Տատանումների սպեկտրալ վերլուծություն

Էլեկտրական մոտորների դեֆեկտներ. հաճախությունների սպեկտրի համապարփակ վերլուծություն

Էլեկտրական շարժիչները սպառում են մոտավորապես 45% արդյունաբերական էլեկտրաէներգիայի ամբողջ աշխարհում։ EPRI-ի ուսումնասիրությունների համաձայն՝ ձախողումները բաշխվում են հետևյալ կերպ. ~23% ստատորի թերություններ, ~10% ռոտորի թերություններ, ~41% առանցքակալների աստիճանական վատթարացում, և ~26% արտաքին գործոններ։ Այս ձախողման ռեժիմներից շատերը թողնում են առանձնահատուկ «հետքեր» տատանումների սպեկտրում՝ լիովին կատաստրոֆիկ խափանումից շատ առաջ։

Այս հոդվածը տրամադրում է համապարփակ ուղեցույց էլեկտրական շարժիչների թերությունները բացահայտելու համար՝ օգտագործելով տատանումների սպեկտրալ վերլուծությունը և լրացուցիչ մեթոդները. MCSA, ESA և MCA։

25 րոպե ընթերցում ISO 20816 · IEC 60034 · IEEE 1415 Balanset-1A
~23%
Ստատորի խափանումներ
~10%
Ռոտորի թերություններ
~41%
Առանցքակալների աստիճանական վատթարացում
~26%
Արտաքին գործոններ

1. Էլեկտրական հիմունքները տատանումների վերլուծաբանի համար

Շարժիչի թերությունները տատանումների սպեկտրներից դիագնոստիկելուց առաջ անհրաժեշտ է հասկանալ հիմնական էլեկտրական հաճախությունները, որոնք առաջացնում են շարժիչի տատանումները։

1.1. Ցանցի հաճախություն (LF)

Փոփոխական հոսանքի մատակարարման հաճախությունը. 50 Hz Եվրոպայի, Ասիայի, Աֆրիկայի և Ռուսաստանի մեծ մասում. 60 Հց Հյուսիսային Ամերիկայում և Հարավային Ամերիկայի և Ասիայի որոշ մասերում։ Շարժիչի բոլոր էլեկտրամագնիսական ուժերը ստացվում են այս հաճախությունից։

1.2. Երկու անգամ ցանցի հաճախություն (2×LF)

գերիշխող էլեկտրամագնիսական ուժի հաճախություն փոփոխական հոսանքի շարժիչներում։ 50 Հց համակարգում 2×LF = 100 Hz; 60 Հց համակարգում 2×LF = 120 Հց։ Ստատորի և ռոտորի միջև մագնիսական ձգողական ուժը գագաթնակետին է հասնում էլեկտրական ցիկլի ընթացքում երկու անգամ, ինչը 2×LF-ը դարձնում է յուրաքանչյուր փոփոխական հոսանքի շարժիչի հիմնական «էլեկտրական տատանումների» հաճախությունը։

2×LF = 2 × fճանապարհ = 100 Հց (50 Հց համակարգեր)  |  120 Հց (60 Հց համակարգեր)

1.3. Սինխրոն արագություն և սահք

Ստատորի մագնիսական դաշտը պտտվում է սինխրոն արագությամբ.

Ns = 120 × fճանապարհ / P   (RPM)

որտեղ P բևեռների քանակն է։ Ինդուկցիոն շարժիչի ռոտորը միշտ պտտվում է մի փոքր ավելի դանդաղ։ Այս տարբերությունը սահք:

s = (Ns − N) / Ns

Ստանդարտ ինդուկցիոն շարժիչների սովորական լիարժեք բեռնվածքի սահքը. 1–5%. 50 Հց-ի համար 2-բևեռանի շարժիչի դեպքում՝ Ns = 3000 RPM, փաստացի պտտաթիվը ≈ 2940–2970 RPM:

1.4. Բևեռների անցման հաճախություն (Fp)

Այն արագությունը, որով ռոտորի բևեռները «սահում են» ստատորի բևեռների կողքով: Արդյունքը ունիվերսալ է — անկախ բևեռների քանակից.

