स्पेक्ट्रल कंपन विश्लेषण

विद्युत मोटर दोष: व्यापक स्पेक्ट्रल विश्लेषण

इलेक्ट्रिक मोटर लगभग सभी औद्योगिक बिजली का 45% विश्वव्यापी। ईपीआरआई के अध्ययनों के अनुसार, विफलताएँ इस प्रकार वितरित होती हैं: ~23% स्टेटर दोष, ~10% रोटर दोष, ~41% असर क्षरण, और ~26% बाह्य कारक. इनमें से कई प्रकार की विफलताएं किसी भयावह खराबी के होने से बहुत पहले ही कंपन स्पेक्ट्रम में विशिष्ट निशान छोड़ देती हैं।.

यह लेख स्पेक्ट्रल कंपन विश्लेषण और पूरक तकनीकों: एमसीएसए, ईएसए और एमसीए के माध्यम से इलेक्ट्रिक मोटर दोषों की पहचान करने के लिए एक व्यापक मार्गदर्शिका प्रदान करता है।.

पढ़ने में 25 मिनट लगेंगे आईएसओ 20816 · आईईसी 60034 · आईईईई 1415 Balanset-1A
~23%
स्टेटर दोष
~10%
रोटर दोष
~41%
बेयरिंग का क्षरण
~26%
बाह्य कारक

1. कंपन विश्लेषक के लिए विद्युत के मूलभूत सिद्धांत

कंपन स्पेक्ट्रा से मोटर दोषों का निदान करने से पहले, मोटर कंपन को संचालित करने वाली प्रमुख विद्युत आवृत्तियों को समझना आवश्यक है।.

1.1. लाइन आवृत्ति (एलएफ)

एसी आपूर्ति आवृत्ति: 50 हर्ट्ज़ यूरोप, एशिया, अफ्रीका और रूस के अधिकांश हिस्सों में; 60 हर्ट्ज़ उत्तरी अमेरिका और दक्षिण अमेरिका और एशिया के कुछ हिस्सों में। मोटर में सभी विद्युत चुम्बकीय बल इसी आवृत्ति से उत्पन्न होते हैं।.

1.2. लाइन आवृत्ति का दोगुना (2×LF)

The प्रमुख विद्युत चुम्बकीय बल आवृत्ति एसी मोटरों में। 50 हर्ट्ज़ प्रणाली में, 2×LF = 100 हर्ट्ज; 60 हर्ट्ज़ प्रणाली में, 2×LF = 120 हर्ट्ज़. स्टेटर और रोटर के बीच चुंबकीय आकर्षण बल प्रति विद्युत चक्र में दो बार चरम पर पहुंचता है, जिससे 2×LF प्रत्येक एसी मोटर की मूलभूत "विद्युत कंपन" आवृत्ति बन जाती है।.

2×LF = 2 × fरेखा = 100 हर्ट्ज़ (50 हर्ट्ज़ सिस्टम) | 120 हर्ट्ज़ (60 हर्ट्ज़ सिस्टम)

1.3. समकालिक गति और फिसलन

स्टेटर का चुंबकीय क्षेत्र समकालिक गति से घूमता है:

एनs = 120 × fरेखा / पी (आरपीएम)

where P ध्रुवों की संख्या है। एक प्रेरण मोटर का रोटर हमेशा थोड़ा धीमा घूमता है। यह अंतर है फिसलना:

एस = (एनs − एन) / एनs

मानक इंडक्शन मोटरों के लिए विशिष्ट पूर्ण-लोड स्लिप: 1–51टीपी3टी. 50 हर्ट्ज़ पर 2-पोल मोटर के लिए: Ns = 3000 आरपीएम, वास्तविक गति ≈ 2940–2970 आरपीएम।.

1.4. पोल पास आवृत्ति (F)p)

रोटर ध्रुवों के स्टेटर ध्रुवों से "आगे निकलने" की दर। इसका परिणाम यह होता है। सार्वभौमिक — ध्रुवों की संख्या से स्वतंत्र:

एफp = 2 × s × fरेखा = 2 × fs  — ध्रुवों की संख्या P से स्वतंत्र

2% स्लिप के साथ 50 हर्ट्ज पर चलने वाली मोटर के लिए: Fp = 2 × 0.02 × 50 = 2 हर्ट्ज़. यह आवृत्ति टूटी हुई रोटर छड़ों के स्पेक्ट्रा में विशिष्ट साइडबैंड के रूप में दिखाई देती है।.

1.5. रोटर बार पास आवृत्ति

एफआरबीपीएफ = R × fसड़ांध

यहां R रोटर बार की संख्या है। रोटर बार के क्षतिग्रस्त होने पर यह आवृत्ति और इसके साइडबैंड महत्वपूर्ण हो जाते हैं।.

1.6. कुंजी आवृत्ति संदर्भ तालिका

प्रतीकनामFORMULAउदाहरण (50 हर्ट्ज़, 2-पोल, 2% स्लिप)
वामोलाइन आवृत्तिएफरेखा50 हर्ट्ज़
2×एलएफलाइन आवृत्ति से दोगुनी2 × fरेखा100 हर्ट्ज
एफ सिंकतुल्यकालिक आवृत्ति2 × fरेखा / पी50 हर्ट्ज़ (पी=2) | 25 हर्ट्ज़ (पी=4)
1एक्सघूर्णी आवृत्ति(1 − s) × fसाथ-साथ करना49 हर्ट्ज़ (2940 आरपीएम)
एफ पीध्रुव पास आवृत्ति2 × s × fरेखा2 हर्ट्ज़
एफ आरबीपीएफरोटर बार पास आवृत्ति।.आर × एफसड़ांध16 × 49 = 784 हर्ट्ज़
महत्वपूर्ण टिप्पणी

50 हर्ट्ज सिस्टम में, 2×LF = 100 हर्ट्ज़ and 2X ≈ 98 हर्ट्ज़ (दो-ध्रुवीय मोटर के लिए)। ये दो शिखर केवल 2 हर्ट्ज़ के अंतर पर. स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन ≤ 0.5 हर्ट्ज़ उन्हें अलग करने के लिए आवश्यक है। उपयोग करें 4-8 सेकंड या उससे अधिक की रिकॉर्ड अवधि. 2X को 2×LF के रूप में गलत पहचान करने से मौलिक रूप से गलत निदान होता है — एक यांत्रिक दोष को विद्युत दोष समझ लिया जाता है।. यह निकटता 2-पोल मशीनों के लिए विशिष्ट है। 4-पोल मशीनों के लिए: 2X ≈ 49 हर्ट्ज़ — जो 2×LF = 100 हर्ट्ज़ से काफी अलग है।.

