درک عیوب استاتور در موتورهای الکتریکی

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,347.12 قیمت اصلی $2,347.12 بود.$1,901.46قیمت فعلی $1,901.46 است.

Parts

Vibration sensor

$106.96 قیمت اصلی $106.96 بود.$71.30قیمت فعلی $71.30 است.

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$147.36 قیمت اصلی $147.36 بود.$83.19قیمت فعلی $83.19 است.

Devices

Balanset-4

$8,084.78

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.67

Parts

Reflective tape

$11.88

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,061.90 قیمت اصلی $2,061.90 بود.$1,663.78قیمت فعلی $1,663.78 است.

تعریف: عیوب استاتور چیست؟

نقص‌های استاتور خطاهایی در سیم‌پیچ‌های ثابت و هسته موتورهای الکتریکی، از جمله شکست عایق، اتصال کوتاه حلقه به حلقه، خطاهای فاز به فاز، خطاهای زمین، آلودگی سیم‌پیچ و آسیب لایه لایه شدن هستند. خطاهای سیم‌پیچ استاتور 30-40% از کل خطاهای موتور را تشکیل می‌دهند و آنها را به دومین نقص رایج موتور پس از ... تبدیل می‌کنند. خرابی بلبرینگ. مشکلات استاتور باعث ایجاد عدم تعادل الکترومغناطیسی مشخصی می‌شود که تولید می‌کند. لرزش با دو برابر فرکانس خط (۱۲۰ هرتز برای موتورهای ۶۰ هرتز، ۱۰۰ هرتز برای موتورهای ۵۰ هرتز) و می‌توان آن را از طریق عدم تعادل جریان، تصویربرداری حرارتی و آزمایش مقاومت عایق تشخیص داد.

درک نقص‌های استاتور بسیار مهم است زیرا آنها اغلب به آرامی در طول ماه‌ها یا سال‌ها ایجاد می‌شوند و فرصتی برای تشخیص زودهنگام فراهم می‌کنند، اما در صورت عدم رسیدگی می‌توانند به خرابی‌های فاجعه‌بار شامل آتش‌سوزی، آسیب گسترده به موتور یا خطرات ایمنی منجر شوند.

انواع نقص استاتور

۱. خرابی عایق

شلوارک‌های نوبتی

• Description: عایق بین حلقه‌های مجاور در یک سیم‌پیچ از کار می‌افتد
• اثر: اتصال کوتاه شدن سیم‌پیچ‌ها جریان اضافی را منتقل می‌کند و باعث ایجاد گرمای موضعی می‌شود
• پیشرفت: از کم شروع می‌شود و به تدریج نوبت‌های بیشتری را شامل می‌شود
• تشخیص: عدم تعادل جریان، نقاط داغ در تصویربرداری حرارتی، ارتعاش ۲×f بالا
• رایج‌ترین: عامل اکثر خرابی‌های استاتور است

خطاهای فاز به فاز

• Description: خرابی عایق بین فازهای مختلف
• اثر: می‌تواند باعث از کار افتادن یا آسیب فوری موتور شود
• شدت: شدیدتر از شورت‌های نوبتی
• تشخیص: عدم تعادل جریان زیاد، ممکن است باعث تریپ محافظ جریان بیش از حد شود

خطاهای زمین (فاز به قاب)

• Description: عایق سیم پیچ به قاب موتور خراب است
• مسئله ایمنی: می‌تواند به بدنه موتور انرژی بدهد و خطر برق گرفتگی ایجاد کند
• تشخیص: تریپ‌های حفاظت از خطای زمین، آزمایش مقاومت عایقی
• علل: فرسودگی عایق، آلودگی، آسیب مکانیکی، رطوبت

۲. آسیب فیزیکی ناشی از سیم‌پیچ

• آسیب مکانیکی: کویل‌ها در حین نصب یا نگهداری آسیب دیده‌اند
• آسیب حرارتی: گرمای بیش از حد باعث تخریب عایق و مس می‌شود
• آلودگی: روغن، مواد شیمیایی یا گرد و غبار رسانا روی سیم‌پیچ‌ها
• آسیب رطوبتی: ورود آب باعث ایجاد ردپا و اتصال کوتاه می‌شود
• آسیب کرونا: ولتاژ بالا باعث یونیزاسیون هوا و فرسایش عایق می‌شود

