Elektromos hibák diagnosztizálása váltakozó áramú motorokban rezgésanalízissel
Az elektromos hibák váltakozó áramú indukciós motorokban hiányosságok a mágneses körben — a statorbobinban, a rotorban vagy a közöttük lévő légrésben — amelyek rezgésen keresztül nyilatkoznak meg. Bár rezgéselemzés leggyakrabban olyan mechanikai problémákkal társul, mint a kiegyensúlyozatlanság és csapágyhibák, ezt az elektromos hibák felderítésének hatékony módszere is. Az elektromos hibák pulzáló mágneses erőket hoznak létre, amelyek a statort és a rotort rezgésre késztetik; ezek a rezgések a motor házán keresztül terjednek és könnyen felfoghatók egy gyorsulásmérő. A müvészet a tápellátási frekvenciához és a motor póluspárszámához kötött minták felismerésében rejlik.
1. Bevezetés: Az elektromos hibák, mint rezgésforrás
Az elektromos hibák diagnosztizálásának kulcsa az ellátási frekvenciához kapcsolódó, illetve a motor póluspárszámához kapcsolódó specifikus csúcsok keresése — 50 Hz vagy 60 Hz a régiótól függően — és a motor terhelésétől függően. Mivel ezek az erők mágnesesek és nem pusztán mechanikai jellegűek, két jel különbözteti meg őket a szokásos mechanikai hibáktól: frekvenciáik az ellátáshoz és nem a tengely fordulatszámához kötődnek, és közülük sok a motor terhelésével változik. A klasszikus diagnosztikai teszt a terhelés csökkentése a spektrum megfigyelése közben; egy olyan csúcs, amely összeomlik a terhelés eltávolításakor, szinte biztosan elektromos eredetű. A tiszta megértése elektromos frekvencia and of motor csúszás alapozza meg az alábbi diagnózisokat.
2. Állórész hibák
Az állórészproblémák — laza lemezelés, tekercslazulás vagy rövidre zárt lemezek — excentrikussá vagy torzulttá tehetik az állórészt, egyenetlen mágneses teret létrehozva a furat körül. Ennek eredménye jellemzően egy olyan mágneses erő, amely a hálózati frekvencia kétszeresével lüktet.
- Rezgési aláírás: a leggyakoribb jel egy megemelkedett csúcs itt: 2× the line frequency (2×FL). Egy 60 Hz-es motornál ez 120 Hz (7200 CPM); egy 50 Hz-es motornál 100 Hz (6000 CPM). Vegye figyelembe, hogy a 2×FL csúcs nem kizárólag az állórészhibákra jellemző — a tápfeszültség-egyensúlyhiány, a légrés excentricitása és a gépváz rezonanciája is növelheti.
- Jellemzők: the 2×FL csúcs általában stabilabb és kevésbé terhelésérzékeny, mint a rotorrúd-jelenségek, de nem garantáltan állandó — a diagnózist fázisáram-ellenőrzéssel és a terhelt, illetve terheletlen spektrumok összehasonlításával erősítse meg. A rezgés gyakran az állórész rögzítőlábainak irányában a legnagyobb, ahol a váz a lüktető húzóerővel szemben a legmerevebb. Állórész hibák könnyen összetéveszthetőek a mechanikai lazaság 2× üzemi fordulatszámon, így a terhelés-teszt és a pontos frekvenciamérés fontos.
3. Rotorhibák (törött rotorrudak)
A szétrepedezett vagy eltört rotor rudak az AC indukciós motorok gyakori meghibásodása. Ha egy rúd elszakad, zavarja az áramáramlást a rotor-ketrecben, lokalizált hőmérsékletre vezetve és egy pulzáló nyomatékot létrehozva, amely modulálja az üzemi fordulatszám-rezgést.
- Rezgési aláírás: a klasszikus jele törött rotorrudak van póluslépési gyakoriság (FP) oldalsávok straddling the futási sebesség (1×) peak and its felharmonikusok.
- Póluslépési gyakoriság (FP): az a sebesség, amellyel a rotor elcsúszik a forgó mágneses tér mellett, számítása: FP = pólusok száma × csúszási gyakoriság, ahol a csúszási gyakoriság a mezö szinkron sebessége és a tényleges tengely sebesség közötti különbség.
- Jellemzők: look for a 1× peak flanked by two clear sidebands, one at (1× + FP) és egy a (1× − FP). As damage worsens, sidebands appear around the 2× and 3× harmonics too. Unlike stator faults, this signature is highly load-sensitive — the sidebands grow as load increases and can vanish entirely at no load.
4. Excentrikus légrés
A légrés a rotor és a sztátor közötti kis függőleges tér. Ha ez a lyuk körül nem egyenletes, akkor az eredmény egy kiegyensúlyozatlan mágneses húzás amely arra kényszeríti a rotort, hogy vibráljon.
- Statikus excentricitás: a rotor központosan forog az örvénylményekben, de a sztátor mag kerek alakú, így a rés legszűkebb pontja fix a térben.
- Dinamikus excentricitás: a rotor maga kerek alakú vagy ferde, így a rés legszűkebb pontja forog a rotorral — olyan állapot, amely szorosan kapcsolódik a a rotor excentricitása.
- Rezgési aláírás: a statikus excentricitás jellemzően egy állandó csúcsot emel meg 2×F frekvenciánL, because the narrow-gap point does not move. Dynamic eccentricity modulates the gap as the rotor turns, producing vibration at 1× running speed and pole-pass-frequency sidebands — at 2×FL ± FP és a fordulatszám harmonikusai körül. A gyakorlatban a kettő gyakran együtt jelentkezik, összetett kombinált mintázatot adva.
5. Megerősítés és bevált gyakorlatok
Az elektromos hibák közel helyezkednek el a forgási sebesség komponenseinek spektrumában, ezért szigorú mérés szükséges az elválasztásukhoz.
- Magas felbontású spektrum: az elektromos hibák diagnosztizálása magas felbontást igényel FFT spektrum elegendő vonalakkal, hogy szétválassza a forgási sebesség harmonikusait a vonalfrekvencia harmonikusaitól és az azok körüli szorosan elhelyezkedő oldalsávokból. Egy zoom FFT gyakran az egyetlen módja annak, hogy tisztán felbontsa a csúszási gyakoriság oldalsávokat.
- A terhelés kritikus: a rotor-tekercs hibáinak kimutatásához a motornak jelentős terhelés alatt kell működnie — jellemzően 75% feletti — hogy a hiba látható legyen. A terhelés változtatása a csúcsok megfigyelése során a legjobb helyszíni módszer az elektromos és mechanikai hibaforrások megkülönböztetésére.
- Rögzítse a helyszínen: egy hordozható kétcsatornás analizátor, például a Balanset-1A rögzíti a spektrumot és a motor szinkronizált fordulatszámát a helyszínen, így egyszerű a 2×FL statorscsúcs vagy terhelésfüggő póluscsere-oldalsávok felismerése a szétszerelésbe való beruházás előtt — és abban az esetben, ha az igazi ok mechanikai kiegyensúlyozatlanság, akkor a rotor kiegyensúlyozása ugyanazon a látogatáson.
- Erősítse meg más technológiákkal: a diagnózisok a motor áramának aláíráselemzésével (MCSA) vagy az infravörös termográfiávalerősíthetők meg, amely a szakadott tekercsek vagy rövidzárt lemezelésdik által okozott lokalizált melegedést mutatja. A motorhibák szélesebb családjával való összevetés elkerüli az elektromos hiba mechanikai hibával való összetévesztését.