मोटर का अनुप्रस्थ काट: मुख्य घटक और वायु अंतराल
स्टेटर घुमावदार स्लॉट वायु अंतराल (0.25 – 2 मिमी सामान्य) (महत्वपूर्ण पैरामीटर) रोटर रोटर बार (चित्रित: 16) प्रेरित धारा का वहन शाफ़्ट स्टेटर बोर (स्तरित कोर) मुख्य आवृत्तियाँ ▸ स्टेटर → 2×LF ▸ वायु अंतराल → 2×LF ± 1X ▸ टूटी हुई पट्टियाँ → 1X ± Fp एमसीएसए: एलएफ ± एफपी ▸ बार पास → R × फ्रोट ▸ यांत्रिक → 1X, 2X, nX ▸ अक्षीय विस्थापन → 2×LF ± 1X (अक्षीय) 50 हर्ट्ज़ पर: 2×LF = 100 हर्ट्ज़ ± = साइडबैंड (मॉड्यूलेशन) आरेख - वास्तविक पैमाने के अनुसार नहीं है। वास्तविक स्लॉट/बार की संख्या मोटर के डिज़ाइन पर निर्भर करती है।.

स्टेटरRotorघुमावदारवायु अंतरालयांत्रिकAXIAL वायु अंतराल में किसी भी प्रकार की विकृति चुंबकीय खिंचाव को सीधे बदल देती है, और इससे कंपन का पैटर्न तुरंत बदल जाता है। चिह्न ± साइडबैंड (मॉड्यूलेशन) को दर्शाता है।.

2. निदान विधियों का अवलोकन

किसी एक तकनीक से सभी इलेक्ट्रिक मोटर दोषों का पता नहीं लगाया जा सकता है। एक मजबूत निदान कार्यक्रम कई पूरक विधियों को मिलाकर बनाया जाता है:

इलेक्ट्रिक मोटर निदान विधियाँ
इलेक्ट्रिक मोटर 1. कंपन विश्लेषण स्पेक्ट्रा और समय तरंगरूप 1X, 2X, 2×LF, हार्मोनिक्स ✓ यांत्रिक + कुछ विद्युत ✗ सभी विद्युत दोषों का पता नहीं लगा सकता 2. एमसीएसए मोटर करंट सिग्नेचर विश्लेषण — करंट क्लैंप ✓ रोटर बार टूटना, विलक्षणता ✓ ऑनलाइन, गैर-आक्रामक 3. ईएसए विद्युत हस्ताक्षर विश्लेषण वोल्टेज + करंट स्पेक्ट्रा ✓ आपूर्ति गुणवत्ता, स्टेटर दोष ✓ ऑनलाइन, एमसीसी में 4. एमसीए मोटर सर्किट विश्लेषण प्रतिबाधा, प्रतिरोध ✓ इन्सुलेशन, टर्न-टू-टर्न शॉर्ट्स ✗ केवल ऑफ़लाइन (मोटर बंद) 5. थर्मोग्राफी स्टेटर तापमान + बेयरिंग तापमान की निगरानी

Vibrationएमसीएसएईएसएएमसीएथर्मोग्राफी कोई भी एक विधि पूर्ण कवरेज प्रदान नहीं करती। एक संयुक्त नैदानिक दृष्टिकोण की पुरजोर अनुशंसा की जाती है।.

2.1. कंपन स्पेक्ट्रल विश्लेषण

अधिकांश घूर्णन उपकरण निदान के लिए प्राथमिक उपकरण। बेयरिंग हाउसिंग पर लगे एक्सेलेरोमीटर स्पेक्ट्रा कैप्चर करते हैं जो यांत्रिक दोषों (असंतुलन, गलत संरेखण, बेयरिंग घिसाव) और कुछ विद्युत दोषों (असमान वायु अंतराल, ढीली वाइंडिंग) को प्रकट करते हैं। हालाँकि, केवल कंपन विश्लेषण से मोटर की सभी विद्युत संबंधी खराबी का पता नहीं लगाया जा सकता है।.

2.2. मोटर करंट सिग्नेचर एनालिसिस (एमसीएसए)

एक चरण पर करंट क्लैंप करंट स्पेक्ट्रम को कैप्चर करता है। टूटी हुई रोटर बार साइडबैंड उत्पन्न करती हैं। एलएफ ± एफ पी. एमसीएसए ऑनलाइन किया जाता है और यह पूरी तरह से गैर-आक्रामक प्रक्रिया है।.

2.3. विद्युत हस्ताक्षर विश्लेषण (ईएसए)

यह उपकरण एमसीसी पर वोल्टेज और करंट स्पेक्ट्रा दोनों का एक साथ विश्लेषण करता है। यह सप्लाई वोल्टेज की विषमता, हार्मोनिक विरूपण और बिजली की गुणवत्ता संबंधी समस्याओं का पता लगाता है।.

2.4. मोटर सर्किट विश्लेषण (एमसीए)

एक ऑफलाइन यह परीक्षण फेज-टू-फेज प्रतिरोध, प्रेरकत्व, प्रतिबाधा और इन्सुलेशन प्रतिरोध को मापता है। रखरखाव के दौरान यह आवश्यक है।.