۳. مشکلات لایه لایه شدن

• اتصال کوتاه شدن لایه‌های هسته (کاهش راندمان، گرمایش)
• لایه‌های آسیب‌دیده یا شل
• جابجایی یا تغییر مکان هسته
• ایجاد تلفات جریان گردابی و نقاط داغ

علل خرابی استاتور

تخریب حرارتی

• اضافه بار: جریان بیش از حد سیم‌پیچ‌های گرمایشی فراتر از مقدار عایق‌بندی
• خنک‌کننده مسدود شده: تهویه نامناسب، پیری حرارتی را تسریع می‌کند
• دمای محیط: دمای بالای محیط، اثربخشی خنک‌کننده را کاهش می‌دهد
• شروع مکرر: جریان‌های هجومی در طول استارت‌ها باعث ایجاد تنش حرارتی می‌شوند
• عمر عایق: هر 10 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای نامی، عمر عایق را نصف می‌کند.

تنش‌های الکتریکی

• نوسانات ولتاژ: صاعقه، گذراهای سوئیچینگ و ایجاد تنش در عایق
• عدم تعادل ولتاژ: ولتاژهای فاز نابرابر که باعث جریان‌های گردشی می‌شوند
• اضافه ولتاژ: کار کردن در ولتاژ بالاتر از ولتاژ نامی
• اثرات VFD: dV/dt بالا از سوئیچینگ PWM که به عایق حمله می‌کند

آلودگی و محیط زیست

• رطوبت: رطوبت یا نفوذ آب باعث کاهش مقاومت عایق می‌شود
• گرد و غبار رسانا: عایق پل‌زننده ذرات فلزی یا گرد و غبار کربن
• مواد شیمیایی: بخارات خورنده یا حلال که به عایق حمله می‌کنند
• روغن و گریس: فرآورده‌های نفتی، عایق‌های آلی را تخریب می‌کنند

علل مکانیکی

• لرزش: عایق سایشی ناشی از لرزش بیش از حد
• چرخه حرارتی: عایق در برابر انبساط/انقباض، خم شدن و ترک خوردن
• ضربات روتور: تماس روتور به سیم پیچ های استاتور آسیب می رساند
• آسیب نصب: برخورد نامناسب هنگام سیم پیچی مجدد یا تعویض

امضای ارتعاش

شاخص اصلی: ۲× فرکانس خط

مشخصه مشکلات استاتور:

• فرکانس: ۱۲۰ هرتز (سیستم‌های ۶۰ هرتز) یا ۱۰۰ هرتز (سیستم‌های ۵۰ هرتز)
• مکانیسم: عدم تعادل نیروی الکترومغناطیسی ناشی از میدان مغناطیسی نامتقارن
• موتورهای معمولی: ۲×f وجود دارد اما دامنه کم (< 10% از 1×)
• عیوب استاتور: دامنه ۲×f افزایش یافته (> 20-50% از ۱× یا بالاتر)
• پیشرفت: با بدتر شدن عیب، دامنه افزایش می‌یابد

اجزای اضافی

• فرکانس خط (1×f) ممکن است افزایش یابد
• هارمونیک‌های بالاتر (۴×f، ۶×f) می‌توانند ظاهر شوند
• سطح کلی ارتعاش ممکن است افزایش یابد
• نویز الکترومغناطیسی قابل شنیدن مانند هوم ۱۲۰/۱۰۰ هرتز

روش‌های تشخیص

تحلیل ارتعاشات

• دامنه و روند فرکانس خط 2× را رصد کنید
• مقایسه با موتورهای پایه یا مشابه
• هشدار در صورت لرزش سرعت چرخش ۱×f > 30%
• روند افزایشی در طول زمان، گسل پیش‌رونده را تأیید می‌کند

اندازه‌گیری‌های جریان

• تعادل جریان فاز: جریان را در هر فاز اندازه‌گیری کنید
• عدم تعادل > 10%: مشکل سیم پیچ را نشان می دهد
• کلمپ متر: اندازه‌گیری ساده میدان
• آنالایزر کیفیت توان: تحلیل دقیق شکل موج جریان

تست مقاومت عایقی

• مگا اهم متر (میگر): اندازه‌گیری مقاومت سیم‌پیچ نسبت به زمین
• پذیرش: معمولاً > ۱ مگا اهم در هر کیلوولت + حداقل ۱ مگا اهم
• پرطرفدار: کاهش مقادیر نشان دهنده وخامت است
• شاخص قطبش: نسبت مطالعه ۱۰ دقیقه / ۱ دقیقه (> ۲.۰ خوب،, < 2.0 مشکوک)

