvastamiseks
- Trendid: Jälgige amplituude aja jooksul, et tuvastada tekkivaid rikkeid
Mootori voolu signatuuri analüüs (MCSA)
- Mootori liinivoolu sagedusspektri analüüsimine
- Tuvastab elektrilised vead ilma vibratsioonianduriteta
- Eriti efektiivne rootorivarda ja staatori mähise rikete korral
- Saab teha võrgus ilma tööd häirimata
- Täiendab vibratsioonianalüüsi
Termopildistamine
- Infrapunakaamerad tuvastavad kuumi kohti
- Mähisvead näitavad lokaliseeritud kuumenemist
- Ventilatsiooniummistused on nähtavad kuumade aladena
- Laagriprobleemid näitavad laagrite kõrgenenud temperatuure
- Ülekoormuse korral ilmneb üldine temperatuuri tõus
Elektrilised testid
- Isolatsioonitakistus: Megohmmeetri testimine näitab mähise halvenemist
- Polarisatsiooniindeks: Näitab isolatsiooni seisukorda
- Hipoti testimine: Kontrollib isolatsiooni terviklikkust kõrgepinge all
- Praegune saldo: Mõõtke voolutugevust igas faasis (tasakaalutus näitab probleeme)
Üldine mootoririkete statistika
Suhteliste sageduste mõistmine aitab jälgimist tähtsuse järjekorda seada:
- Laagririkked: ~50% mootoririkkeid
- Staatori mähise rikked: ~30-35%
- Rootori defektid: ~10-15%
- Välised tegurid: ~5% (saastumine, keskkond jne)
Ennetava hoolduse strateegiad
Seisundi jälgimine
- Kvartaalsed või igakuised vibratsiooniuuringud
- Kriitiliste mootorite pidev jälgimine
- Termopildi uuringud (iga- või poolaasta tagant)
- Mootori voolu analüüs (perioodiline või pidev)
- Kõikide parameetrite trendimine muutuste varajaseks tuvastamiseks
Rutiinne hooldus
- Määrimine: Määrige laagreid vastavalt ajakavale (tavaliselt iga 6–12 kuu tagant)
- Puhastamine: Eemaldage jahutuskanalitest tolm ja praht
- Pingutamine: Kontrollige kinnituspolte ja klemmide ühendusi
- Kontroll: Visuaalne kontroll kahjustuste, ülekuumenemise ja saastumise suhtes
- Testimine: Perioodiline isolatsioonitakistuse testimine
Tasakaalustamine ja joondamine
- Säilita hea tasakaalu kvaliteet laagrikoormuste minimeerimiseks
- Täpsus võlli joondamine juhitavate seadmetega
- Kontrollige joondust perioodiliselt (aastas või pärast hooldust)
Põhjuste analüüs
Mootori rikete korral tuleb kindlaks teha algpõhjused, et vältida nende kordumist:
Laagririkked
- Uurige: Piisav määrimine, saasteallikad, joondus, vibratsioonitasemed
- Levinumad põhjused: Ülemääramine, vale määrdetüüp, joondusviga, liigne vibratsioon
Elektririkked
- Uurige: Töötingimused, pinge kvaliteet, töötsükkel, piisav jahutus
- Levinumad põhjused: Ülekoormus, pinge tasakaalustamatus, ühefaasiline, blokeeritud jahutus
Mehaanilised rikked
- Uurige: Koormusomadused, paigalduskvaliteet, töökeskkond
- Levinumad põhjused: Löökkoormused, joondusviga, halb paigaldus, saastunud keskkond
Tööstuslikud rakendused ja standardid
- NEMA MG-1: Mootori jõudlus ja testimisstandardid
- IEC 60034: Rahvusvahelised mootoristandardid, sealhulgas vibratsioonipiirid
- IEEE 43: Isolatsioonikatsete standardid
- ISO 20816: Elektrimootorite vibratsiooni tugevuse kriteeriumid
Elektrimootorite defektid moodustavad olulise osa tööstusseadmete riketest. Mehaaniliste, elektriliste ja elektromagnetiliste rikete iseloomulike tunnuste mõistmine koos põhjaliku seisundi jälgimisega, mis kasutab vibratsioonianalüüsi, vooluanalüüsi ja termopildistamist, võimaldab varajast rikete avastamist ja ennustavaid hooldusstrateegiaid, mis maksimeerivad mootori töökindlust ja minimeerivad planeerimata seisakuid.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									