Rikkoutuneiden roottorin tankojen ymmärtäminen
Määritelmä: Mitä ovat rikkoutuneet roottorin sauvat?
Rikkoutuneet roottorin palkit ovat oikosulkumoottorin roottoreiden johdintankojen täydellisiä murtumia. Tämä on pohjimmiltaan sama tilanne kuin roottorin tangon viat mutta korostaa erityisesti tangon täydellistä rikkoutumista halkeamien tai suuriresistanssisten liitosten sijaan. Kun yksi tai useampi tanko rikkoutuu, sähkövirta ei pääse kulkemaan niiden läpi, mikä luo sähkömagneettista epäsymmetriaa, joka tuottaa ominaispiirteitä tärinä ja nykyiset allekirjoitukset sivunauhat klo liukumistaajuus etäisyys juoksunopeuden ympärillä.
Rikkoutuneet roottorisauvat ovat erityisen salakavalia, koska ne aiheuttavat ketjureaktion: yksi rikkoutunut tanko lisää virtaa ja jännitystä vierekkäisissä tangoissa, mikä aiheuttaa niiden asteittaisen vikaantumisen. Jos vikaa ei havaita ajoissa (yksi rikkoutunut tanko), tila voi nopeasti pahentua useiden rikkoutuneiden tankojen ja katastrofaalisen roottorin rikkoutumisen muodossa, joka vaatii moottorin vaihtoa.
Kuinka roottorin tangot rikkoutuvat
Lämpöväsymys (yleisin)
Toistuvat lämmitys- ja jäähdytysjaksot:
- Käynnistysvirta: Moottorin käynnistyksen aikana roottorin virta 5-7 × normaali (lukittunut roottoritila)
- Lämpölaajeneminen: Alumiinitangot laajenevat merkittävästi (kerroin 23 µm/m/°C)
- Rajoitus: Rautaydin laajenee vähemmän (12 µm/m/°C), mikä rajoittaa tangon laajenemista
- Korostaa: Differentiaalinen laajeneminen luo lämpöjännitystä tankoihin
- Väsymys: Toistuvat käynnistyssyklit aiheuttavat matalasyklistä väsymystä
- Halkeaman alkaminen: Tyypillisesti tangon ja pään välisen renkaan liitoskohdassa (korkean rasituksen piste)
Mekaaninen rasitus
- Keskipakoisvoimat suurilla nopeuksilla
- Sähkömagneettiset voimat käytön ja käynnistyksen aikana
- Ulkoisista lähteistä johtuva tärinä
- Shokkikuormitus käynnistysten tai kuormituksen muutosten aikana
Valmistusvirheet
- Huokoisuus: Tyhjiä valetuissa alumiiniroottoreissa
- Huono liimautuminen: Riittämätön tangon ja ytimen välinen liimaus
- Sisältyvät materiaalit: Valukappaleiden epäpuhtaudet
- Heikot päätyrengasliitokset: Huonot tangon ja päiden väliset rengasliitännät
Käyttöolosuhteet
- Usein käynnistys: Jokainen käynnistys on lämpö- ja mekaaninen rasitustapahtuma
- Suuren inertian kuormat: Pitkät kiihdytysajat lisäävät tangon rasitusta
- Peruutuspalvelu: Tulppaaminen luo äärimmäisiä virtoja
- Yksivaiheinen: Yhden vaiheen menetyksellä käyttö ylikuormittaa roottorin sauvoja
Sivukaistan tyypillinen tunnusmerkki
Miksi sivunauhat ilmestyvät
Erityinen diagnostinen malli:
- Rikkoutunut tanko ei voi kuljettaa virtaa, mikä aiheuttaa sähköistä epäsymmetriaa
- Epäsymmetria pyörii luistotaajuudella (ero synkronisen ja roottorin nopeuden välillä)
- Luo vääntömomenttipulssin 2× luistotaajuudella
- Vääntömomentin pulssi moduloi mekaanisesta epätasapainosta johtuvaa 1× värähtelyä
- Tulos: sivukaistat ajonopeudella ± luistotaajuusvälit
Värähtelykuvio
- Keskihuippu: 1 × juoksunopeus (fr)
- Alempi sivunauha: fr – fs (jossa fs = luistotaajuus)
- Ylempi sivunauha: fr + fs
- Useita sivukaistoja: fr ± 2fs, fr ± 3fs vakavuuden kasvaessa
- Symmetria: Sivukaistat symmetriset 1× piikin ympärillä
Esimerkki
4-napainen, 60 Hz:n moottori täydellä kuormalla:
- Synkroninen nopeus: 1800 rpm
- Todellinen nopeus: 1750 RPM (29,17 Hz)
- Luisto: 50 RPM (0,833 Hz)
- Tärinähuiput: 28,3 Hz, 29,17 Hz, 30,0 Hz
- Rikkoutunut palkki vahvistettu symmetrisillä sivukaistoilla ±0,833 Hz:n taajuudella
