Vaihtovirtamoottoreiden sähkövikojen diagnosointi tärinäanalyysin avulla
Sähköviat vaihtovirtainduktiomoottoreissa ovat vikoja magneettipiirissä - staattorissa, roottorissa tai niiden välisessä ilmavälissä - jotka ilmenevät värähtelynä. Vaikka värähtelyanalyysi liittyy useimmiten mekaanisiin ongelmiin, kuten epätasapaino ja laakeriviat, se on myös tehokas tapa löytää sähkövikoja. Sähköviat synnyttävät sykkiviä magneettivoimia, jotka saavat staattorin ja roottorin värähtelemään. kiihtyvyysanturi. Taito on tunnistaa syöttötaajuuteen ja moottorin napalukuun sidotut kuviot.
1. Johdanto: Sähköviat tärinän lähteenä
Sähkövikojen diagnosoinnissa keskeistä on etsiä tiettyjä piikkejä taajuuksilla, jotka liittyvät sähköverkon taajuuteen - 50 Hz tai 60 Hz alueesta riippuen - ja moottorin napojen lukumäärään. Koska nämä voimat ovat pikemminkin magneettisia kuin puhtaasti mekaanisia, ne eroavat tavallisista mekaanisista vioista kahdella tavalla: niiden taajuudet kytkeytyvät pikemminkin syöttöverkkoon kuin akselin kierroslukuun, ja monet niistä muuttuvat moottorin kuormituksen mukaan. Klassinen diagnoositesti on kuorman pudottaminen ja spektrin tarkkailu; huippu, joka romahtaa, kun kuorma poistetaan, on lähes varmasti sähköistä alkuperää. Selkeä käsitys sähkötaajuus ja moottorin lipsahdus on jokaisen alla olevan diagnoosin taustalla.
2. Staattorin viat
Staattoriongelmat - löysä rauta, kelan löysyys tai oikosulku laminoissa - voivat tehdä staattorista epäkeskisen tai vääristyneen, jolloin magneettikenttä on epätasainen reiän ympärillä. Tuloksena on magneettivoima, joka sykkii kaksi kertaa verkkotaajuudella.
- Tärinän allekirjoitus: ensisijainen indikaattori on korkea-amplitudinen huippu klo 2× linjan taajuus (2×FL)60 Hz:n moottorilla tämä on 120 Hz (7200 CPM). 50 Hz:n moottorilla tämä on 100 Hz (6000 CPM).
- Ominaisuudet: 2×FL huippu on tyypillisesti amplitudiltaan hyvin tasainen ja kuorman suhteen pitkälti epäherkkä. Värähtely on usein voimakkainta staattorin kiinnitysjalkojen suunnassa, jossa runko on jäykin sykkivää vetoa vastaan. Staattorin viat sekoitetaan helposti mekaanisiin löysyys 2 × ajonopeudella, joten kuormitustestillä ja tarkalla taajuuslukemalla on merkitystä.
3. Roottorin viat (rikkinäiset roottorin sauvat)
Roottoripalkkien halkeamat tai rikkoutumiset ovat yleinen vika vaihtovirtamoottoreissa. Kun palkki murtuu, se häiritsee virran kulkua roottorihäkissä, mikä aiheuttaa paikallista kuumenemista ja sykkivää vääntömomenttia, joka moduloi käyntinopeuden värähtelyä.
- Tärinän allekirjoitus: klassinen merkki rikkoutuneet roottorin sauvat on navan läpäisykerrointaajuus (FP) sivunauhat joka ulottuu toiselle puolelle juoksunopeus (1×) huippu ja sen harmoniset.
- Navan läpimenotaajuus (FP): nopeus, jolla roottori liukuu pyörivän magneettikentän ohi, laskettuna seuraavasti FP = napojen lukumäärä × liukutaajuus, jossa liukutaajuus on kentän synkroninopeuden ja akselin todellisen nopeuden välinen erotus.
- Ominaisuudet: etsitään 1× huippua, jota reunustaa kaksi selkeää sivukaistaa, joista toinen on (1× + FP) ja yksi (1× - FP). Vaurion pahentuessa myös 2×- ja 3×-harmonioiden ympärille ilmestyy sivukaistoja. Toisin kuin staattoriviat, tämä piirre on erittäin kuormitusherkkä - sivukaistat kasvavat kuormituksen kasvaessa ja voivat kadota kokonaan kuormittamattomana.
4. Epäkeskinen ilmarako
The ilmarako on roottorin ja staattorin välinen pieni välys. Jos se ei ole tasainen ympäri reiän, tuloksena on epätasapainoinen roottori. magneettinen vetovoima joka pakottaa roottorin värähtelemään.
- Staattinen eksentrisyys: roottori pyörii keskitetysti laakereissaan, mutta staattorin ydin on epäkesko, joten aukon kapein kohta on kiinteä avaruudessa.
- Dynaaminen eksentrisyys: itse roottori on epäkeskinen tai epäkeskinen, joten raon kapein kohta pyörii roottorin mukana - tämä tila liittyy läheisesti seuraaviin seikkoihin. roottorin epäkeskisyys.
- Tärinän allekirjoitus: Molemmat muodot tuottavat 2×F:n ympärille napapass-taajuisia sivukaistojaL huippu. Vaikeissa tapauksissa syntyy monimutkainen kuvio, jossa sivukaistat ovat 2 × FL ± FP sekä ajonopeuden harmonisten yliaaltojen ympärillä.
5. Vahvistus ja parhaat käytännöt
Sähköiset viat ovat spektrissä lähellä käyntinopeuskomponentteja, joten niiden erottaminen toisistaan edellyttää kurinalaista mittausta.
- Korkean resoluution spektri: sähkövikojen diagnosointi vaatii korkean resoluution laitteistoa. FFT-spektri jossa on riittävästi linjoja, jotta juoksunopeuden harmoniset yliaallot voidaan erottaa linjataajuuden harmonisista yliaalloista ja niiden lähekkäisistä sivukaistoista. A zoom FFT on usein ainoa tapa ratkaista liukutaajuussivukaistat puhtaasti.
- Kuormitus on kriittinen: roottoripalkkiongelmissa moottorin on oltava huomattavan kuormitettu - tyypillisesti yli 75% - jotta vika ilmenisi. Kuorman muuttaminen ja samalla piikkien tarkkailu on luotettavin keino erottaa sähköiset ja mekaaniset syyt toisistaan.
- Sieppaa se kentällä: kannettava kaksikanavainen analysaattori, kuten esimerkiksi Balanset-1A tallentaa spektrin ja synkronoidun käyntinopeuden paikallaan olevalle moottorille, joten 2×F:n merkitseminen on helppoa.L staattorin huippuarvot tai kuormituksesta riippuvaiset napapassin sivukaistat ennen kuin ryhdytään purkamiseen - ja jos todellinen syyllinen osoittautuu mekaaniseksi epätasapainoksi, on tarpeen tasapainottaa roottori samalla käynnillä.
- Vahvista muiden tekniikoiden kanssa: diagnoosit voidaan vahvistaa moottorivirran allekirjoitusten analyysillä (MCSA) tai infrapunalämpökuvaus, joka paljastaa katkenneiden tankojen tai oikosulkujen aiheuttaman paikallisen kuumenemisen. Ristiintaulukointi laajemman perheen moottoriviat vältetään sähköisen vian sekoittaminen mekaaniseen vikaan.