2.5. तापमान निगरानी

स्टेटर वाइंडिंग तापमान और बेयरिंग तापमान के रुझान ओवरलोड, शीतलन समस्याओं और इन्सुलेशन क्षरण की प्रारंभिक चेतावनी प्रदान करते हैं।.

व्यावहारिक दृष्टिकोण।. एक व्यापक मोटर निदान कार्यक्रम के लिए, कम से कम निम्नलिखित को संयोजित करें: (1) कंपन स्पेक्ट्रल विश्लेषण, (2) करंट क्लैंप के साथ एमसीएसए, और (3) इलेक्ट्रीशियन और मोटर मरम्मत कर्मियों के साथ नियमित बातचीत - उनका व्यावहारिक अनुभव अक्सर महत्वपूर्ण संदर्भ प्रकट करता है जो केवल उपकरण प्रदान नहीं कर सकते।.

3. स्टेटर दोष

स्टेटर की खराबी लगभग के लिए जिम्मेदार है सभी मोटर विफलताओं में से 23–37%. स्टेटर वह स्थिर भाग है जिसमें लैमिनेटेड लोहे का कोर और वाइंडिंग होती हैं। दोषों के कारण कंपन मुख्य रूप से निम्नतम बिंदु पर उत्पन्न होता है। 2×एलएफ (100 हर्ट्ज़ / 120 हर्ट्ज़) और इसके गुणज।.

3.1. स्टेटर की विलक्षणता — असमान वायु अंतराल

रोटर और स्टेटर के बीच वायु अंतराल आमतौर पर 0.25–2 मिमी. यहां तक कि 10% में मामूली बदलाव भी मापने योग्य विद्युत चुम्बकीय बल असंतुलन पैदा करता है।.

कारण

  • नरम पैर — सबसे आम कारण
  • घिसे हुए या क्षतिग्रस्त बेयरिंग हाउसिंग
  • अनुचित परिवहन या स्थापना के कारण फ्रेम में विकृति
  • परिचालन स्थितियों के अंतर्गत तापीय विरूपण
  • खराब विनिर्माण सहनशीलता

स्पेक्ट्रल हस्ताक्षर

  • आमतौर पर प्रमुख 2×LF रेडियल वेग स्पेक्ट्रम में
  • अक्सर मामूली वृद्धि के साथ 1एक्स and 2X चुंबकीय खिंचाव के असंतुलन (UMP) के कारण
  • स्थिर विलक्षणता: 2×LF का प्रभुत्व रहता है, जिसमें बहुत कम मॉड्यूलेशन होता है।
  • गतिशील घटक: साइडबैंड पर 2×LF ± 1X दिखाई दे सकता है
स्पेक्ट्रम: प्रमुख 2×एलएफ + मामूली 1एक्स and 2X वृद्धि (त्रिज्यीय दिशा)

गंभीरता आकलन

2×LF आयाम (वेग RMS)आकलन
< 1 मिमी/सेकंडअधिकांश मोटरों के लिए यह सामान्य है।
1–3 मिमी/सेकंडमॉनिटर करें — सॉफ्ट फुट और बेयरिंग क्लीयरेंस की जांच करें
3–6 मिमी/सेकंडचेतावनी — जांच करें और सुधार की योजना बनाएं
> 6 मिमी/सेकंडखतरा — तत्काल कार्रवाई आवश्यक है

नोट: ये केवल उदाहरण स्वरूप दिशानिर्देश हैं, कोई औपचारिक मानक नहीं। हमेशा मशीन के स्वयं के आधारभूत मान से तुलना करें।.

पुष्टिकरण परीक्षण

पावर-ऑफ परीक्षण (स्नैप टेस्ट): कंपन की निगरानी करते हुए, मोटर को बंद कर दें। यदि 2×LF पीक तेजी से गिरता है कुछ ही सेकंडों के भीतर, यांत्रिक रूप से धीमी गति से भी कहीं अधिक तेजी से, स्रोत विद्युत चुम्बकीय होता है।.

महत्वपूर्ण

स्टेटर की विलक्षणता को संरेखण की गड़बड़ी से भ्रमित न करें। दोनों ही 2X मान में वृद्धि कर सकते हैं। मुख्य बात यह है कि 2×LF ठीक 100.00 Hz पर विद्युतीय होता है; 2X रोटर की गति को ट्रैक करता है और गति में परिवर्तन होने पर शिफ्ट हो जाता है। सुनिश्चित करें कि स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन ≤ 0.5 Hz हो।.

3.2. ढीली स्टेटर वाइंडिंग

प्रत्येक परिचालन चक्र के दौरान स्टेटर वाइंडिंग 2×LF के विद्युत चुम्बकीय बलों के अधीन होती हैं। वर्षों के दौरान, यांत्रिक स्थिरीकरण (एपॉक्सी, वार्निश, वेजेज) खराब हो सकते हैं। ढीली वाइंडिंग बढ़ती तीव्रता के साथ 2×LF पर कंपन करती हैं, जिससे घर्षण के कारण इन्सुलेशन का घिसाव तेज हो जाता है।.

स्पेक्ट्रल हस्ताक्षर

ऊपर उठाया हुआ 2×एलएफ — अक्सर समय के साथ वृद्धि के साथ (प्रवृत्त होते हुए)
  • मुख्यतः रेडियल कंपन
  • 2×LF कम स्थिर हो सकता है — आयाम में मामूली उतार-चढ़ाव हो सकते हैं
  • गंभीर मामले: 4×LF, 6×LF पर हार्मोनिक्स

नतीजे

यह है वाइंडिंग इन्सुलेशन के लिए हानिकारक — इससे तेजी से क्षरण, अप्रत्याशित ग्राउंड फॉल्ट और स्टेटर की पूर्ण विफलता होती है जिसके लिए रिवाइंडिंग की आवश्यकता होती है।.

3.3. ढीली बिजली केबल — चरण विषमता

खराब संपर्क से प्रतिरोध में विषमता उत्पन्न होती है। 1% वोल्टेज विषमता लगभग कारण 6–10% वर्तमान विषमता. असंतुलित धाराएँ पीछे की ओर घूमने वाला चुंबकीय क्षेत्र घटक उत्पन्न करती हैं।.

