מהו מרווח אוויר במנועים חשמליים? מרווח קריטי • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" עבור איזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים מהו מרווח אוויר במנועים חשמליים? מרווח קריטי • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" עבור איזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים

מהו מרווח אוויר במנועים חשמליים? מרווח קריטי

פורסם על ידי admin ב-

הבנת פער אוויר במנועים חשמליים

הגדרה: מהו פער אוויר?

פער אוויר הוא המרווח הרדיאלי בין המשטח החיצוני של הרוטור למשטח הפנימי של הסטטור במנועים חשמליים וגנרטורים. חלל צר זה (בדרך כלל 0.3-2.0 מ"מ או 0.012-0.080 אינץ') מלא באוויר ומייצג את הנתיב המגנטי שדרכו מועברים כוחות אלקטרומגנטיים בין סלילי הסטטור הנייחים לרוטור המסתובב. מרווח האוויר הוא אחד הממדים הקריטיים ביותר בתכנון מנועים מכיוון שהוא משפיע ישירות על ביצועים אלקטרומגנטיים, יעילות, מקדם הספק, מומנט התנעה ורגישות ל משיכה מגנטית and רֶטֶט.

למרות היותם קטנים ונראים חסרי משמעות, לאחידותם ולגודלם של מרווחי האוויר יש השפעות עמוקות על פעולת המנוע. מרווחי אוויר לא אחידים יוצרים כוחות מגנטיים לא מאוזנים המובילים לרעידות ולבלאי מואץ של המיסבים, בעוד שפערים מוגזמים מפחיתים את היעילות ומגדילים את דרישות זרם המגנטיזציה.

מידות אופייניות של מרווח אוויר

לפי גודל מנוע

  • מנועים קטנים (< 10 כוחות סוס): 0.3-0.6 מ"מ (0.012-0.024 אינץ')
  • מנועים בינוניים (10-200 כוחות סוס): 0.5-1.2 מ"מ (0.020-0.047 אינץ')
  • מנועים גדולים (200-1000 כוחות סוס): 1.0-2.0 מ"מ (0.040-0.080 אינץ')
  • מנועים גדולים מאוד (מעל 1000 כוחות סוס): 1.5-3.0 מ"מ (0.060-0.120 אינץ')
  • מגמה כללית: למנועים גדולים יותר יש פערים מוחלטים גדולים יותר, אך פער קטן יותר כאחוז מהקוטר

לפי סוג מנוע

  • מנועי אינדוקציה: פערים גדולים יותר (0.5-2.0 מ"מ טיפוסיים)
  • מנועים סינכרוניים: בדומה למנועי אינדוקציה
  • מנועי DC: פערים קטנים מאוד באמטורה (0.3-1.0 מ"מ)
  • עיצובים יעילים במיוחד: נטו לפערים קטנים יותר לביצועים טובים יותר

חשיבותו של מרווח האוויר

ביצועים אלקטרומגנטיים

  • רתיעה של מעגל מגנטי: פער אוויר הוא אלמנט הרתיעה הגבוה ביותר במסלול המגנטי
  • זרם מגנטי: פערים קטנים יותר דורשים פחות זרם מגנטי (גורם הספק טוב יותר)
  • יְעִילוּת: פערים קטנים יותר בדרך כלל יעילים יותר (פחות הפסדי מגנטיזציה)
  • ייצור מומנט: פערים קטנים יותר מאפשרים צימוד מגנטי חזק יותר

שיקולים מכניים

  • מִרוָח: חייב להתאים לסטייה של הציר, סבילות מיסבים, צמיחה תרמית
  • מרווח בטיחות: מונע מגע בין הרוטור לסטטור במהלך רטט או תנאים חריגים
  • סבילות ייצור: חייב להיות בר השגה עם סבילות ייצור

אקסצנטריות של פער אוויר

הַגדָרָה

אקסצנטריות של מרווח אוויר היא חוסר אחידות של המרווח סביב ההיקף:

  • פער אחיד: אותו ממד בכל המיקומים הזוויתיים
  • פער אקסצנטרי: משתנה מסביב להיקף (קטן בצד אחד, גדול בצד השני)
  • קְבִיעַת כָּמוּת: אקסצנטריות = (gmax – gmin) / גיבוראז', מבוטא באחוזים
  • קָבִיל: בדרך כלל אקסצנטריות < 10% לפעולה טובה

גורמים לאקסצנטריות

  • שחיקת מיסבים: מאפשר לרוטור לפעול מחוץ למרכז
  • סבילות ייצור: קדח הסטטור או הרוטור אינם קונצנטריים לחלוטין
  • שגיאות הרכבה: פעמוני הקצה אינם מיושרים, הרוטור דרוך
  • עיוות תרמי: חימום לא אחיד משפיע על העגלגלות
  • עיוות מסגרת: רגל רכה או עיוות מסגרת עקב מתח הרכבה

