הבנת פגמי מוט הרוטור
הגדרה: מהם פגמים במוט הרוטור?
פגמים במוט הרוטור (הנקראים גם מוטות רוטור שבורים או מוטות רוטור סדוקים) הם שברים, סדקים או חיבורים בעלי התנגדות גבוהה במוטות המוליכים של רוטורים של מנוע אינדוקציה מסוג סנאי. רוטורים מסוג סנאי מורכבים ממוטות אלומיניום או נחושת המשובצים בחריצי ליבת ברזל, כאשר שני קצוות המוטות מחוברים באמצעות טבעות קצרות (טבעות קצה). כאשר מוטות נשברים או חיבורי טבעת קצה סדוקים, זרם חשמלי אינו יכול לזרום כראוי דרך המוטות הפגומים, מה שיוצר אסימטריה אלקטרומגנטית, מומנט פועם ומאפיינים. רֶטֶט וחתימות נוכחיות עם פסים צדדיים במרווח תדירות החלקה.
פגמים במוט הרוטור מהווים 10-15% ממקרי כשלים במנוע והם בעייתיים במיוחד משום שהם יכולים להתפתח ממוט שבור בודד לכשלים מרובים, וליצור רעידות קשות, פעימות מומנט ובסופו של דבר כשל במנוע אם לא מתגלים ומתוקנים.
סוגי פגמים במוט הרוטור
1. מוטות רוטור שבורים
- תיאור: שבר מוחלט של פס מוליך
- מִקוּם: בדרך כלל טבעות קרובות לקצה בהן מרוכזים מאמץ תרמי ומכני
- הִתקַדְמוּת: מתחיל בדרך כלל בסדק, מתקדם לשבירה מוחלטת
- מספר ברים: מוט שבור אחד מגביר את הלחץ על מוטות סמוכים, מה שמוביל לכשלים הולכים ומתקדמים
2. טבעות קצה סדוקות
- תיאור: שברים בטבעות קצרות המחברות את מוטות הרוטור
- אֵפֶקְט: בדומה למוטות שבורים - משבש את זרימת הזרם
- מִקוּם: לעתים קרובות בצומת בין מוט לטבעת
- נפוץ יותר ב: מנועים גדולים, מנועים עם התחלות תכופות, עומסי אינרציה גבוהים
3. מפרקים בעלי עמידות גבוהה
- תיאור: חיבור חשמלי לקוי בין מוטות לטבעות הקצה
- לִגרוֹם: פגמי ייצור, מחזורי חום, קורוזיה
- אֵפֶקְט: תסמינים דומים למוטות שבורים אך עשויים להופיע לסירוגין
- זיהוי: חתימות עדינות יותר מאשר מעברים שלמים
4. נקבוביות הרוטור
- חללים ברוטורים מאלומיניום יצוק
- מפחית את חתך המוליך האפקטיבי
- יכול להתפתח לסדקים ושברים
- פגם ייצור אך עשוי לא להתבטא עד מאוחר יותר בחיים
גורמים לכשלים במוט הרוטור
מתחים תרמיים
- רכיבה תרמית: התרחבות/התכווצות כתוצאה מאתחול/כיבוי
- התפשטות דיפרנציאלית: מוטות אלומיניום מתרחבים יותר מליבת ברזל
- נקודות חמות: התחממות יתר מקומית כתוצאה מהתנגדות גבוהה
- התחלות תכופות: כל התחלה יוצרת הלם תרמי
מאמצים מכניים
- כוחות צנטריפוגליים: במיוחד במנועים בעלי מהירות גבוהה
- כוחות אלקטרומגנטיים: כוחות פועמים במהלך הפעולה
- מומנט התחלתי: זרמים גבוהים במהלך ההפעלה יוצרים לחץ מכני
- רֶטֶט: מוטות עייפות רטט חיצוניים
פגמי ייצור
- נקבוביות ברוטורים יצוקים
- חיבור טבעתי גרוע בין מוט לקצה
- תכלילים או חללים חומריים
- טיפול בחום לא מספק
תנאי הפעלה
- התחלה תכופה: מתח תרמי ואלקטרומגנטי
- עומסי אינרציה גבוהים: זמני תאוצה ארוכים מגבירים את הלחץ על המוט
- אירועי רוטור נעול: זרמים וכוחות קיצוניים
- חד פאזי: פעולה עם פאזה אחת שאבדה יוצרת זרמים אסימטריים
חתימת רטט
דפוס אופייני
סימן ההיכר של פגמים במוט הרוטור הוא פסי צד סביב מהירות הריצה:
- שיא מרכזי: מהירות ריצה × 1 (fr)
- פסים צדדיים: fr ± fs, fr ± 2fs, fr ± 3fs
- כאשר fs = תדר החלקה (בדרך כלל 1-3 הרץ)
- תַבְנִית: פסי צד סימטריים במרווחים במרווחי תדר החלקה
חישוב תדירות החלקה
- fs = (Nsync – Nactual) / 60
- דוגמה: מנוע 4 קוטבים, 60 הרץ
