הבנת פגמים במנוע חשמלי
הגדרה: מהם פגמים מוטוריים?
פגמים במנוע תקלות וכשלים במנועים חשמליים, כולל בעיות מכניות (כשלים במיסבים, מגע בין הרוטור לסטטור, בעיות בציר), בעיות אלקטרומגנטיות (מוטות רוטור שבורים, כשלים בסלילי הסטטור, אי סדרים במרווחי אוויר), ובעיות אלקטרומכניות משולבות. פגמים אלה יוצרים מאפיינים רֶטֶט וחתימות חשמליות שניתן לזהות באמצעות vibration analysis, ניתוח חתימת זרם מנוע (MCSA) והדמיה תרמית.
מנועים חשמליים הם בין המכונות הנפוצות ביותר במתקנים תעשייתיים, וכשלים בהם גורמים להשבתה בלתי מתוכננת משמעותית ועלויות תחזוקה. הבנת מצבי תקלה וטכניקות אבחון ספציפיות למנוע מאפשרת גילוי מוקדם ותחזוקה מתוכננת, מניעת כשלים קטסטרופליים וממטב את אמינות המנוע.
קטגוריות של פגמים מוטוריים
1. פגמים מכניים (נפוצים בכל המכונות המסתובבות)
- לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָל: אסימטריה של מסת הרוטור, רטט של × 1
- כשלים במיסבים: תקלת המנוע הנפוצה ביותר (כ-50% של כשלים במנוע)
- חוסר יישור: חוסר יישור של צימוד מנוע-עומס, רעידות כפולות
- רפיון מכני: הרכבה רופפת, פעמון קצה או רכיבי רוטור
- בעיות פיר: פירים כפופים או סדוקים
2. פגמים אלקטרומגנטיים (ספציפיים למנוע)
פגמים חשמליים ברוטור
- מוטות רוטור שבורים: פסי מוליכים שבורים ברוטורי כלוב סנאי (10-15% של כשלים במנוע)
- טבעות קצה סדוקות: שברים בטבעות קצר חשמלי המחברות את מוטות הרוטור
- נקבוביות הרוטור: חללים ברוטור יצוק המשפיעים על תכונות חשמליות
- מפרקים בעלי התנגדות גבוהה: חיבורים גרועים בין מוטות לטבעות קצה
פגמים חשמליים בסטטור
- כשלים בפיתול: קריסת בידוד, קצרים בין סיבובים, תקלות פאזה לפאזה (30-40% של כשלי מנוע)
- תקלות קרקע: כשל בידוד מתפתל למסגרת
- נזק לסליל: התדרדרות תרמית, נזק מכני, זיהום
בעיות מרווח אוויר
- רוטור אקסצנטרי: פער אוויר לא אחיד כתוצאה מייצור או בלאי
- שִׁפשׁוּף: מגע בין הרוטור לסטטור כתוצאה מכשל או חוסר יישור של המיסב
- משיכה מגנטית: כוחות מגנטיים לא מאוזנים כתוצאה מאסימטריה של פער אוויר
3. פגמים אלקטרומכניים משולבים
- בעיות תרמיות: התחממות יתר כתוצאה מעומס יתר, אוורור לקוי או תקלות חשמליות
- בעיות אוורור: מאווררי קירור חסומים או פגומים
- צימוד בין חשמל ומכני: תקלות חשמליות הגורמות לרעידות מכניות ולהיפך
סימני רטט של פגמים במנוע
מוטות רוטור שבורים
אחד הפגמים הספציפיים ביותר למנוע:
- תֶדֶר: פסים צדדיים סביב מהירות ריצה במרווח של ±(תדר החלקה)
- תַבְנִית: 1× ± fs, כאשר fs = תדר החלקה (בדרך כלל 1-3 הרץ עבור מנועים של 60 הרץ)
- אפנון משרעת: זרם ומומנט משתנים בתדירות החלקה כפולה
- תלות עומס: פסים צדדיים בולטים יותר תחת עומס
- הִתקַדְמוּת: המשרעת עולה ככל שיותר מוטות נשברים
בעיות סטטור
- תֶדֶר: תדר קו כפול (120 הרץ עבור מנועים של 60 הרץ, 100 הרץ עבור מנועים של 50 הרץ)
- לִגרוֹם: אסימטריה של כוח מגנטי כתוצאה מתקלות סליל
- נוֹסָף: ייתכן שיראו הרמוניות של תדר הקו
- רעש אלקטרומגנטי: זמזום נשמע בתדר קו כפול
רוטור אקסצנטרי (וריאציה של מרווח אוויר)
- תדרים: תדר מעבר הקוטב וההרמוניות שלו
- תַבְנִית: (מספר קטבים × מהירות ריצה) ± מהירות ריצה
- חוסר איזון מגנטי: יוצר רטט רדיאלי גם אם מאוזן מכנית