Fp = 2 × s × fճանապարհ = 2 × fs  —  անկախ P բևեռների քանակից

50 Հց-ով աշխատող շարժիչի համար՝ 2% սահքով. Fp = 2 × 0.02 × 50 = 2 Hz. Այս հաճախությունը հայտնվում է որպես բնորոշ կողմնային շերտեր (sidebands) ռոտորի ձողերի խափանման դեպքում:

1.5. Ռոտորի ձողերի անցման հաճախություն

fRBPF = R × fպտ

Որտեղ R-ը ռոտորի ձողերի քանակն է: Այս հաճախությունը և դրա կողմնային շերտերը նշանակալի են դառնում, երբ ռոտորի ձողերը վնասված են:

1.6. Հիմնական հաճախությունների հղումների աղյուսակ

ՆշանԱնունԲանաձևՕրինակ (50 Հց, 2-բևեռանի, 2% սահք)
LFՃանապարհային հաճախությունfճանապարհ50 Hz
2×LFԵրկու անգամ ցանցի հաճախություն2 × fճանապարհ100 Hz
fsyncՍինխրոն հաճախություն2 × fճանապարհ / P50 Հց (P=2) | 25 Հց (P=4)
1XՊտտման հաճախականություն(1 − s) × fսինխրոնիզացիա49 Հց (2940 RPM)
FpԲևեռանցման հաճախություն2 × s × fճանապարհ2 Hz
fRBPFՌոտորի ձողերի անցման հաճախ.R × fպտ16 × 49 = 784 Հց
Կարևոր նշում

50 Հց համակարգում. 2×LF = 100 Հց և 2X ≈ 98 Հց (2-բևեռանի շարժիչի համար): Այս երկու գագաթները տարբերվում են միայն 2 Հց-ով. Դրանք առանձնացնելու համար անհրաժեշտ է հաճախությունների սպեկտրի լուծաչափը ≤ 0.5 Hz օգտագործեք 4–8 վ կամ ավելի երկար գրառումների երկարություններ. 2X-ը 2×LF-ի հետ շփոթելը հանգեցնում է արմատական սխալ ախտորոշման՝ մեխանիկական թերությունը շփոթելով էլեկտրականի հետ։ Այս մոտիկությունը բնորոշ է 2-բևեռանի մեքենաներին։ 4-բևեռանի համար՝ 2X ≈ 49 Hz — լավ առանձնացված է 2×LF = 100 Hz-ից։

Շարժիչի լայնական հատույթ. հիմնական բաղադրիչներ և օդային բացակ
ՍՏԱՏՈՐ Միլի ակոսներ ՕԴԱՅԻՆ ԲԱՑԱԿ (սովորաբար 0.25 – 2 մմ) (քննադատական պարամետր) ՌՈՏՈՐ Ռոտորի ձողիկներ (ցույց է տրված՝ 16) տանում են ինդուկցված հոսանք Լիսեռ Ստատորի ներքին տրամագիծ (շերտավորված միջուկ) Հիմնական հաճախություններ ▸ Ստատոր → 2×LF ▸ Օդային բացակ → 2×LF ± 1X ▸ Սադեցված ձողիկներ → 1X ± Fp MCSA. LF ± Fp ▸ Ձողիկի անցում → R × frot ▸ Մեխանիկական → 1X, 2X, nX ▸ Առանցքային տեղաշարժ → 2×LF ± 1X (առ.) 50 Հց-ի դեպքում՝ 2×LF = 100 Հց ± = կողմնային շերտեր (մոդուլյացիա) Սխեմատիկ՝ ոչ մասշտաբային։ Ակոսների/ձողիկների իրական քանակը կախված է շարժիչի դիզայնից։

ՍտատորՌոտորՄիլերՕդային բացակՄեխանիկականԱռանցքային Օդային բացակի ցանկացած խեղաթյուրում ուղղակիորեն փոխում է մագնիսական ձգողությունը, ինչն անմիջապես փոխում է տատանումների պատկերը։ ± նշանը նշանակում է կողմնային շերտեր (մոդուլյացիա)։

2. Ախտորոշիչ մեթոդների ակնարկ

Ոչ մի մեկուսի տեխնիկա չի կարող հայտնաբերել էլեկտրական շարժիչի բոլոր թերությունները։ Հուսալի ախտորոշիչ ծրագիրը համադրում է մի քանի լրացուցիչ մեթոդներ.

Էլեկտրական շարժիչի ախտորոշիչ մեթոդներ
ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ՇԱՐԺԻՉ 1. Տատանումների վերլուծություն Սպեկտրներ և ժամանակային ազդանշան 1X, 2X, 2×LF, հարմոնիկներ ✓ Մեխանիկական + որոշ էլեկտրական ✗ Չի կարող հայտնաբերել բոլոր էլեկտրական թերությունները 2. MCSA Շարժիչի հոսանքի սիգնալի վերլուծություն Վերլուծություն — հոսանքի խցիկ ✓ Խափանված ռոտորի ձողիկներ, էքսցենտրիսիտետ ✓ Առցանց, ոչ ներխուժող 3. ESA Էլեկտրական սիգնալի վերլուծություն Վոլտաժի + հոսանքի սպեկտրներ ✓ Մատակարարման որակ, ստատորի թերություններ ✓ Առցանց, MCC-ում 4. MCA Շարժիչի շղթայի վերլուծություն Իմպեդանս, դիմադրություն ✓ Իզոլյացիա, փաթույթների միջև կարճ միացումներ ✗ Միայն օֆլայն (շարժիչը կանգնած) 5. Թերմոգրաֆիա Ստատորի ջերմաստիճանի + առանցքակալի ջերմաստիճանի մոնիտորինգ

