تشخیص خطاهای الکتریکی در موتورهای AC
۱. مقدمه: خطاهای الکتریکی به عنوان منبع ارتعاش
در حالی که vibration analysis معمولاً با خطاهای مکانیکی مانند موارد زیر مرتبط است عدم تعادل and عیوب بلبرینگ، همچنین ابزاری بسیار قدرتمند برای تشخیص مشکلات درون موتورهای القایی AC است. خطاهای الکتریکی نیروهای مغناطیسی ضربانی ایجاد میکنند که باعث لرزش استاتور و روتور موتور میشوند. این ارتعاشات از طریق قاب موتور منتقل میشوند و میتوانند توسط ... تشخیص داده شوند. شتاب سنج.
کلید تشخیص خطاهای الکتریکی، جستجوی الگوهای خاص در فرکانسهای مرتبط با فرکانس خط برق (50 یا 60 هرتز) و تعداد قطبهای موتور است.
۲. خطاهای استاتور
مشکلات استاتور، مانند شل بودن آهن، شل بودن سیمپیچ یا اتصال کوتاه شدن لایهها، میتواند باعث شود که استاتور خارج از مرکز یا تحریف شود. این امر منجر به یک میدان مغناطیسی ناهموار میشود.
- امضای ارتعاش: شاخص اصلی خطای استاتور، پیک ارتعاش با دامنه بالا در ... است. دو برابر فرکانس خط (2xFL)برای یک موتور ۶۰ هرتز، این مقدار ۱۲۰ هرتز (۷۲۰۰ دور در دقیقه) و برای یک موتور ۵۰ هرتز، ۱۰۰ هرتز (۶۰۰۰ دور در دقیقه) است.
- ویژگیها: این پیک 2xFL معمولاً دامنه بسیار پایداری دارد و به بار موتور حساس نیست. لرزش اغلب در جهت پایههای نصب استاتور بیشترین مقدار را دارد.
۳. خطاهای روتور (شکستگی میلههای روتور)
ترک خوردن یا شکستن میلههای روتور یک حالت خرابی رایج در موتورهای القایی AC است. وقتی یک میله میشکند، جریان جریان در روتور را مختل میکند و باعث گرمایش موضعی و گشتاور ضربانی میشود.
- امضای ارتعاش: نشانه کلاسیک مشکلات میله روتور این است که باندهای کناری فرکانس عبور قطب (FP) در اطراف سرعت دویدن (1X) پیک و هارمونیکهای آن
- فرکانس عبور قطب (FP): این نرخی است که روتور با آن از میدان مغناطیسی دوار استاتور «میلغزد». این نرخ به صورت زیر محاسبه میشود: FP = تعداد قطبها × فرکانس لغزشفرکانس لغزش، اختلاف بین سرعت سنکرون میدان مغناطیسی و سرعت واقعی روتور است.
- ویژگیها: به دنبال یک پیک 1X با دو باند جانبی واضح باشید، یکی در (1X + FP) و دیگری در (1X – FP). با شدیدتر شدن آسیب روتور، ممکن است باندهای جانبی را در اطراف هارمونیکهای 2X و 3X نیز مشاهده کنید. برخلاف مشکلات استاتور، این مشخصه به بار بسیار حساس است. دامنه باندهای جانبی با افزایش بار موتور افزایش مییابد و ممکن است در شرایط بیباری کاملاً ناپدید شود.
۴. شکاف هوایی خارج از مرکز
شکاف هوایی، فضای خالی کوچکی بین روتور و استاتور است. اگر این شکاف در تمام اطراف یکنواخت نباشد، یک نیروی مغناطیسی نامتعادل ایجاد میکند و روتور را مجبور به ارتعاش میکند.
- خروج از مرکز استاتیک: روتور در مرکز یاتاقانها قرار گرفته است، اما هسته استاتور از حالت کروی خارج شده است. باریکترین نقطه شکاف هوایی در فضا ثابت شده است.
- خروج از مرکز پویا: خود روتور از حالت دایرهای خارج شده است، بنابراین باریکترین نقطه شکاف هوایی همراه با روتور میچرخد.
- امضای ارتعاش: هر دو نوع خروج از مرکز، باندهای کناری فرکانس عبور قطب (FP) را در اطراف پیک فرکانس خط 2X (2xFL) تولید میکنند. در موارد شدید، ممکن است الگوی پیچیدهای از باندهای کناری را در 2xFL ± FP و همچنین باندهای کناری را در اطراف هارمونیکهای سرعت کارکرد مشاهده کنید.
۵. تأیید و بهترین شیوهها
- طیف با وضوح بالا: تشخیص خطاهای الکتریکی نیاز به دقت بالایی دارد FFT spectrum برای جداسازی واضح هارمونیکهای سرعت حرکت از هارمونیکهای فرکانس خط و باندهای کناری آنها.
- بار بحرانی است: برای مشکلات مربوط به میله روتور، موتور *باید* تحت بار قابل توجهی (معمولاً بیش از 75%) باشد تا نقص قابل مشاهده باشد.
- با سایر فناوریها تأیید کنید: خطاهای الکتریکی را میتوان با استفاده از فناوریهای دیگری مانند آنالیز جریان موتور (MCA) یا ترموگرافی مادون قرمز تأیید کرد، که میتوانند گرمایش موضعی ناشی از میلههای روتور شکسته یا لایههای اتصال کوتاه را تشخیص دهند.