Nykyinen allekirjoitus (MCSA)
Moottorin virran analyysi osoittaa samanlaista kaavaa:
- Keskihuippu: Linjataajuus (50 tai 60 Hz)
- Sivunauhat: flinja ± 2fs (huom: 2× luistotaajuus virrassa, ei 1×)
- Esimerkki: 60 Hz:n moottori, jossa on 1 Hz:n luisto → sivukaistat taajuuksilla 58 Hz ja 62 Hz
- Etu: Ei-invasiivinen, voi valvoa jatkuvasti
- Herkkyys: Havaitsee usein rikkoutuneet tangot ennen tärinää
Etenemisvaiheet
Yksi rikkinäinen palkki
- Pieniä sivunauhoja ilmestyy (20-40%, 1× huippu)
- Lievää vääntömomentin pulsaatiota (ei välttämättä havaittavissa)
- Moottorin suorituskyky lähes normaali
- Voidaan käyttää kuukausia valvonnan avulla
- Vaihtoa kannattaa suunnitella
Useita vierekkäisiä rikkoutuneita palkkeja
- Vahvat sivunauhat (> 50% 1× piikin pituudesta)
- Huomattavaa vääntömomentin pulsaatiota
- Lisääntynyt liukuminen ja lämpötila
- Eteneminen kiihtyy vierekkäisten tankojen ylikuumentuessa
- Korvaus kiireellinen (viikon aikataulu)
Vakava tila
- Sivukaistat voivat ylittää 1× huippuamplitudin
- Voimakas vääntömomentin pulssi, joka vaikuttaa käytettävään laitteistoon
- Korkea tärinä ja lämpötila
- Päätyrenkaan pettämisen tai roottorin täydellisen rikkoutumisen riski
- Välitön vaihto vaaditaan
Havaitsemisen parhaat käytännöt
Tärinäanalyysi
- Käytä korkean resoluution FFT:tä (< 0,2 Hz:n resoluutio) sivukaistojen ratkaisemiseksi
- Testaa moottori kuormitettuna (sivuvyöhykkeet näkyvät paremmin virran kulun aikana)
- Laske moottorin odotettu luistotaajuus
- Etsi symmetristen sivukaistojen spektri ±fs:llä noin 1×
- Trendisivukaistan amplitudi ajan kuluessa
MCSA-testaus
- Kiinnitä virtapihdit moottorin johtoihin
- Hanki virran aaltomuoto ja laske FFT
- Etsi sivukaistoja kohdassa fline ± 2fs
- Vertaa terveen motorisen tilan lähtötasoon
- Voi havaita ennen kuin tärinän oireet häviävät
Korjaavat toimenpiteet
Välitön vastaus
- Lisää seurantatiheyttä (kuukausittain → viikoittain → päivittäin)
- Radan sivukaistan amplitudin kasvunopeus
- Tilaa varamoottori tai suunnittele roottorin vaihto
- Lyhennä käyttösuhdetta, jos mahdollista (minimoi käynnistykset)
- Dokumentoi edistyminen vika-analyysiä varten
Korjausvaihtoehdot
- Roottorin vaihto: Luotettavin suurille moottoreille (> 100 hv)
- Roottorin uudelleenvalu: Erikoisliikkeet voivat valaa alumiiniroottorit uudelleen
- Moottorin vaihto: Usein taloudellisin pienille moottoreille (< 50 hv)
- Perimmäisen syyn selvittäminen: Selvitä, miksi palkit rikkoutuivat, jotta estetään toistuminen
Ennaltaehkäisy
- Käytä pehmokäynnistimiä tai taajuusmuuttajia käynnistysvirran ja lämpörasituksen vähentämiseksi
- Rajoita kytkentätiheyttä suurihitaisilla kuormilla
- Määritä moottorit, jotka on mitoitettu todelliselle käyttöjaksolle (usein käynnistyvät moottorit korkean käyttöjakson käyttöön)
- Varmista moottorin riittävä tuuletus ja jäähdytys
- Suojaa yksivaiheisilta olosuhteilta
Rikkoutuneet roottorisauvat aiheuttavat vain 10–151 TP3T moottorin vioista, mutta niillä on tunnusomaiset luistotaajuussivukaistaominaisuudet, jotka mahdollistavat luotettavan varhaisen havaitsemisen tärinä- tai virta-analyysin avulla. Lämpöväsymismekanismin ymmärtäminen, ominaisen sivukaistakuvion tunnistaminen ja kunnonvalvonnan toteuttaminen mahdollistavat suunnitellun moottorin vaihdon ennen kuin yksittäisten sauvojen viat kehittyvät katastrofaalisiksi useiden sauvojen vioiksi ja pitkittyneiksi suunnittelemattomiksi seisokeiksi.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 