شکاف هوایی در موتورهای الکتریکی چیست؟ فاصله بحرانی • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر شکاف هوایی در موتورهای الکتریکی چیست؟ فاصله بحرانی • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر

فاصله هوایی در موتورهای الکتریکی چیست؟ فاصله بحرانی

منتشر شده توسط admin در

درک شکاف هوایی در موتورهای الکتریکی

تعریف: فاصله هوایی چیست؟

شکاف هوا فاصله شعاعی بین سطح خارجی روتور و سطح داخلی استاتور در موتورهای الکتریکی و ژنراتورها است. این فضای باریک (معمولاً 0.3-2.0 میلی‌متر یا 0.012-0.080 اینچ) پر از هوا است و مسیر مغناطیسی را نشان می‌دهد که از طریق آن نیروهای الکترومغناطیسی بین سیم‌پیچ‌های ثابت استاتور و روتور چرخان منتقل می‌شوند. فاصله هوایی یکی از مهم‌ترین ابعاد در طراحی موتور است زیرا مستقیماً بر عملکرد الکترومغناطیسی، راندمان، ضریب توان، گشتاور راه‌اندازی و حساسیت به ... تأثیر می‌گذارد. کشش مغناطیسی and لرزش.

اگرچه کوچک و به ظاهر ناچیز است، یکنواختی و بزرگی شکاف هوایی تأثیرات عمیقی بر عملکرد موتور دارد. شکاف‌های هوایی غیر یکنواخت، نیروهای مغناطیسی نامتعادلی ایجاد می‌کنند که منجر به لرزش و تسریع سایش یاتاقان می‌شود، در حالی که شکاف‌های بیش از حد، راندمان را کاهش داده و نیاز به جریان مغناطیسی را افزایش می‌دهند.

ابعاد معمول شکاف هوایی

بر اساس اندازه موتور

  • موتورهای کوچک (کمتر از 10 اسب بخار): ۰.۳-۰.۶ میلی‌متر (۰.۰۱۲-۰.۰۲۴ اینچ)
  • موتورهای متوسط (۱۰ تا ۲۰۰ اسب بخار): ۰.۵-۱.۲ میلی‌متر (۰.۰۲۰-۰.۰۴۷ اینچ)
  • موتورهای بزرگ (۲۰۰ تا ۱۰۰۰ اسب بخار): ۱.۰-۲.۰ میلی‌متر (۰.۰۴۰-۰.۰۸۰ اینچ)
  • موتورهای بسیار بزرگ (> 1000 اسب بخار): ۱.۵-۳.۰ میلی‌متر (۰.۰۶۰-۰.۱۲۰ اینچ)
  • روند کلی: موتورهای بزرگتر، شکاف مطلق بزرگتری دارند اما شکاف کوچکتری نسبت به قطر دارند.

بر اساس نوع موتور

  • موتورهای القایی: شکاف‌های بزرگتر (معمولاً 0.5-2.0 میلی‌متر)
  • موتورهای سنکرون: مشابه موتورهای القایی
  • موتورهای جریان مستقیم: شکاف‌های بسیار کوچک در آرمیچر (0.3-1.0 میلی‌متر)
  • طرح‌های با راندمان بالا: برای عملکرد بهتر، به سمت شکاف‌های کوچکتر تمایل داشته باشید

اهمیت فاصله هوایی

عملکرد الکترومغناطیسی

  • رلوکتانس مدار مغناطیسی: شکاف هوایی بالاترین عنصر رلوکتانس در مسیر مغناطیسی است
  • جریان مغناطیسی: شکاف‌های کوچکتر به جریان مغناطیسی کمتری نیاز دارند (ضریب توان بهتر)
  • کارایی: شکاف‌های کوچکتر عموماً کارآمدتر هستند (تلفات مغناطیسی کمتر)
  • تولید گشتاور: شکاف‌های کوچک‌تر امکان اتصال مغناطیسی قوی‌تر را فراهم می‌کنند

ملاحظات مکانیکی

  • ترخیص کالا: باید انحراف شفت، تلرانس‌های یاتاقان و رشد حرارتی را در نظر بگیرد
  • حاشیه ایمنی: از تماس روتور-استاتور در هنگام لرزش یا شرایط غیرمعمول جلوگیری می‌کند.
  • تلرانس‌های تولیدی: باید با تلرانس‌های تولید قابل دستیابی باشد

خروج از مرکز فاصله هوایی

تعریف

خروج از مرکز شکاف هوایی، غیریکنواختی شکاف در اطراف محیط آن است:

  • شکاف یکنواخت: ابعاد یکسان در تمام موقعیت‌های زاویه‌ای
  • شکاف خارج از مرکز: در اطراف محیط متغیر است (در یک طرف کوچک، در طرف مقابل بزرگ)
  • کمیت سنجی: خروج از مرکز = (gmax – gmin) / مقدار گِرد، به صورت درصد بیان می‌شود
  • قابل قبول: معمولاً خروج از مرکز <10% برای عملکرد خوب

علل بی‌نظمی

  • سایش بلبرینگ: به روتور اجازه می‌دهد تا خارج از مرکز بچرخد
  • تلرانس‌های تولیدی: سوراخ استاتور یا روتور کاملاً متحدالمرکز نیست
  • خطاهای مونتاژ: زنگ‌های انتهایی ناهم‌تراز، روتور کج شده
  • اعوجاج حرارتی: گرمایش ناهموار که بر گرد بودن تأثیر می‌گذارد
  • اعوجاج قاب: پایه نرم یا قاب تاب برداشتن ناشی از فشار نصب

