Dijagnosticiranje električnih kvarova u AC motorima

1. Uvod: Električni kvarovi kao izvor vibracija

Dok vibration analysis obično je povezan s mehaničkim kvarovima kao što su neravnoteža and nedostaci ležaja, također je vrlo moćan alat za otkrivanje problema unutar AC indukcijskih motora. Električni kvarovi generiraju pulsirajuće magnetske sile koje uzrokuju vibracije statora i rotora motora. Te se vibracije prenose kroz okvir motora i mogu se otkriti pomoću akcelerometar.

Ključ za dijagnosticiranje električnih kvarova je traženje specifičnih obrazaca na frekvencijama povezanim s frekvencijom električne mreže (50 ili 60 Hz) i brojem polova u motoru.

2. Kvarovi statora

Problemi sa statorom, poput labavog željeza, labavosti zavojnice ili kratkog spoja lamela, mogu uzrokovati ekscentričnost ili iskrivljenje statora. To rezultira neravnomjernim magnetskim poljem.

• Vibracijski potpis: Primarni pokazatelj kvara statora je vrhunac vibracije visoke amplitude na 2X frekvencija mreže (2xFL)Za motor od 60 Hz, to je 120 Hz (7200 CPM). Za motor od 50 Hz, to je 100 Hz (6000 CPM).
• Karakteristike: Ovaj 2xFL vrh obično je vrlo stabilne amplitude i nije osjetljiv na opterećenje motora. Vibracija je često najveća u smjeru montažnih stopa statora.

3. Kvarovi rotora (slomljene rotorske šipke)

Napuknute ili slomljene rotorske šipke čest su uzrok kvara kod AC indukcijskih motora. Kada se šipka slomi, ona remeti protok struje u rotoru, uzrokujući lokalizirano zagrijavanje i pulsirajući moment.

• Vibracijski potpis: Klasičan znak problema s rotorskom šipkom je bočni pojasevi frekvencije prolaza polova (FP) oko brzina trčanja (1X) vrh i njegovi harmonici.
• Frekvencija prolaska pola (FP): To je brzina kojom rotor "klizi" pored rotirajućeg magnetskog polja statora. Izračunava se kao: FP = Broj polova × Frekvencija klizanjaFrekvencija klizanja je razlika između sinkrone brzine magnetskog polja i stvarne brzine vrtnje rotora.
• Karakteristike: Potražite 1X vrh s dva jasna bočna pojasa, jedan na (1X + FP) i drugi na (1X – FP). Kako oštećenje rotora postaje teže, možete vidjeti bočne pojaseve i oko 2X i 3X harmonika. Za razliku od problema sa statorom, ovaj potpis je vrlo osjetljiv na opterećenje. Amplituda bočnih pojaseva će se povećavati kako se opterećenje motora povećava i mogu potpuno nestati u uvjetima bez opterećenja.

4. Ekscentrični zračni raspor

Zračni raspor je mali razmak između rotora i statora. Ako taj raspor nije ravnomjeran po cijelom obodu, stvara neuravnoteženo magnetsko privlačenje, prisiljavajući rotor na vibracije.

• Statička ekscentričnost: Rotor je centriran u ležajevima, ali jezgra statora nije okrugla. Najuža točka zračnog raspora je fiksna u prostoru.
• Dinamička ekscentričnost: Sam rotor nije okruglog oblika, pa se najuža točka zračnog raspora okreće s rotorom.
• Vibracijski potpis: Obje vrste ekscentričnosti proizvode bočne pojaseve frekvencije prolaza pola (FP) oko vrha 2X linijske frekvencije (2xFL). U težim slučajevima možete vidjeti složeni uzorak bočnih pojaseva na 2xFL ± FP, a također i bočne pojaseve oko harmonika brzine rada.

5. Potvrda i najbolje prakse

• Spektar visoke rezolucije: Dijagnosticiranje električnih kvarova zahtijeva visoku rezoluciju FFT spectrum jasno odvojiti harmonike brzine rada od harmonika mrežne frekvencije i njihovih bočnih pojaseva.
• Opterećenje je kritično: Za probleme s rotorskom šipkom, motor *mora* biti pod značajnim opterećenjem (obično >75%) da bi kvar bio vidljiv.
• Potvrdite s drugim tehnologijama: Električni kvarovi mogu se potvrditi korištenjem drugih tehnologija poput analize struje motora (MCA) ili infracrvene termografije, koje mogu otkriti lokalizirano zagrijavanje uzrokovano slomljenim rotorskim šipkama ili kratkim spojem lamela.

← Natrag na glavni indeks