स्पेक्ट्रल हस्ताक्षर

ऊपर उठाया हुआ 2×एलएफ — चरण विषमता का प्राथमिक संकेतक
  • चुंबकीय खिंचाव के असंतुलन के कारण आयाम 2×LF बढ़ जाता है।
  • कुछ मामलों में, ±⅓×LF के निकट साइडबैंड (50 हर्ट्ज़ सिस्टम में लगभग 16.7 हर्ट्ज़) 2×LF शिखर के आसपास
  • वर्तमान स्पेक्ट्रम (MCSA) में: उच्चतर ऋणात्मक-अनुक्रम धारा

व्यावहारिक जाँच

  • सभी केबल टर्मिनेशन, बस बार कनेक्शन और कॉन्टैक्टर कॉन्टैक्ट्स की जांच करें।
  • फेज-टू-फेज प्रतिरोध को मापें — एक दूसरे से 1% के भीतर।
  • तीनों फेज़ों पर सप्लाई वोल्टेज मापें — विषमता 1% से अधिक नहीं होनी चाहिए
  • केबल टर्मिनेशन बॉक्स की आईआर थर्मोग्राफी

3.4. शॉर्टेड स्टेटर लेमिनेशन

परतों के बीच इन्सुलेशन में क्षति होने से भंवर धाराएं प्रवाहित होने लगती हैं, जिससे स्थानीय स्तर पर गर्म स्थान बन जाते हैं। कंपन स्पेक्ट्रा में यह हमेशा पता नहीं चल पाता है। आईआर थर्मोग्राफी प्राथमिक पहचान विधि है।. ऑफलाइन: विद्युत चुम्बकीय कोर परीक्षण (ईएल-सीआईडी परीक्षण)।.

3.5. इंटर-टर्न शॉर्ट सर्किट

टर्न-टू-टर्न शॉर्ट सर्किट से एक स्थानीय परिसंचारी धारा लूप बनता है, जिससे प्रभावित कॉइल में प्रभावी टर्न कम हो जाते हैं। इससे वोल्टेज में वृद्धि होती है। 2×एलएफ, धारा में एलएफ के तीसरे हार्मोनिक का उच्च स्तर और चरण धारा विषमता। इसे ऑफ़लाइन एमसीए सर्ज परीक्षण के माध्यम से सबसे अच्छी तरह से पहचाना जा सकता है।.

स्टेटर दोष — स्पेक्ट्रल सिग्नेचर सारांश
दंतकथा 2×LF शिखर (100 हर्ट्ज़) — विद्युत 1X / 2X पीक — यांत्रिक साइडबैंड (मॉड्यूलेशन) ए. स्टेटर की विलक्षणता / असमान वायु अंतराल (§3.1) आयाम 1एक्स 2X 2×एलएफ 49 हर्ट्ज 98 100 हर्ट्ज 2 हर्ट्ज़ का अंतर! (0.5 हर्ट्ज़ से कम या बराबर रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता है।) 2×एलएफ प्रमुख त्रिज्या दिशा बिजली बंद करने पर गायब हो जाता है बी. ढीली बिजली केबल / चरण विषमता (§3.3) आयाम 83 हर्ट्ज 2×एलएफ 117 हर्ट्ज़ −⅓LF +⅓LF ± ⅓×LF साइडबैंड (16.7 हर्ट्ज़) 83 हर्ट्ज 100 हर्ट्ज़ (2×एलएफ) 117 हर्ट्ज़ 2×एलएफ उन्नत चरण प्रतिरोध विषमता पीछे की ओर घूमने वाले क्षेत्र का कारण बनता है जाँच करना: • केबल टर्मिनेशन • चरण-दर-चरण आर • आईआर थर्मोग्राफी

2×एलएफ1X / 2Xसाइडबैंड पावर-ऑफ परीक्षण विद्युत चुम्बकीय उत्पत्ति की पुष्टि करता है: यदि ऊर्जा बंद होने पर 2×LF में तेजी से गिरावट आती है (कोस्टडाउन की तुलना में बहुत तेज), तो स्रोत विद्युत चुम्बकीय है।.

4. रोटर दोष

रोटर दोषों के कारण लगभग मोटर विफलताओं के 5–10% लेकिन अक्सर इनका शुरुआती दौर में पता लगाना सबसे चुनौतीपूर्ण होता है।.

4.1. टूटी हुई रोटर बार और फटी हुई एंड रिंग

जब कोई छड़ टूटती है, तो धारा के पुनर्वितरण से स्थानीय चुंबकीय विषमता उत्पन्न होती है - प्रभावी रूप से एक "चुंबकीय भारी स्थान" जो स्टेटर क्षेत्र के सापेक्ष स्लिप आवृत्ति पर घूमता है।.

कंपन हस्ताक्षर

  • 1एक्स शिखर के साथ ± F पर साइडबैंडp. 50 हर्ट्ज़ / 2% स्लिप के लिए: 1X ± 2 हर्ट्ज़ पर साइडबैंड
  • गंभीर मामलों में: ± 2F पर अतिरिक्त साइडबैंड दिखाई देते हैं।p, ± 3Fp
  • 2×एलएफ F भी दिखा सकता हैp साइडबैंड

एमसीएसए हस्ताक्षर

वर्तमान स्पेक्ट्रम: एलएफ ± एफp   (50 ± 2 हर्ट्ज़ = 48 हर्ट्ज़ और 52 हर्ट्ज़)

एमसीएसए गंभीरता पैमाना

साइडबैंड स्तर बनाम एलएफ शिखरआकलन
< −54 dBसामान्यतः स्वस्थ रोटर
−54 से −48 dB1-2 टूटी हुई छड़ों का संकेत दे सकता है - रुझान पर नज़र रखें
−48 से −40 dBकई छड़ें टूटी होने की संभावना है - निरीक्षण की योजना बनाएं
> −40 dBगंभीर क्षति — द्वितीयक विफलताओं का जोखिम

महत्वपूर्ण: MCSA को निर्धारित मानकों के निकट स्थिर भार की आवश्यकता होती है। आंशिक भार पर, साइडबैंड आयाम कम हो जाता है।.