- אפקט משולב: גם מכנית (אקסצנטריות) וגם אלקטרומגנטית (רזיסטנטיות משתנה)
שיטות גילוי
ניתוח רטט
- FFT סטנדרטי: מזהה פגמים מכניים ותדרים אלקטרומגנטיים
- ניתוח פס צד: קריטי לגילוי בעיות במוט הרוטור ובפערי האוויר
- תדרי מיסב: ניתוח מעטפה לגילוי פגמי מיסבים
- פופולרי: מעקב אחר אמפליטודות לאורך זמן כדי לזהות תקלות מתפתחות
ניתוח חתימת זרם מנוע (MCSA)
- ניתוח ספקטרום תדרים של זרם קו המנוע
- מזהה תקלות חשמליות ללא חיישני רטט
- יעיל במיוחד עבור תקלות ברוטור ובסליל סטטור
- ניתן לעשות זאת אונליין מבלי להפריע לפעילות
- משלים ניתוח רטט
הדמיה תרמית
- מצלמות אינפרא אדום מזהות נקודות חמות
- תקלות סליל מראות חימום מקומי
- חסימות אוורור נראות לעין כאזורים חמים
- בעיות מיסבים מראות טמפרטורות מיסבים גבוהות
- תנאי עומס יתר מראים עליית טמפרטורה כללית
בדיקות חשמל
- התנגדות בידוד: בדיקת מגו-אוהמטר מגלה הידרדרות של הסליל
- מדד הקיטוב: מציין את מצב הבידוד
- בדיקת היפוט: מאמת את שלמות הבידוד תחת מתח גבוה
- יתרה נוכחית: מדוד זרם בכל פאזה (חוסר איזון מצביע על בעיות)
סטטיסטיקות נפוצות של כשל מנוע
הבנת התדירות היחסית מסייעת לתעדף ניטור:
- כשלים במיסבים: ~50% של כשלים במנוע
- כשלים בפיתול סטטור: ~30-35%
- פגמים ברוטור: ~10-15%
- גורמים חיצוניים: ~5% (זיהום, סביבה וכו')
אסטרטגיות תחזוקה מונעת
ניטור מצב
- סקרי רעידות רבעוניים או חודשיים
- ניטור רציף של מנועים קריטיים
- סקרי הדמיה תרמית (שנתית או חצי שנתית)
- ניתוח זרם מנוע (מחזורי או רציף)
- מגמות של כל הפרמטרים כדי לזהות שינויים מוקדם
תחזוקה שוטפת
- סִיכָה: שימון מחדש של מיסבים לפי לוח הזמנים (בדרך כלל כל 6-12 חודשים)
- ניקיון: הסירו אבק ופסולת ממעברי הקירור
- הידוק: ודא ברגי הרכבה, חיבורי הדקים
- בְּדִיקָה: בדיקה ויזואלית לאיתור נזק, התחממות יתר וזיהום
- בּוֹחֵן: בדיקות תקופתיות של התנגדות לבידוד
איזון ויישור
- לשמור על טוב איכות האיזון כדי למזער עומסי מיסבים
- Precision יישור פיר לציוד מונע
- ודא את היישור מעת לעת (שנתי או לאחר תחזוקה)
ניתוח גורם שורש
כאשר מתרחשות כשלים במנוע, יש לזהות את הגורמים הבסיסיים כדי למנוע הישנות:
כשלים במיסבים
- לַחקוֹר: רמת סיכה מתאימה, מקורות זיהום, יישור, רמות רעידות
- סיבות נפוצות: שומן יתר, סוג שומן שגוי, חוסר יישור, רעידות מוגזמות
תקלות חשמליות
- לַחקוֹר: תנאי הפעלה, איכות מתח, מחזור עבודה, עמידות קירור
- סיבות נפוצות: עומס יתר, חוסר איזון במתח, חד פאזי, קירור חסום
כשלים מכניים
- לַחקוֹר: מאפייני עומס, איכות התקנה, סביבת הפעלה
- סיבות נפוצות: עומסי הלם, חוסר יישור, התקנה לקויה, סביבה מזוהמת
יישומים ותקנים בתעשייה
- NEMA MG-1: ביצועי מנוע ותקנים לבדיקה
- חברת החשמל 60034: תקני מנוע בינלאומיים כולל מגבלות רטט
- IEEE 43: תקני בדיקת בידוד
- תקן ISO 20816: קריטריונים לחומרת רעידות למנועים חשמליים
תקלות במנועים חשמליים מייצגות חלק משמעותי מכשלים בציוד תעשייתי. הבנת המאפיינים הייחודיים של תקלות מכניות, חשמליות ואלקטרומגנטיות, בשילוב עם ניטור מצב מקיף באמצעות ניתוח רעידות, ניתוח זרם והדמיה תרמית, מאפשרות גילוי מוקדם של תקלות ואסטרטגיות תחזוקה חזויה הממקסמות את אמינות המנוע וממזערות השבתות לא מתוכננות.
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 