اثرات خروج از مرکز

  • کشش مغناطیسی نامتعادل: نیروی شعاعی خالص به سمت شکاف کوچک
  • ارتعاش در 2×f: نیروهای الکترومغناطیسی ضربانی
  • فرکانس عبور قطب باندهای کناری: امضای تشخیصی در طیف ارتعاش
  • اضافه بار بلبرینگ: بارگذاری نامتقارن، سایش را تسریع می‌کند
  • افت کارایی: مدار مغناطیسی غیر بهینه

اندازه‌گیری فاصله هوایی

اندازه‌گیری مستقیم (موتور بدون قطعات)

  • گیج‌های فیلر: گیج‌ها را بین روتور و استاتور در چندین مکان قرار دهید
  • Procedure: در ۸ تا ۱۲ موقعیت در اطراف محیط اندازه‌گیری کنید
  • محاسبه کنید: میانگین، حداقل، حداکثر و درصد خروج از مرکز
  • چه زمانی: در حین تعمیرات اساسی موتور یا تعویض یاتاقان

ارزیابی غیرمستقیم (موتور عملیاتی)

  • ارتعاش در 2×f: دامنه بالا نشان‌دهنده شکاف غیر یکنواخت است
  • باندهای کناری PPF: حضور و دامنه با خروج از مرکز همبستگی دارند
  • تحلیل فعلی: اثرات میدان مغناطیسی قابل مشاهده در طیف جریان
  • سر و صدا: شدت نویز الکترومغناطیسی

مشکلات و راه‌حل‌های شکاف هوایی

خیلی کوچک (<حداقل مشخصات)

پیامدها:

  • خطر تماس روتور-استاتور در اثر ارتعاش یا انحراف
  • کشش مغناطیسی بسیار بالا در صورت خارج از مرکز بودن
  • آسیب در هنگام شروع یا حالت‌های گذرا

علل و راهکارها:

  • خطای تولید → بازسازی روتور یا استاتور سوراخ‌دار
  • روتور اشتباه نصب شده است → روتور صحیح را جایگزین کنید
  • ساییدگی یاتاقان‌ها باعث جابجایی روتور می‌شود → یاتاقان‌ها را تعویض کنید، بررسی کنید که شکاف دوباره پر شده باشد

خیلی بزرگ (> حداکثر مشخصات)

پیامدها:

  • کاهش راندمان (جریان مغناطیسی بالاتر)
  • ضریب توان پایین‌تر
  • گشتاور راه اندازی کاهش یافته
  • جریان بدون بار بالاتر

معمولاً کمتر انتقادی: می‌تواند کار کند اما عملکردش کاهش یافته است

غیر یکنواخت (خارج از مرکز)

رایج‌ترین و مشکل‌سازترین:

  • کشش مغناطیسی نامتعادل ایجاد می‌کند
  • باعث ارتعاش ۲×f می‌شود
  • از طریق بازخورد مثبت، سایش یاتاقان را تسریع می‌کند
  • راه حل: یاتاقان‌های فرسوده را تعویض کنید، اعوجاج قاب را اصلاح کنید، هم مرکزیت روتور را بررسی کنید

شکاف هوایی در تشخیص موتور

شاخص‌های تشخیصی

علامت مشکل احتمالی شکاف هوا
ارتعاش فرکانس خط ۲× بالا شکاف خارج از مرکز، کشش مغناطیسی
باندهای کناری فرکانس عبور قطب شکاف غیر یکنواخت
جریان بدون بار بالا شکاف بیش از حد
گشتاور راه اندازی پایین شکاف بیش از حد
شواهد مستدل فاصله کافی بین شیارها وجود ندارد
سایش نامتقارن بلبرینگ شکاف خارج از مرکز که UMP ایجاد می‌کند

روندها و نظارت

  • نظارت بر لرزش فرکانس خط ۲× در طول عمر موتور
  • افزایش 2×f نشان دهنده ایجاد خروج از مرکز (معمولاً ناشی از سایش یاتاقان) است.
  • اندازه‌گیری‌های فاصله هوایی را در طول تعمیرات اساسی ثبت کنید
  • با مشخصات و اندازه‌گیری‌های قبلی مقایسه کنید
  • به عنوان ورودی برای تصمیمات تعویض بلبرینگ استفاده شود

طراحی و ساخت

بده‌بستان‌های انتخاب شکاف

  • شکاف کوچکتر: راندمان، ضریب توان و گشتاور بهتر، اما کشش مغناطیسی بالاتر در صورت خروج از مرکز، لقی مکانیکی کمتر
  • شکاف بزرگتر: لقی مکانیکی بیشتر، کشش مغناطیسی کمتر اما راندمان کمتر، جریان مغناطیسی بالاتر
  • بهینه‌سازی: کوچکترین شکاف مطابق با الزامات مکانیکی و قابلیت‌های تولید

مشخصات تحمل

  • فاصله اسمی مشخص شده در نقشه ها
  • تلرانس‌ها معمولاً ±10-20% اسمی هستند
  • محدودیت‌های خروج از مرکز مشخص شده (اغلب < 10%)
  • تأیید کنترل کیفیت در حین ساخت

شکاف هوایی یک پارامتر اساسی در طراحی و عملکرد موتور الکتریکی است. درک تأثیرات آن بر عملکرد الکترومغناطیسی، تشخیص علائم مشکلات شکاف هوایی از طریق تجزیه و تحلیل ارتعاشات و حفظ شکاف یکنواخت از طریق نگهداری مناسب یاتاقان، برای عملکرد قابل اعتماد و کارآمد موتور و جلوگیری از خرابی‌های فاجعه‌بار تماس روتور-استاتور ضروری است.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories:
واتساپ