समय तरंगरूप

टूटी हुई रोटर छड़ें एक विशिष्ट प्रकार का प्रभाव उत्पन्न करती हैं। ""मारपीट" पैटर्न — आयाम ध्रुव पास आवृत्ति पर मॉड्युलेट होता है। यह अक्सर स्पेक्ट्रल साइडबैंड के प्रमुख होने से पहले ही दिखाई देता है।.

टूटी हुई रोटर छड़ें — कंपन और धारा के स्पेक्ट्रल पैटर्न
कंपन स्पेक्ट्रम (वेग, त्रिज्या दिशा) आयाम −2एफपी 1X−Fp 1एक्स 1X+Fp +2Fp ± Fp (पोल पास आवृत्ति) कंपन पैटर्न • 1X = वाहक (घूर्णन आवृत्ति) • ±Fp साइडबैंड = रोटर विषमता • जितने ज़्यादा साइडबैंड होंगे, उतने ही ज़्यादा बार होंगे। • समय तरंगरूप में "धड़कन" उदाहरण: 50 हर्ट्ज़, 2-पोल, 2% स्लिप 1X = 49 हर्ट्ज़, Fp = 2 हर्ट्ज़ साइडबैंड: 47 हर्ट्ज़ और 51 हर्ट्ज़ वर्तमान स्पेक्ट्रम (एमसीएसए) (क्लैंप के माध्यम से मोटर आपूर्ति धारा) आयाम (dB) 48 हर्ट्ज़एलएफ − एफपी 50 हर्ट्ज़वामो 52 हर्ट्ज़एलएफ + एफपी ± Fp = ± 2 हर्ट्ज़ साइडबैंड एमसीएसए गंभीरता पैमाना (साइडबैंड आयाम बनाम एलएफ शिखर) < −54 dB — स्वस्थ रोटर −54 से −48 dB — 1-2 बार संदिग्ध −48 से −40 dB — संभवतः कई > −40 dB — गंभीर (मरम्मत की योजना बनाएं) रेटेड लोड पर सामान्य नियम

1एक्स±एफपी साइडबैंडएमसीएसए साइडबैंड टूटे हुए रोटर बार की पुष्टि MCSA के माध्यम से सबसे अच्छी तरह की जा सकती है। कंपन स्पेक्ट्रम दोष का संकेत देता है; MCSA मात्रात्मक गंभीरता मूल्यांकन प्रदान करता है।.

4.2. रोटर की विलक्षणता (स्थैतिक और गतिशील)

स्थैतिक उत्केन्द्रता

स्टेटर बोर से शाफ्ट सेंटरलाइन ऑफसेट। उच्चतर दबाव उत्पन्न करता है। 2×एलएफ. वर्तमान में: रोटर स्लॉट हार्मोनिक्स पर एफआरबीपीएफ ± एलएफ.

गतिशील उत्केन्द्रता

रोटर का केंद्र स्टेटर बोर के केंद्र के चारों ओर परिक्रमा करता है। 1X जिसमें 2×LF साइडबैंड हैं और उन्नत रोटर बार पास आवृत्ति। वर्तमान में: साइडबैंड पर एलएफ ± एफसड़ांध.

व्यवहार में, दोनों प्रकार आमतौर पर एक साथ मौजूद होते हैं - यह पैटर्न एक सुपरपोजिशन है।.

4.3. थर्मल रोटर बो

बड़े मोटरों में तापमान का अंतर उत्पन्न हो सकता है जिससे अस्थायी झुकाव आ सकता है। 1X जो समय के साथ बदलता रहता है स्टार्टअप के बाद — आमतौर पर 15-60 मिनट तक बढ़ता है, फिर स्थिर हो जाता है। धनुष के विकास के साथ चरण कोण में बदलाव होता है। स्टार्टअप के बाद 30-60 मिनट तक 1X आयाम और चरण की निगरानी करके यांत्रिक असंतुलन (जो स्थिर होता है) से इसे अलग पहचानें।.

4.4. विद्युतचुंबकीय क्षेत्र विस्थापन (अक्षीय बदलाव)

यदि रोटर है अक्षीय रूप से विस्थापित स्टेटर के सापेक्ष, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का वितरण अक्षीय रूप से असममित हो जाता है। रोटर दोलनशील गति का अनुभव करता है। 2×LF पर अक्षीय विद्युत चुम्बकीय बल.

कारण

  • असेंबली के दौरान या बेयरिंग बदलने के बाद रोटर की अक्षीय स्थिति का गलत निर्धारण
  • बेयरिंग के घिसने से अत्यधिक अक्षीय गति उत्पन्न होती है।
  • संचालित मशीन से शाफ्ट थ्रस्ट
  • संचालन के दौरान ऊष्मीय विस्तार
अक्षीय 2×एलएफ (प्रमुख) और उन्नत 1एक्स — मुख्य रूप से अक्षीय दिशा
गंभीर दोष

यह दोष हो सकता है बियरिंग के लिए अत्यधिक विनाशकारी. 2×LF पर दोलनशील अक्षीय बल थ्रस्ट सतहों पर चक्रीय थकान भार उत्पन्न करता है।. हमेशा चुंबकीय केंद्र की स्थिति को चिह्नित करें और बेयरिंग बदलते समय इसकी पुष्टि करें।. यह सबसे हानिकारक, लेकिन सबसे आसानी से रोके जा सकने वाले, मोटर संबंधी दोषों में से एक है।.

