Vaihtovirtamoottoreiden sähkövikojen diagnosointi

1. Johdanto: Sähköviat tärinän lähteenä

Vaikka värähtelyanalyysi liittyy tyypillisesti mekaanisiin vikoihin, kuten epätasapaino ja laakeriviat, se on myös erittäin tehokas työkalu AC-induktiomoottoreiden ongelmien havaitsemiseen. Sähköviat synnyttävät sykkiviä magneettisia voimia, jotka saavat moottorin staattorin ja roottorin värähtelemään. Nämä värähtelyt välittyvät moottorin rungon läpi ja ne voidaan havaita kiihtyvyysanturi.

Sähkövikojen diagnosoinnin avain on etsiä tiettyjä kaavoja taajuuksilla, jotka liittyvät sähkölinjan taajuuteen (50 tai 60 Hz) ja moottorin napojen lukumäärään.

2. Staattorin viat

Staattoriongelmat, kuten irtonainen rauta, löysä kela tai oikosulku laminoinnissa, voivat aiheuttaa staattorin epäkeskisyyden tai vääntymisen. Tämä johtaa epätasaiseen magneettikenttään.

• Tärinän tunnus: Staattorivian ensisijainen merkki on suuren amplitudin värähtelyhuippu kohdassa 2 kertaa linjataajuus (2xFL)60 Hz:n moottorilla tämä on 120 Hz (7200 CPM). 50 Hz:n moottorilla tämä on 100 Hz (6000 CPM).
• Ominaisuudet: Tämä 2xFL-piikki on tyypillisesti amplitudiltaan hyvin tasainen eikä ole herkkä moottorin kuormitukselle. Tärinä on usein voimakkainta staattorin kiinnitysjalkojen suunnassa.

3. Roottorin viat (rikkinäiset roottorin sauvat)

Haljenneet tai rikkoutuneet roottorisauvat ovat yleinen vikaantumistapa vaihtovirtainduktiomoottoreissa. Kun tanko rikkoutuu, se häiritsee virran kulkua roottorissa, aiheuttaen paikallista kuumenemista ja sykkivää vääntömomenttia.

• Tärinän tunnus: Klassinen merkki roottorinvarren ongelmista on napapäästötaajuuden (FP) sivukaistat ympäri juoksunopeus (1X) huippu ja sen harmoniset yliaallot.
• Tangon läpimenotaajuus (FP): Tämä on nopeus, jolla roottori "liukuu" staattorin pyörivän magneettikentän ohi. Se lasketaan seuraavasti: FP = Napojen lukumäärä × LiukutaajuusLuistotaajuus on magneettikentän synkronisen nopeuden ja roottorin todellisen käyntinopeuden välinen erotus.
• Ominaisuudet: Etsi 1X-piikkiä, jossa on kaksi selkeää sivukaistaa, toinen kohdassa (1X + FP) ja toinen kohdassa (1X – FP). Roottorin vaurion pahentuessa saatat nähdä sivukaistoja myös 2X- ja 3X-harmonisten ympärillä. Toisin kuin staattoriongelmissa, tämä ominaispiirre on erittäin herkkä kuormitukselle. Sivukaistojen amplitudi kasvaa moottorin kuormituksen kasvaessa ja ne voivat kadota kokonaan kuormittamattomissa olosuhteissa.

4. Epäkeskinen ilmarako

Ilmarako on pieni rako roottorin ja staattorin välillä. Jos tämä rako ei ole tasainen koko matkalta, se luo epätasapainoisen magneettisen vetovoiman, joka pakottaa roottorin värähtelemään.

• Staattinen epäkeskisyys: Roottori on keskellä laakereissa, mutta staattorin ydin on epäpyöreä. Ilmaraon kapein kohta on kiinteä.
• Dynaaminen epäkeskisyys: Roottori itsessään on epäpyöreä, joten ilmaraon kapein kohta pyörii roottorin mukana.
• Tärinän tunnus: Molemmat epäkeskisyystyypit tuottavat napapäästötaajuuden (FP) sivukaistoja 2X linjataajuuden (2xFL) huipun ympärillä. Vaikeissa tapauksissa saatat nähdä monimutkaisen sivukaistojen kuvion kohdassa 2xFL ± FP ja myös sivukaistoja käyntinopeuden harmonisten ympärillä.

5. Vahvistus ja parhaat käytännöt

• Korkean resoluution spektri: Sähkövikojen diagnosointi vaatii korkean resoluution FFT-spektri erottaakseen selkeästi käyntinopeuden harmoniset yliaallot verkkotaajuuden harmonisista yliaalloista ja niiden sivukaistoista.
• Kuorma on kriittinen: Roottoritangon ongelmien ilmetessä moottorin *täytyy* olla merkittävän kuormituksen alainen (yleensä >75%), jotta vika on näkyvissä.
• Vahvista muilla tekniikoilla: Sähköviat voidaan varmistaa muilla tekniikoilla, kuten moottorin virta-analyysillä (MCA) tai infrapunatermografialla, jotka voivat havaita rikkoutuneiden roottoritankojen tai oikosulkujen aiheuttaman paikallisen kuumenemisen.

← Takaisin päähakemistoon