מהם מוטות רוטור שבורים? כשל במנוע כלוב סנאי • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים מהם מוטות רוטור שבורים? כשל במנוע כלוב סנאי • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" לאיזון דינמי של מכונות ריסוק, מאווררים, מקדחות, מקדחות על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים של רוטורים

מהם מוטות רוטור שבורים? כשל במנוע כלוב סנאי

פורסם על ידי admin ב-

הבנת מוטות רוטור שבורים

הגדרה: מהם מוטות רוטור שבורים?

מוטות רוטור שבורים הם שברים שלמים של פסי המוליכים ברוטורים של מנוע אינדוקציה מסוג סנאי. זהו למעשה אותו מצב כמו פגמים במוט הרוטור אך מדגיש במיוחד שבירה מוחלטת של מוטות ולא סדקים או חיבורים בעלי התנגדות גבוהה. כאשר מוט אחד או יותר נשברים, זרם חשמלי אינו יכול לזרום דרכם, מה שיוצר אסימטריה אלקטרומגנטית המייצרת מאפיינים רֶטֶט וחתימות נוכחיות עם פסים צדדיים בְּ- תדירות החלקה מרווח סביב מהירות הריצה.

מוטות רוטור שבורים הם מסוכנים במיוחד משום שהם יוצרים מצב כשל מדורג: מוט שבור אחד מגביר את הזרם והמאמץ במוטות הסמוכים, וגורם להם להיכשל בהדרגה. אם לא מתגלה מוקדם (מוט שבור בודד), המצב יכול להידרדר במהירות למספר מוטות שבורים ולכשל רוטור קטסטרופלי המחייב החלפת מנוע.

איך מוטות הרוטור נשברים

עייפות תרמית (הנפוצה ביותר)

מחזורי חימום וקירור חוזרים:

  • זרם הפעלה: במהלך התנעת המנוע, זרם הרוטור 5-7 פעמים תקין (מצב רוטור נעול)
  • התפשטות תרמית: מוטות אלומיניום מתרחבים משמעותית (מקדם 23 מיקרומטר/מטר/°C)
  • כְּפִיָה: ליבת הברזל מתרחבת פחות (12 מיקרומטר/מטר/°C), מה שמגביל את התפשטות המוט
  • לְהַדגִישׁ: התפשטות דיפרנציאלית יוצרת מאמץ תרמי במוטות
  • עייפות: מחזורי התחלה חוזרים גורמים לעייפות במחזור נמוך
  • התחלת סדק: בדרך כלל בצומת טבעת בין מוט לקצה (נקודת מאמץ גבוהה)

מאמץ מכני

  • כוחות צנטריפוגליים במהירויות גבוהות
  • כוחות אלקטרומגנטיים במהלך הפעולה וההתנעה
  • רעידות ממקורות חיצוניים
  • עומס הלם במהלך התנעות או שינויי עומס

פגמי ייצור

  • נַקבּוּבִיוּת: חללים ברוטורים מאלומיניום יצוק
  • קשירה גרועה: חיבור לא מספק בין מוט לליבה
  • תכולת חומרים: מזהמים ביציקה
  • חיבורי טבעת קצה חלש: חיבורים גרועים בין טבעת למוט לקצה

תנאי הפעלה

  • התחלה תכופה: כל התחלה היא אירוע של לחץ תרמי ומכני
  • עומסים אינרציים גבוהים: זמני תאוצה ארוכים מגבירים את הלחץ על המוט
  • שירות היפוך: חיבור יוצר זרמים קיצוניים
  • חד פאזי: הפעלה עם עומס יתר חד פאזי שאבד על ידי רוטור מוטות

חתימת פס הצד האופיינית

מדוע מופיעים פסים צדדיים

דפוס האבחון הייחודי:

  1. מוט שבור אינו יכול לשאת זרם, מה שיוצר אסימטריה חשמלית
  2. אסימטריה מסתובבת בתדר החלקה (ההבדל בין מהירות סינכרונית למהירות הרוטור)
  3. יוצר פעימת מומנט בתדר החלקה של פי 2
  4. פעימת מומנט מווסתת רטט של פי 1 כתוצאה מחוסר איזון מכני
  5. תוצאה: פסי צד במהירות ריצה ± מרווחי תדר החלקה

דפוס רטט

  • שיא מרכזי: מהירות ריצה × 1 (fr)
  • פס צד תחתון: fr – fs (כאשר fs = תדירות החלקה)
  • פס צד עליון: פר + פ
  • פסי צד מרובים: fr ± 2fs, fr ± 3fs ככל שחומרת הבעיה עולה
  • סִימֶטרִיָה: פסים צדדיים סימטריים סביב שיא של × 1

דוגמא

מנוע 4 קטבים, 60 הרץ בעומס מלא:

