रोटर बार दोषों को समझना

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परिभाषा: रोटर बार दोष क्या हैं?

रोटर बार दोष (जिन्हें टूटे हुए रोटर बार या क्रैक्ड रोटर बार भी कहा जाता है) स्क्विरल केज इंडक्शन मोटर रोटर्स के कंडक्टर बार्स में फ्रैक्चर, दरारें या उच्च-प्रतिरोध कनेक्शन होते हैं। स्क्विरल केज रोटर्स में एल्युमिनियम या तांबे की छड़ें होती हैं जो लोहे के कोर स्लॉट्स में लगी होती हैं, और छड़ों के दोनों सिरे शॉर्टिंग रिंग्स (एंड रिंग्स) से जुड़े होते हैं। जब छड़ें टूट जाती हैं या एंड रिंग कनेक्शन में दरार आ जाती है, तो क्षतिग्रस्त छड़ों से विद्युत धारा ठीक से प्रवाहित नहीं हो पाती, जिससे विद्युत चुम्बकीय विषमता, स्पंदित टॉर्क और विशिष्ट कंपन और वर्तमान हस्ताक्षरों के साथ साइडबैंड स्लिप आवृत्ति अंतराल पर.

रोटर बार दोष मोटर विफलताओं के 10-15% के लिए जिम्मेदार होते हैं और विशेष रूप से समस्याग्रस्त होते हैं, क्योंकि वे एक टूटी हुई बार से कई विफलताओं में बदल सकते हैं, जिससे गंभीर कंपन, टॉर्क स्पंदन और अंततः मोटर विफलता पैदा हो सकती है, यदि इसका पता नहीं लगाया गया और इसे ठीक नहीं किया गया।.

रोटर बार दोषों के प्रकार

1. टूटे हुए रोटर बार

• Description: कंडक्टर बार का पूर्ण फ्रैक्चर
• जगह: आमतौर पर अंतिम वलयों के पास जहां तापीय और यांत्रिक तनाव केंद्रित होता है
• प्रगति: आमतौर पर यह दरार से शुरू होकर पूर्ण रूप से टूटने तक पहुंच जाता है
• एकाधिक बार: एक टूटी हुई पट्टी आसन्न पट्टियों पर तनाव बढ़ा देती है, जिससे क्रमिक विफलताएं होती हैं

2. टूटे हुए अंत के छल्ले

• Description: रोटर बार को जोड़ने वाली शॉर्टिंग रिंगों में फ्रैक्चर
• प्रभाव: टूटी हुई सलाखों के समान - विद्युत प्रवाह को बाधित करता है
• जगह: अक्सर बार-टू-रिंग जंक्शन पर
• अधिक सामान्य: बड़ी मोटरें, बार-बार स्टार्ट होने वाली मोटरें, उच्च जड़त्व भार

3. उच्च प्रतिरोध जोड़

• Description: बार और अंतिम रिंगों के बीच खराब विद्युत कनेक्शन
• कारण: विनिर्माण दोष, तापीय चक्रण, संक्षारण
• प्रभाव: टूटे हुए बार के समान लक्षण लेकिन रुक-रुक कर हो सकते हैं
• पता लगाना: पूर्ण विराम की तुलना में अधिक सूक्ष्म हस्ताक्षर

4. रोटर छिद्र

• कास्ट एल्यूमीनियम रोटर्स में रिक्तियां
• प्रभावी कंडक्टर क्रॉस-सेक्शन को कम करता है
• दरारें और टूटने तक प्रगति हो सकती है
• विनिर्माण दोष, लेकिन जीवन में बाद में प्रकट नहीं हो सकता

रोटर बार विफलताओं के कारण

तापीय तनाव

• ठंडा - गरम करना: स्टार्टअप/शटडाउन से विस्तार/संकुचन
• विभेदक विस्तार: एल्युमीनियम की छड़ें लोहे के कोर से अधिक फैलती हैं
• हॉट स्पॉट: उच्च प्रतिरोध से स्थानीयकृत अतिताप
• बार-बार शुरू: प्रत्येक शुरुआत थर्मल शॉक पैदा करती है