विद्युतचुंबकीय क्षेत्र विस्थापन — अक्षीय रोटर विस्थापन
सामान्य: रोटर केंद्रित स्टेटर लेमिनेशन स्टैक रोटर स्टेटर CL = रोटर CL बराबर बराबर ✓ संतुलित अक्षीय विद्युत चुम्बकीय बल न्यूनतम अक्षीय कंपन चुंबकीय केंद्र = कुल अक्षीय बल ≈ 0 दोष: रोटर अक्षीय रूप से विस्थापित हो गया है स्टेटर लेमिनेशन स्टैक रोटर स्टेटर सीएल रोटर सीएल Δx (अक्षीय विस्थापन) रोटर का विस्तार स्टेटर से परे 2×LF पर F अक्षीय ✗ उन्नत अक्षीय 2×LF और 1X थ्रस्ट बेयरिंग के घिसाव को बढ़ा सकता है गंभीरता बदलाव की तीव्रता पर निर्भर करती है। पता लगाने और पुष्टि करने के तरीके: ✓ असेंबली के दौरान चुंबकीय केंद्र को चिह्नित करें ✓ बेयरिंग बदलने के बाद स्थिति की जाँच करें ✓ अक्षीय कंपन को 2×LF पर मापें ✓ पावर-ऑफ परीक्षण: 2×LF तुरंत गायब हो जाता है ✓ नीचे की ओर गति की तुलना करें: विद्युत बनाम यांत्रिक ✓ थ्रस्ट बेयरिंग का तापमान जांचें।. (समान लक्षणों को) खारिज करें: • कपलिंग कोणीय विसंगति (अक्षीय 1X और 2X) • अक्षीय संरचनात्मक अनुनाद • नरम आधार / ढीलापन (अक्षीय घटक) • प्रवाह-प्रेरित अक्षीय भार (पंप, पंखे) • आपूर्ति वोल्टेज असंतुलन • रेडियल उत्केंद्रता (→ 2×LF रेडियल) आरेखीय अक्षीय पार्श्व दृश्य — वास्तविक पैमाने के अनुसार नहीं।.

अक्षीय विद्युत चुम्बकीय बलशिफ्ट / ओवरहैंगस्टेटर सीएलखोज अक्षीय 2×LF, जो बिजली बंद होते ही तुरंत गायब हो जाता है, यांत्रिक कारणों से इसे अलग करने वाला मुख्य कारक है।.

5. बेयरिंग से संबंधित विद्युत दोष

5.1. बेयरिंग करंट और ईडीएम

शाफ्ट और हाउसिंग के बीच वोल्टेज के कारण बियरिंग के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है। स्रोत: चुंबकीय विषमता, वीएफडी कॉमन-मोड वोल्टेज, स्थैतिक आवेश। बार-बार होने वाले डिस्चार्ज से सूक्ष्म गड्ढे बन जाते हैं।बिजली की निर्वहन मशीनिंग) के लिए अग्रणी बांसुरी — रेस पर समान दूरी पर बने खांचे।.

स्पेक्ट्रल हस्ताक्षर

  • बहुत ही एकसमान, "साफ" शिखरों के साथ बियरिंग दोष आवृत्तियाँ (BPFO, BPFI, BSF)
  • त्वरण स्पेक्ट्रम में उच्च आवृत्ति शोर स्तर में वृद्धि
  • उन्नत: विशिष्ट "वॉशबोर्ड" जैसी ध्वनि

रोकथाम

  • इन्सुलेटेड बियरिंग (लेपित रिंग)
  • शाफ्ट ग्राउंडिंग ब्रश (विशेष रूप से वीएफडी अनुप्रयोगों के लिए)
  • VFD आउटपुट पर कॉमन-मोड फ़िल्टर
  • नियमित शाफ्ट वोल्टेज मापन — 0.5 V पीक से नीचे

6. परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी) के प्रभाव

6.1. आवृत्ति स्थानांतरण

सभी मोटर की विद्युत आवृत्तियाँ VFD आउटपुट आवृत्ति के अनुपात में बदलती हैं। यदि VFD 45 Hz पर चलता है, तो 2×LF 90 Hz हो जाता है। अलार्म बैंड अवश्य होने चाहिए। गति-अनुकूली.

6.2. पीडब्ल्यूएम हार्मोनिक्स

स्पेक्ट्रा में स्विचिंग आवृत्ति (2–16 किलोहर्ट्ज़) और साइडबैंड दिखाई देते हैं। इससे श्रव्य शोर और बेयरिंग करंट उत्पन्न हो सकते हैं।.

6.3. मरोड़ उत्तेजना

निम्न-क्रम के हार्मोनिक्स (5वां, 7वां, 11वां, 13वां) टॉर्क स्पंदन उत्पन्न करते हैं जो मरोड़ वाली प्राकृतिक आवृत्तियों को उत्तेजित कर सकते हैं।.

6.4. अनुनाद उत्तेजना

जब VFD गति सीमा में घूमता है, तो उत्तेजना आवृत्तियाँ संरचनात्मक प्राकृतिक आवृत्तियों से होकर गुजर सकती हैं। VFD-चालित उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण गति मानचित्र स्थापित किए जाने चाहिए।.