تصویربرداری حرارتی

• دوربین مادون قرمز نقاط داغ روی قاب موتور را نشان می‌دهد
• گرمایش موضعی، محل عیب سیم‌پیچ را نشان می‌دهد
• عدم تعادل دما بین فازها
• می‌تواند قبل از اینکه آزمایش‌های الکتریکی مشکلات را نشان دهند، عیوب در حال توسعه را تشخیص دهد

تست سرج

• اعمال پالس ولتاژ، مقایسه پاسخ‌های فاز
• تشخیص اتصال کوتاه‌های چرخشی که در سایر تست‌ها قابل مشاهده نیستند
• نیاز به تجهیزات تخصصی
• اغلب در تعمیرگاه‌های خودرو برای تأیید کیفیت استفاده می‌شود

پیشرفت و پیامدها

مرحله اولیه

• کاهش جزئی مقاومت عایقی
• عدم تعادل جریان کوچک (< 5%)
• افزایش جزئی ارتعاش ۲×f
• ممکن است فقط از طریق آزمایش‌های حساس قابل تشخیص باشد

مرحله متوسط

• عدم تعادل جریان را برطرف کنید (5-15%)
• ارتعاش بالا ۲×f (۲۰-۵۰۱TP۳T از ۱×)
• نقاط داغ قابل مشاهده در تصویربرداری حرارتی
• مقاومت عایق در حال کاهش است

مرحله پیشرفته

• عدم تعادل جریان زیاد (> 15%)
• ارتعاش بسیار زیاد 2×f
• گرمای بیش از حد آشکار
• مقاومت عایقی کم
• خطر شکست فوری

شکست فاجعه‌بار

• فرسودگی کامل سیم پیچ
• آتش‌سوزی یا دود احتمالی
• قطع شدن محافظ یا سوختن فیوز
• آسیب گسترده موتور که نیاز به سیم پیچی مجدد یا تعویض دارد

اقدامات اصلاحی

پس از تشخیص

• افزایش دفعات نظارت بر اساس شدت
• در صورت امکان، شدت عملیات (بار کمتر، چرخه کاری) را کاهش دهید
• برنامه‌ریزی برای تعویض یا سیم‌پیچی مجدد موتور
• بررسی ریشه‌ای علت برای جلوگیری از تکرار

گزینه‌های تعمیر

• سیم پیچی موتور: سیم‌پیچ‌های استاتور را تعویض کنید (موتورهای بزرگ، > 100 اسب بخار که معمولاً اقتصادی هستند)
• تعویض موتور: برای موتورهای کوچک اقتصادی‌تر است (معمولاً کمتر از ۵۰ اسب بخار)
• تعویض کویل: در برخی طرح‌ها، تعویض کویل به صورت جداگانه امکان‌پذیر است
• عملیات موقت: خطاهای مراحل اولیه ممکن است امکان ادامه کار با نظارت دقیق را فراهم کنند.

پیشگیری

• در محدوده ولتاژ، جریان و دمای نامی کار کند
• تهویه و خنک‌کننده‌ی مناسب را فراهم کنید
• محافظت در برابر آلودگی (محفظه‌ها، آب‌بندی)
• استفاده از محافظ ولتاژ برای موتورهای حساس
• آزمایش عایق‌بندی دوره‌ای (برای موتورهای حساس، سالانه)
• بررسی‌های حرارتی برای شناسایی نقاط داغ در حال توسعه

نقص‌های استاتور نشان‌دهنده‌ی یک حالت خرابی عمده در موتور هستند که اغلب می‌توان آن‌ها را از طریق استفاده‌ی ترکیبی از پایش ارتعاش (فرکانس خط ۲×)، تحلیل جریان، تصویربرداری حرارتی و آزمایش الکتریکی دوره‌ای، در مراحل اولیه تشخیص داد. درک روند پیشرفت از زوال جزئی عایق تا خرابی فاجعه‌بار سیم‌پیچ، امکان ایجاد استراتژی‌های تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده را فراهم می‌کند که از خرابی‌های موتور جلوگیری کرده و تصمیمات مربوط به تعمیر در مقابل تعویض را بهینه می‌کند.

---

← بازگشت به فهرست اصلی