Vaihtovirtamoottoreiden sähkövikojen diagnosointi tärinäanalyysin avulla
Sähköviat vaihtovirtainduktiomoottoreissa ovat vikoja magneettipiirissä — staattorissa, roottorissa tai niiden välisessä ilmaraossa — 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; nämä tärinät kulkevat moottorin rungon läpi ja vahvistetaan helposti analysaattorilla. kiihtyvyysanturi. Taito on tunnistaa syöttötaajuuteen ja moottorin napalukuun sidotut mallit.
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 luisto on jokaisen alla olevan diagnoosin taustalla.
2. Staattorin viat
Staattoriongelmat — irtonainen rauta, käämien löysyys tai oikosulussa olevat levypakat — voivat tehdä staattorista epäkeskisen tai muodonmuuttuneen ja tuottaa epätasaisen magneettikentän porauksen ympärille. Tuloksena on tyypillisesti magneettinen voima, joka sykkii kaksinkertaisella viivataajuudella.
- Värähtelysignatuuri: yleisin indikaattori on kohonnut huippu taajuudella 2× linjan taajuus (2×FL). 60 Hz moottorilla tämä on 120 Hz (7200 CPM); 50 Hz moottorilla 100 Hz (6000 CPM). Huomaa, että 2×FL -huippu ei ole yksinomainen staattorivikojen tunnus — myös syöttöjännitteen epätasapaino, ilmavälin epäkeskisyys ja rungon resonanssi voivat nostaa sitä.
- Ominaisuudet: 2×FL -huippu on yleensä tasaisempi ja vähemmän kuormitusherkkä kuin roottoritankojen tunnusmerkit, mutta sen ei voida taata olevan vakio — vahvista diagnoosi vaihevirtatarkastuksilla ja vertaamalla kuormitettua ja kuormittamatonta spektriä. Värähtely on usein suurimmillaan staattorin kiinnitysjalkojen suunnassa, որտեղ runko on jäykin sykkivää vetoa vastaan. Staattorin viat sekoitetaan helposti mekaanisiin löysyys 2× käyntinopeudella, 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.
- Värähtelysignatuuri: klassinen merkki rikkoutuneet roottorin sauvat on napapassitaajuus (FP) sivunauhat joka ulottuu toiselle puolelle pyörimisnopeus (1×) huippu ja sen yliaallot.
- Napapassitaajuus (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 magneettinen vetovoimainen roottori. magneettinen vetovoima joka pakottaa roottorin värähtelemään.
- Staattinen eksentrisyys: roottori pyörii keskitetysti laakereissaan, mutta staattorin ydin on epäpyöreä, joten aukon kapein kohta pysyy paikallaan.
- Dynaaminen eksentrisyys: itse roottori on epäpyöreä tai epäkeskinen, joten raon kapein kohta pyörii roottorin mukana — tämä tila liittyy läheisesti seuraaviin seikkoihin. roottorin epäkeskisyys.
- Värähtelysignatuuri: staattinen epäkeskisyys nostaa tyypillisesti tasaisen huipun taajuudella 2×FL, because the narrow-gap point does not move. Dynamic eccentricity modulates the gap as the rotor turns, producing vibration at 1× running speed and pole-pass-frequency sidebands — at 2×FL ± FP ja pyörimisnopeuden harmonisten ympärillä. Käytännössä nämä kaksi esiintyvät usein yhdessä muodostaen monimutkaisen yhdistelmäkuvion.
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 käyntinopeuden harmoniset yliaallot voidaan erottaa verkkotaajuuden harmonisista yliaalloista ja niiden lähekkäisistä sivukaistoista. A zoom FFT on usein ainoa tapa ratkaista liukutaajuussivukaistat puhtaasti.
- Kuormitus on kriittinen: roottorisauvaongelmissa 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-staattoripiikin merkitseminen on helppoa.L staattorin huippuarvot tai kuormituksesta riippuvaiset napapassitaajuuden 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 moottorivirtasignatuurin analyysillä (MCSA) tai infrapunalämpökuvaus, joka paljastaa katkenneiden roottorisauvojen tai oikosuljettujen laminaattien aiheuttaman paikallisen kuumenemisen. Ristiintaulukointi laajemman perheen moottoriviat vältetään sähköisen vian sekoittaminen mekaaniseen vikaan.