7. विभेदक निदान सारांश

दोषप्राथमिक आवृत्ति.दिशासाइडबैंड / नोट्सपुष्टीकरण
स्टेटर विलक्षणता2×एलएफरेडियलमामूली 1X, 2X वृद्धिपावर-ऑफ टेस्ट; सॉफ्ट फुट चेक
ढीले घुमाव2×एलएफरेडियलबढ़ती प्रवृत्ति; 4×LF, 6×LFट्रेंडिंग; एमसीए सर्ज टेस्ट
ढीला केबल2×एलएफरेडियल± ⅓×LF साइडबैंडचरण प्रतिरोध; आईआर थर्मोग्राफी
इंटर-टर्न शॉर्ट2×एलएफरेडियलधारा विषमता; तीसरा हार्मोनिकएमसीए सर्ज टेस्ट; एमसीएसए
शॉर्टेड लेमिनेशनमाइनर 2×एलएफ—मुख्यतः तापीयआईआर थर्मोग्राफी; ईएल-सीआईडी
टूटे हुए रोटर बार1एक्सरेडियल± एफp साइडबैंड; पिटाईएमसीएसए: एलएफ ± एफp डीबी स्तर
रोटर की उत्केंद्रता (स्थैतिक)2×एलएफरेडियलरोटर स्लॉट हार्मोनिक्स ± एलएफवायु अंतराल मापन; एमसीएसए
रोटर की विलक्षणता (गतिशील)1X + 2×LFरेडियलएफआरबीपीएफ साइडबैंडकक्षा विश्लेषण; एमसीएसए
थर्मल रोटर धनुष1X (बहते हुए)रेडियलतापमान के साथ एम्पलीट्यूड और फेज में परिवर्तन होता है।.30-60 मिनट स्टार्टअप ट्रेंडिंग
ईएम क्षेत्र विस्थापन2×LF + 1XAXIALमजबूत अक्षीय 2×LFरोटर अक्षीय स्थिति; पावर-ऑफ परीक्षण
बियरिंग ईडीएम / फ्लूटिंगबीपीएफओ / बीपीएफआईरेडियलएकसमान शिखर; उच्च एचएफ शोरशाफ्ट वोल्टेज; दृश्य निरीक्षण
मोटर दोष निदान फ्लोचार्ट
उच्च मोटर कंपन बिजली बंद स्नैप टेस्ट? तत्काल गिरावट विद्युतीय सूत्र ने पुष्टि की प्रमुख आवृत्ति? 2×एलएफ (त्रिज्यीय): • विलक्षणता / वायु अंतराल • ढीली वाइंडिंग (ट्रेंडिंग) • ढीली केबल (+⅓LF बैंड) ईएम क्षेत्र विस्थापन रोटर की अक्षीय स्थिति की जाँच करें! टूटे हुए रोटर बार एमसीएसए से पुष्टि करें धीरे-धीरे क्षय यांत्रिक सूत्र ने पुष्टि की जाँच करना: • असंतुलन, गलत संरेखण • भार वहन संबंधी दोष, नरम पैर हमेशा इन सभी को एक साथ इस्तेमाल करें: कंपन + MCSA + पावर-ऑफ टेस्ट + ट्रेंडिंग रिज़ॉल्यूशन संबंधी अनुस्मारक: 2X को 2×LF से अलग करने के लिए ≤ 0.5 Hz।

विद्युतीययांत्रिक2×एलएफ विश्लेषणरोटर दोष पावर-ऑफ स्नैप टेस्ट निदान प्रक्रिया का पहला चरण है। एक बार विद्युत कारण की पुष्टि हो जाने पर, प्रमुख आवृत्ति और दिशा निदान को और अधिक स्पष्ट करने में सहायक होती हैं।.

8. उपकरण और मापन तकनीकें

8.1. कंपन मापन संबंधी आवश्यकताएँ

पैरामीटरमांगकारण
स्पेक्ट्रल संकल्प≤ 0.5 हर्ट्ज़ (अधिमानतः 0.125 हर्ट्ज़)2X को 2×LF से अलग करें (2-पोल के लिए 2 हर्ट्ज़ का अंतर)।
आवृति सीमा2–1000 हर्ट्ज़ (वेग); 10 किलोहर्ट्ज़ (त्वरण) तक1X, 2×LF के लिए निम्न रेंज; बियरिंग के लिए उच्च रेंज
चैनल≥ 2 एक साथक्रॉस-फेज विश्लेषण
चरण माप0–360°, ±2°दोष विभेदन के लिए महत्वपूर्ण
समय तरंगरूपतुल्यकालिक औसतटूटी हुई सलाखों से होने वाली मार का पता लगाएं
वर्तमान इनपुटकरंट क्लैंप संगतएमसीएसए निदान के लिए

8.2. मोटर निदान के लिए बैलेंससेट-1ए

पोर्टेबल ड्यूल-चैनल वाइब्रोमीटर Balanset-1A (वाइब्रोमेरा) मोटर कंपन निदान के लिए मुख्य क्षमताएं प्रदान करता है:

कंपन चैनल2 (एक साथ)
गति सीमा250–90,000 आरपीएम
कंपन वेग आरएमएस0–80 मिमी/सेकंड
चरण सटीकता0–360°, ±2°
एफएफटी स्पेक्ट्रल विश्लेषणका समर्थन किया
फेज सेंसरफोटोइलेक्ट्रिक, शामिल
बिजली की आपूर्तियूएसबी (7–20 वोल्ट)
Balancing1 या 2 तल यथास्थान

मोटर दोष का निदान और उपचार करने के बाद, Balanset-1A का उपयोग किया जा सकता है। इन-सीटू रोटर संतुलन — मोटर को हटाए बिना निदान से लेकर सुधार तक की पूरी प्रक्रिया को पूरा करना।.

8.3. मापन के सर्वोत्तम तरीके

  • तीन दिशाएँ प्रत्येक बेयरिंग पर ऊर्ध्वाधर, क्षैतिज और अक्षीय दिशाएँ। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के विस्थापन के लिए अक्षीय दिशा महत्वपूर्ण है।
  • सतहों को तैयार करें — विश्वसनीय एक्सेलेरोमीटर कपलिंग के लिए पेंट और जंग हटा दें
  • अपरिवर्तनीय स्थिति — सामान्य गति, भार, तापमान
  • रिकॉर्ड परिचालन स्थितियाँ — प्रत्येक माप के साथ गति, भार, वोल्टेज, धारा
  • लगातार समय — रुझान तुलना के लिए भी यही शर्तें लागू होती हैं
  • पावर-ऑफ परीक्षण जब विद्युत कंपन का संदेह हो — कुछ ही सेकंड में, विश्वसनीय स्रोत की पहचान प्रदान करता है