  • מהירות סינכרונית: 1800 סל"ד
  • מהירות בפועל: 1750 סל"ד (29.17 הרץ)
  • החלקה: 50 סל"ד (0.833 הרץ)
  • שיאי הרטט ב: 28.3 הרץ, 29.17 הרץ, 30.0 הרץ
  • פס שבור אושר על ידי פסי צד סימטריים ב-±0.833 הרץ

חתימה נוכחית (MCSA)

ניתוח זרם המנוע מראה דפוס דומה:

  • שיא מרכזי: תדר קו (50 או 60 הרץ)
  • פסים צדדיים: קו ± 2fs (הערה: תדר החלקה כפול 2 בזרם, לא כפול 1)
  • דוּגמָה: מנוע 60 הרץ עם החלקה של 1 הרץ → פסי צד ב-58 הרץ ו-62 הרץ
  • יִתרוֹן: לא פולשני, יכול לנטר באופן רציף
  • רְגִישׁוּת: לעיתים קרובות מזהה מוטות שבורים מוקדם יותר מרעידות

שלבי התקדמות

בר שבור יחיד

  • פסי צד קטנים מופיעים (20-40% של שיא של × 1)
  • פעימת מומנט קלה (ייתכן שלא תהיה מורגשת)
  • ביצועים מוטוריים כמעט תקינים
  • יכול לפעול במשך חודשים עם ניטור
  • יש לתכנן את ההחלפה

מספר מוטות שבורים סמוכים

  • פסי צד חזקים (> 50% של שיא של × 1)
  • פעימת מומנט מורגשת
  • החלקה וטמפרטורה מוגברים
  • ההתקדמות מואצת ככל שהמוטות הסמוכים מתחממים יתר על המידה
  • החלפה דחופה (מסגרת זמן של שבועות)

מצב חמור

  • פסי צד עשויים לעלות על אמפליטודת שיא של פי 1
  • פעימות מומנט חמורות המשפיעות על הציוד המונע
  • רטט וטמפרטורה גבוהים
  • סיכון לכשל טבעת הקצה או קריסה מוחלטת של הרוטור
  • נדרשת החלפה מיידית

שיטות עבודה מומלצות לגילוי

ניתוח רטט

  • השתמש ב-FFT ברזולוציה גבוהה (רזולוציה < 0.2 הרץ) כדי לפתור פסי צד
  • בדיקת מנוע תחת עומס (פסים צדדיים בולטים יותר עם זרימת הזרם)
  • חשב את תדירות ההחלקה הצפויה עבור המנוע
  • ספקטרום חיפוש אחר פסי צד סימטריים ב-±fs בסביבות 1×
  • מגמת משרעת פס צד לאורך זמן

בדיקות MCSA

  • הצמדת גלאי זרם על חוטי המנוע
  • רכישת צורת גל זרם וחישוב FFT
  • חפשו פסי צד בקו f ± 2fs
  • השווה לנקודת בסיס מוטורית בריאה
  • יכול לזהות לפני שסימפטומי הרטט נעלמים

פעולות מתקנות

תגובה מיידית

  • הגברת תדירות הניטור (חודשי → שבועי → יומי)
  • מעקב אחר קצב צמיחת משרעת פס צד
  • הזמן מנוע רזרבי או תכנן החלפת רוטור
  • צמצום מחזור העבודה במידת האפשר (צמצום התחלות)
  • התקדמות תיעודית לניתוח כשל

אפשרויות תיקון

  • החלפת רוטור: הכי אמין למנועים גדולים (מעל 100 כוחות סוס)
  • יציקה מחדש של הרוטור: חנויות מתמחות יכולות לצייר מחדש רוטורים מאלומיניום
  • החלפת מנוע: לעתים קרובות הכי חסכוני עבור מנועים קטנים (< 50 כוחות סוס)
  • חקירת שורש הבעיה: קבע מדוע הסורגים נשברו כדי למנוע הישנות

מְנִיעָה

  • השתמשו במתנעים רכים או במתנעי מתח (VFD) כדי להפחית את זרם ההתנעה ואת הלחץ התרמי
  • הגבלת תדירות התחלה עבור עומסים בעלי אינרציה גבוהה
  • ציין מנועים מדורגים למחזור עבודה בפועל (מנועים בעלי הפעלה תכופה לשירות במחזור עבודה גבוה)
  • יש לוודא אוורור וקירור נאותים של המנוע
  • הגנה מפני תנאי חד-פאזיים

מוטות רוטור שבורים, למרות שהם אחראים רק ל-10-15% של כשלים במנוע, יוצרים חתימות צד של תדר החלקה ייחודיות המאפשרות גילוי מוקדם ואמין באמצעות ניתוח רטט או זרם. הבנת מנגנון העייפות התרמית, זיהוי דפוס פס הצד האופייני ויישום ניטור מצב מאפשרים החלפת מנוע מתוכננת לפני שכשלים במוט בודד מתפתחים לכשלים מרובים קטסטרופליים במוטות וזמן השבתה ממושך ולא מתוכנן.

← חזרה לאינדקס הראשי

קטגוריות:
וואטסאפ