यांत्रिक तनाव

• अपकेन्द्रीय बल: विशेष रूप से उच्च गति वाली मोटरों में
• विद्युत चुम्बकीय बल: संचालन के दौरान स्पंदनशील बल
• प्रारंभिक टॉर्क: स्टार्टअप के दौरान उच्च धाराएं यांत्रिक तनाव पैदा करती हैं
• कंपन: बाहरी कंपन थकाऊ पट्टियाँ

उत्पादन का दोष

• कास्ट रोटर्स में छिद्र
• बार-टू-एंड रिंग बॉन्डिंग खराब
• सामग्री समावेशन या रिक्तियां
• अपर्याप्त ताप उपचार

परिचालन की स्थिति

• बार-बार शुरू करना: तापीय और विद्युत चुम्बकीय तनाव
• उच्च जड़त्व भार: लंबे त्वरण समय से बार तनाव बढ़ता है
• लॉक रोटर घटनाएँ: चरम धाराएँ और बल
• एकल-चरण: एक चरण के नुकसान के साथ संचालन करने से असममित धाराएं उत्पन्न होती हैं

कंपन हस्ताक्षर

विशिष्ट पैटर्न

रोटर बार दोषों की पहचान चलने की गति के आसपास साइडबैंड है:

• सेंट्रल पीक: 1× दौड़ने की गति (fr)
• साइडबैंड: fr ± fs, fr ± 2fs, fr ± 3fs
• जहाँ fs = स्लिप आवृत्ति (आमतौर पर 1-3 हर्ट्ज)
• नमूना: स्लिप आवृत्ति अंतराल पर सममित साइडबैंड

स्लिप आवृत्ति की गणना

• fs = (Nsync – Nactual) / 60
• उदाहरण: 4-ध्रुव, 60 हर्ट्ज मोटर
• एनसिंक = 1800 आरपीएम, एनएक्चुअल = 1750 आरपीएम
• एफएस = (1800 – 1750) / 60 = 0.833 हर्ट्ज
• साइडबैंड 29.17 ± 0.833 हर्ट्ज़ (28.3 हर्ट्ज़ और 30.0 हर्ट्ज़) पर दिखाई देते हैं

भार निर्भरता

• भार रहित: न्यूनतम साइडबैंड (कम फिसलन, टूटी हुई पट्टियों से कम धारा)
• कम भार होना: छोटे साइडबैंड दिखाई देने लगे हैं
• पूर्ण भार: मजबूत साइडबैंड, सबसे स्पष्ट निदान
• निदान रणनीति: सर्वोत्तम संवेदनशीलता के लिए लोड के तहत परीक्षण करें

वर्तमान हस्ताक्षर (MCSA)

मोटर धारा विश्लेषण कंपन के समान पैटर्न दिखाता है:

• लाइन आवृत्ति के आसपास साइडबैंड (रनिंग स्पीड नहीं)
• पैटर्न: fline ± 2fs (धारा में दुगुनी स्लिप आवृत्ति)
• 1 हर्ट्ज स्लिप के साथ 60 हर्ट्ज मोटर के लिए: 58 हर्ट्ज और 62 हर्ट्ज पर साइडबैंड
• टूटी हुई पट्टियों की संख्या के साथ आयाम बढ़ता है
• कुछ मामलों में कंपन से पहले ही पता लगाया जा सकता है

पता लगाना और निदान

कंपन विश्लेषण प्रक्रिया

1. अपेक्षित पैटर्न की गणना करें: तुल्यकालिक गति निर्धारित करें, वास्तविक गति मापें, स्लिप आवृत्ति की गणना करें
2. उच्च-रिज़ॉल्यूशन FFT: उत्तम रिज़ॉल्यूशन का उपयोग करें (साइडबैंड को हल करने के लिए < 0.2 हर्ट्ज)
3. साइडबैंड देखें: 1× ± स्लिप आवृत्ति पर चोटियों की खोज करें
4. लोड के अंतर्गत: सामान्य परिचालन भार के तहत मोटर के साथ परीक्षण
5. पैटर्न की पुष्टि करें: सही अंतराल पर सममित साइडबैंड सत्यापित करें