השפעות של אקסצנטריות

  • משיכה מגנטית לא מאוזנת: כוח רדיאלי נטו לכיוון הצד בעל הפער הקטן
  • רטט ב-2×f: כוחות אלקטרומגנטיים פועמים
  • תדר מעבר מוט פסים צדדיים: חתימה אבחנתית בספקטרום הרטט
  • עומס יתר על המידה: עומס אסימטרי מאיץ שחיקה
  • אובדן יעילות: מעגל מגנטי לא אופטימלי

מדידת מרווח אוויר

מדידה ישירה (מנוע מפורק)

  • מדי תחושה: הכנס מדידות בין הרוטור לסטטור במספר מיקומים
  • Procedure: מדוד ב-8-12 נקודות מסביב להיקף
  • לְחַשֵׁב: אחוז ממוצע, מינימום, מקסימום ואקסצנטריות
  • כַּאֲשֵׁר: במהלך שיפוץ מנוע או החלפת מיסבים

הערכה עקיפה (מנוע הפעלה)

  • רטט ב-2×f: אמפליטודה מוגברת מצביעה על פער לא אחיד
  • פסי צד של PPF: נוכחות ואמפליטודה מתואמות עם אקסצנטריות
  • ניתוח נוכחי: השפעות שדה מגנטי נראות בספקטרום הנוכחי
  • רַעַשׁ: עוצמת זמזום אלקטרומגנטי

בעיות ופתרונות של פערי אוויר

קטן מדי (< מפרט מינימלי)

השלכות:

  • סיכון למגע בין הרוטור לסטטור כתוצאה מרעידות או סטייה
  • משיכה מגנטית גבוהה מאוד אם אקסצנטרי
  • נזק במהלך התנעה או תנודות

סיבות ופתרונות:

  • טעות ייצור → עיבוד מחדש של הרוטור או הסטטור בקדח
  • רוטור שגוי מותקן → החלף ברוטור הנכון
  • שחיקת מיסבים המאפשרת הזזת רוטור → החלפת מיסבים, ודא שהפער הותקן

גדול מדי (> מפרט מקסימלי)

השלכות:

  • יעילות מופחתת (זרם מגנטיזציה גבוה יותר)
  • מקדם הספק נמוך יותר
  • מומנט התנעה מופחת
  • זרם גבוה יותר ללא עומס

בדרך כלל פחות קריטי: יכול לפעול אך הביצועים ירדו

לא אחיד (אקסצנטרי)

הנפוצים והבעייתיים ביותר:

  • יוצר משיכה מגנטית לא מאוזנת
  • גורם לרעידות של 2×f
  • מאיץ את שחיקת המיסבים באמצעות משוב חיובי
  • פתרון: החלפת מיסבים שחוקים, תיקון עיוות שלדה, וידוא קונצנטריות הרוטור

פער אוויר באבחון מנוע

אינדיקטורים אבחנתיים

סִימפּטוֹם בעיית פער אוויר סבירה
רטט בתדר קו גבוה של 2× פער אקסצנטרי, משיכה מגנטית
פסי צד של תדר מעבר פולני פער לא אחיד
זרם גבוה ללא עומס פער מוגזם
מומנט התנעה נמוך פער מוגזם
שפשוף ראיות מרווח פערים לא מספיק
שחיקה אסימטרית של המיסבים פער אקסצנטרי יוצר UMP

מגמות וניטור

  • ניטור רעידות תדר קו כפול לאורך חיי המנוע
  • עלייה של 2×f מצביעה על התפתחות אקסצנטריות (בדרך כלל כתוצאה משחיקה של המיסב)
  • תיעוד מדידות מרווח אוויר במהלך שיפוץ
  • השווה למפרטים ולמידות קודמות
  • השתמש כקלט להחלטות החלפת מיסבים

עיצוב וייצור

פשרות בבחירת פערים

  • פער קטן יותר: יעילות, מקדם הספק ומומנט טובים יותר, אך משיכה מגנטית גבוהה יותר אם אקסצנטרי, מרווח מכני קטן יותר
  • פער גדול יותר: מרווח מכני גדול יותר, משיכה מגנטית נמוכה יותר אך יעילות נמוכה יותר, זרם מגנטיזציה גבוה יותר
  • אופטימיזציה: הפער הקטן ביותר התואם את הדרישות המכניות ויכולות הייצור

מפרט סובלנות

  • פער נומינלי שצוין בשרטוטים
  • סבילות בדרך כלל ±10-20% של נומינלי
  • מגבלות אקסצנטריות שצוינו (לעתים קרובות < 10%)
  • אימות בקרת איכות במהלך הייצור

פער אוויר הוא פרמטר בסיסי בתכנון ותפעול מנוע חשמלי. הבנת השפעותיו על הביצועים האלקטרומגנטיים, זיהוי תסמינים של בעיות פער אוויר באמצעות ניתוח רעידות, ושמירה על פער אחיד באמצעות תחזוקת מיסבים נאותה חיוניים לפעולה אמינה ויעילה של המנוע ולמניעת כשלים קטסטרופליים במגע בין הרוטור לסטטור.

← חזרה לאינדקס הראשי

קטגוריות:
וואטסאפ