- Nsync = 1800 סל"ד, Nactual = 1750 סל"ד
- fs = (1800 – 1750) / 60 = 0.833 הרץ
- פסי צד מופיעים ב-29.17 ± 0.833 הרץ (28.3 הרץ ו-30.0 הרץ)
תלות עומס
- ללא עומס: פסי צד מינימליים (החלקה נמוכה, זרם נמוך דרך מוטות שבורים)
- עומס קל: פסים צדדיים קטנים מתחילים להופיע
- עומס מלא: פסים צדדיים חזקים, האבחנה הברורה ביותר
- אסטרטגיית אבחון: בדיקה תחת עומס לקבלת רגישות מיטבית
חתימה נוכחית (MCSA)
ניתוח זרם המנוע מראה דפוס זהה לרעידות:
- פסי צד סביב תדר הקו (לא מהירות ריצה)
- תבנית: fline ± 2fs (תדירות החלקה כפולה בזרם)
- עבור מנוע 60 הרץ עם החלקה של 1 הרץ: פסי צד ב-58 הרץ ו-62 הרץ
- המשרעת עולה עם מספר המוטות השבורים
- יכול לזהות מוקדם יותר מרעידות במקרים מסוימים
גילוי ואבחון
נוהל ניתוח רעידות
- חשב את התבנית הצפויה: קביעת מהירות סינכרונית, מדידת מהירות בפועל, חישוב תדירות החלקה
- FFT ברזולוציה גבוהה: השתמש ברזולוציה עדינה (< 0.2 הרץ) כדי לפתור פסי צד
- חפשו פסי צד: חיפוש אחר שיאים בתדירות החלקה של 1× ±
- תחת עומס: בדיקה עם מנוע תחת עומס פעולה רגיל
- אישור דפוס: אימות פסי צד סימטריים במרווח הנכון
הערכת חומרה
- פס צד < 40% של שיא 1×: ייתכן שפס בודד שבור, צג
- 40-60% מתוך 1×: מוט/ים שבורים מאומתים, תכננו החלפה
- > 60% מתוך 1×: מספר מוטות שבורים, יש צורך בהחלפה דחופה
- פסים צדדיים > 1× שיא: מצב חמור, נדרשת פעולה מיידית
השלכות והתקדמות
כשל ראשוני (פס בודד)
- פעימת מומנט קלה
- מופיעים פסים צדדיים קטנים
- עלול לפעול במשך חודשים עם מוט שבור בודד
- ירידה מינימלית בביצועים
כישלונות מתקדמים (מספר תיבות)
- מוטות סמוכים מתחממים יתר על המידה כתוצאה מזרם מוגבר
- מאמץ תרמי גורם לכשלים נוספים
- פעימות מומנט גוברות
- הרטט הופך להיות חמור
- יכול להתקדם מעמודה בודדת למספר עמודות תוך שבועות
מצב חמור
- מספר פסים שבורים סמוכים
- פעימת מומנט חזקה
- רעידות ורעש גבוהים
- התחממות יתר של הרוטור
- סיכון לכשל מוחלט של הרוטור
- עלול לפגוע בסטטור כתוצאה מזרם מוגזם
פעולות מתקנות
עם גילוי
- הגברת תדירות הניטור (חודשי → שבועי)
- בצע MCSA כדי לאשר את האבחנה
- תכנון החלפת מנוע או החלפת רוטור
- הכן מנוע רזרבי אם יישום קריטי
- שקול את הסיבה השורשית (מדוע מוטות נשברו)
אפשרויות תיקון
- החלפת רוטור: הפתרון האמין ביותר למנועים גדולים
- החלפת מנוע מלאה: לעתים קרובות הכי חסכוני עבור מנועים קטנים
- יציקה מחדש של הרוטור: חנויות מתמחות יכולות לצייר מחדש רוטורים מאלומיניום
- פעולה זמנית: מוט שבור בודד עשוי לאפשר המשך פעולה עם ניטור
מְנִיעָה
- מזער את ההדלקות התכופות (השתמש במתנעים רכים או במתנעים מתח גבוה)
- הימנעו מתנאי חד-פאזיים
- יש לוודא אוורור וקירור נאותים
- השתמש במנועים המדורגים למחזור עבודה (מנועים עם הפעלה תכופה עבור יישומים במחזור עבודה גבוה)
- ניטור לגילוי מוקדם לפני כשלים מרובים
פגמים במוט הרוטור הם בין תקלות המנוע הייחודיות ביותר מבחינה אבחנתית, כאשר פסי הצד האופייניים שלהם של תדר החלקה מאפשרים זיהוי אמין באמצעות ניתוח רעידות וזרם. זיהוי מוקדם מאפשר החלפת מנוע מתוכננת לפני התקדמות לכשלים מרובים במוט שעלולים לגרום נזק קטסטרופלי לרוטור ולהשבתה ממושכת ולא מתוכננת.
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 