गंभीरता आकलन

• साइडबैंड < 40% of 1× peak: संभवत: एकल टूटी हुई पट्टी, मॉनिटर
• 40-60% का 1×: टूटी हुई पट्टियाँ (पट्टियाँ) की पुष्टि हो गई है, प्रतिस्थापन की योजना बनाइए
• > 60% का 1×: कई पट्टियाँ टूटी हुई हैं, तत्काल प्रतिस्थापन की आवश्यकता है
• साइडबैंड > 1× शिखर: गंभीर स्थिति, तत्काल कार्रवाई आवश्यक

परिणाम और प्रगति

प्रारंभिक विफलता (एकल बार)

• हल्का टॉर्क स्पंदन
• छोटे साइडबैंड दिखाई दे रहे हैं
• एक टूटी हुई पट्टी के साथ महीनों तक चल सकता है
• प्रदर्शन में गिरावट न्यूनतम

प्रगतिशील विफलताएँ (एकाधिक बार)

• बढ़ी हुई धारा से आसन्न पट्टियाँ अत्यधिक गर्म हो जाती हैं
• तापीय तनाव अतिरिक्त विफलताओं का कारण बनता है
• टॉर्क स्पंदन में वृद्धि
• कंपन गंभीर हो जाता है
• कुछ ही हफ्तों में एक बार से कई बार तक प्रगति हो सकती है

गंभीर स्थिति

• एकाधिक आसन्न टूटी हुई पट्टियाँ
• गंभीर टॉर्क स्पंदन
• उच्च कंपन और शोर
• रोटर का अधिक गर्म होना
• रोटर के पूर्ण रूप से विफल होने का जोखिम
• अत्यधिक धारा से स्टेटर को नुकसान हो सकता है

सुधारात्मक कार्रवाई

पता चलने पर

• निगरानी आवृत्ति बढ़ाएँ (मासिक → साप्ताहिक)
• निदान की पुष्टि के लिए MCSA करें
• मोटर प्रतिस्थापन या रोटर प्रतिस्थापन की योजना बनाएं
• महत्वपूर्ण अनुप्रयोग के लिए अतिरिक्त मोटर तैयार रखें
• मूल कारण पर विचार करें (सलाखें क्यों टूटीं)

मरम्मत के विकल्प

• रोटर प्रतिस्थापन: बड़ी मोटरों के लिए सबसे विश्वसनीय समाधान
• पूर्ण मोटर प्रतिस्थापन: अक्सर छोटी मोटरों के लिए सबसे किफायती
• रोटर रीकास्टिंग: विशेष दुकानें एल्यूमीनियम रोटर्स को पुनः ढाल सकती हैं
• अस्थायी संचालन: एकल टूटी हुई पट्टी निगरानी के साथ निरंतर संचालन की अनुमति दे सकती है

रोकथाम

• बार-बार स्टार्ट करने की आवश्यकता को कम करें (सॉफ्ट स्टार्टर या VFD का उपयोग करें)
• एकल-चरण स्थितियों से बचें
• पर्याप्त वेंटिलेशन और शीतलन सुनिश्चित करें
• ड्यूटी साइकिल के लिए रेटेड मोटरों का उपयोग करें (उच्च-चक्र अनुप्रयोगों के लिए बार-बार चालू होने वाली मोटरें)
• अनेक विफलताओं से पहले शीघ्र पता लगाने के लिए निगरानी करें

रोटर बार दोष सबसे विशिष्ट निदानात्मक मोटर दोषों में से हैं, जिनकी विशिष्ट स्लिप आवृत्ति साइडबैंड कंपन और धारा विश्लेषण दोनों के माध्यम से विश्वसनीय पहचान को सक्षम बनाती हैं। शीघ्र पहचान से, बार-बार विफलताओं के बढ़ने से पहले ही योजनाबद्ध मोटर प्रतिस्थापन संभव हो जाता है, जिससे रोटर को विनाशकारी क्षति और लंबे समय तक अनियोजित डाउनटाइम हो सकता है।.

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