9. नियमात्मक संदर्भ

  • गोस्ट आर आईएसओ 20816-1-2021 — कंपन। मशीन कंपन का मापन और मूल्यांकन। भाग 1. सामान्य दिशानिर्देश।.
  • GOST R ISO 18436-2-2005 — स्थिति निगरानी। कंपन स्थिति निगरानी। भाग 2. प्रशिक्षण और प्रमाणन।.
  • आईएसओ 20816-1:2016 — यांत्रिक कंपन। मापन और मूल्यांकन। भाग 1: सामान्य दिशानिर्देश।.
  • आईएसओ 10816-3:2009 — मशीन कंपन का मूल्यांकन। भाग 3: औद्योगिक मशीनें >15 किलोवाट।.
  • आईईसी 60034-14:2018 — घूर्णनशील विद्युत मशीनें। भाग 14: यांत्रिक कंपन।.
  • आईईईई 43-2013 — इन्सुलेशन प्रतिरोध के परीक्षण के लिए अनुशंसित प्रक्रिया।.
  • आईईईई 1415-2006 — इंडक्शन मशीनरी के रखरखाव परीक्षण के लिए मार्गदर्शिका।.
  • नेमा एमजी 1-2021 — मोटर और जनरेटर। कंपन सीमाएँ और परीक्षण।.
  • आईएसओ 1940-1:2003 — रोटरों के लिए गुणवत्ता संबंधी आवश्यकताओं को संतुलित करें।.

10. Conclusion

प्रमुख नैदानिक सिद्धांत

इलेक्ट्रिक मोटर में खराबी कंपन और करंट स्पेक्ट्रम में विशिष्ट निशान छोड़ती है - लेकिन यह तभी संभव है जब आपको पता हो कि कहां देखना है और आपके पास सही उपकरण सही ढंग से कॉन्फ़िगर किए गए हों।.

  1. 2×LF प्राथमिक विद्युत चुम्बकीय संकेतक है।. आपूर्ति आवृत्ति से ठीक दोगुनी आवृत्ति पर एक प्रमुख शिखर विद्युत चुम्बकीय स्रोत की उपस्थिति का प्रबल संकेत देता है। पावर-ऑफ परीक्षण इसकी पुष्टि करता है।.
  2. दिशा मायने रखती है।. रेडियल 2×LF → एयर गैप / वाइंडिंग / सप्लाई।. AXIAL 2×LF + 1X → विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र विस्थापन — सबसे विनाशकारी दोषों में से एक।.
  3. साइडबैंड कहानी बयां करते हैं।. ± ⅓×LF → आपूर्ति केबल की समस्याएँ। ± Fp → रोटर बार टूट गए हैं। साइडबैंड पैटर्न अक्सर मुख्य शिखर की तुलना में अधिक नैदानिक होता है।.
  4. स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन महत्वपूर्ण है।. 50 हर्ट्ज़ पर चलने वाले 2-पोल मोटर्स के लिए, 2X और 2×LF के बीच लगभग 2 हर्ट्ज़ का ही अंतर होता है। 0.5 हर्ट्ज़ या उससे कम का रिज़ॉल्यूशन अनिवार्य है।.
  5. विधियों को संयोजित करें।. कंपन + एमसीएसए + एमसीए + थर्मोग्राफी। कोई भी एक विधि सभी दोषों को कवर नहीं करती है।.
  6. इलेक्ट्रिशियन से बात करें।. मोटर मरम्मत कर्मियों के पास विशिष्ट मोटरों, उनके इतिहास और आपूर्ति की स्थितियों के बारे में अमूल्य ज्ञान होता है।.

अनुशंसित कार्यप्रवाह

1
कंपन माप
2
पावर-ऑफ टेस्ट
3
वर्णक्रमीय विश्लेषण
4
एमसीएसए (यदि रोटर हो)
5
सही और संतुलित
6
सत्यापन ✓
मोटर डायग्नोस्टिक्स — अनुशंसित कार्यप्रवाह
1. कंपन मापन 3 दिशाएँ, सभी बेयरिंग, ≤0.5 हर्ट्ज़ रिज़ॉल्यूशन।. 2. पावर-ऑफ स्नैप टेस्ट विद्युत बनाम यांत्रिक स्रोत 3. स्पेक्ट्रल विश्लेषण 2×LF, 1X, साइडबैंड, दिशा 4. एमसीएसए (यदि रोटर में खराबी का संदेह हो) करंट क्लैम्प, एलएफ ± एफपी विश्लेषण 5. सही करें और संतुलित करें (बैलेंससेट-1ए) 6. सत्यापन माप ✓ बैलेंससेट-1ए में निम्नलिखित शामिल हैं: ▸ चरण 1, 3 — कंपन स्पेक्ट्रा ▸ चरण 5 — फील्ड बैलेंसिंग ▸ चरण 6 — सत्यापन

निदान के चरणएमसीएसएसत्यापन इस क्रम का व्यवस्थित रूप से पालन करें। पावर-ऑफ परीक्षण (चरण 2) में कुछ सेकंड लगते हैं और यह विद्युत और यांत्रिक स्रोत के बीच विश्वसनीय रूप से अंतर करता है।.

आधुनिक पोर्टेबल ड्यूल-चैनल वाइब्रोमीटर जैसे कि Balanset-1A इससे फील्ड इंजीनियर मोटर दोषों की पहचान के लिए आवश्यक रिज़ॉल्यूशन और फेज़ सटीकता के साथ स्पेक्ट्रल कंपन विश्लेषण करने में सक्षम हो सकेंगे - क्रॉस-फेज़ विश्लेषण के माध्यम से असमान वायु अंतराल का पता लगाने से लेकर बाद में मौके पर ही रोटर को संतुलित करने तक।.

स्रोत: फील्ड वाइब्रेशन डायग्नोस्टिक्स प्रशिक्षण कार्यक्रम; GOST R ISO 20816-1-2021; GOST R ISO 18436-2-2005; IEC 60034-14:2018; IEEE 1415-2006; ISO 1940-1:2003; वाइब्रोमेरा तकनीकी दस्तावेज (बैलेंसेट-1A); EPRI मोटर विश्वसनीयता अध्ययन।.