ԹրթռումMCSAESAMCAԹերմոգրաֆիա Ոչ մի մեթոդ չի ապահովում ամբողջական ծածկույթ։ Ուժեղորեն խորհուրդ է տրվում կիրառել համադրված դիագնոստիկ մոտեցում։

2.1. Տատանումների սպեկտրալ վերլուծություն

Հիմնական գործիքը մեծ մասամբ պտտվող սարքավորումների դիագնոստիկայի համար։ Առանցքակալի իրանների վրա տեղադրված ակսելերոմետրները գրանցում են սպեկտրներ, որոնք բացահայտում են մեխանիկական թերությունները (անհավասարակշռություն, առանցքների շեղվածություն, առանցքակալի մաշվածություն) և որոշ էլեկտրական թերություններ (անհավասար օդային ճեղք, թույլ փաթույթներ)։ Սակայն, տատանումների վերլուծությունը միայնակ չի կարող հայտնաբերել բոլոր շարժիչի էլեկտրական թերությունները.

2.2. Շարժիչի հոսանքի սիգնալի վերլուծություն (MCSA)

Մի փուլի վրա տեղադրված հոսանքի խցիկը գրանցում է հոսանքի սպեկտրը։ Խափանված ռոտորի ձողիկները առաջացնում են կողմնակի շերտեր LF ± Fp։ MCSA-ն կատարվում է առցանց և լիովին ոչ ներխուժող է։

2.3. Էլեկտրական սիգնալի վերլուծություն (ESA)

Միաժամանակ վերլուծում է թե՛ լարման, թե՛ հոսանքի սպեկտրները MCC-ում։ Հայտնաբերում է մատակարարման լարման ասիմետրիան, հարմոնիկ խեղաթյուրումը և էլեկտրաէներգիայի որակի խնդիրները։

2.4. Շարժիչի շղթայի վերլուծություն (MCA)

Մի օֆլայն Փորձարկում՝ չափելով փուլերի միջև դիմադրությունը, ինդուկտիվությունը, իմպեդանսը և իզոլյացիայի դիմադրությունը։ Անհրաժեշտ է սպասարկման կանգառների ընթացքում։

2.5. Ջերմաստիճանի մոնիտորինգ

Ստատորի փաթույթների ջերմաստիճանի և առանցքակալի ջերմաստիճանի միտումների վերլուծությունը ապահովում է վաղ զգուշացում գերբեռնվածության, սառեցման խնդիրների և իզոլյացիայի քայքայման վերաբերյալ։

Գործնական մոտեցում։ Համապարփակ շարժիչի դիագնոստիկ ծրագրի համար համադրեք առնվազն հետևյալը. (1) տատանումների սպեկտրալ վերլուծություն, (2) MCSA հոսանքի խցիկով և (3) կանոնավոր զրույցներ էլեկտրիկների և շարժիչների վերանորոգման անձնակազմի հետ — նրանց գործնական փորձը հաճախ բացահայտում է կարևոր համատեքստ, որը միայն սարքերը չեն կարող ապահովել։

3. Ստատորի դեֆեկտներ

Ստատորի թերությունները պատասխանատու են մոտավորապես բոլոր շարժիչի ձախողումների 23–37%-ի համար. Ստատորը անշարժ մասն է, որը պարունակում է լամինացված երկաթե միջուկ և փաթեթներ։ Ձախողումները հիմնականում առաջացնում են տատանումներ 2×LF (100 Hz / 120 Hz) և դրա բազմապատիկներում։

3.1. Ստատորի էքսցենտրիսիտետ — անհավասար օդային բացակ

Ռոտորի և ստատորի միջև օդային բացակը սովորաբար 0.25–2 մմ. Եթե նույնիսկ 10% տարբերություն ստեղծում է չափելի էլեկտրամագնիսական ուժերի անհավասարակշռություն։

Պատճառներ

  • Փափուկ հենակ — ամենատարածված պատճառը
  • Մաշված կամ վնասված առանցքակալի իրաններ
  • Չափազանց տեղափոխման կամ տեղադրման պատճառով շրջանակի դեֆորմացիա
  • Աշխատանքային պայմաններում ջերմային դեֆորմացիա
  • Վատ արտադրական թույլտվություններ

Հաճախականության սպեկտրի բնութագիր

  • Սովորաբար գերիշխող 2×LF ռադիալ արագության սպեկտրում
  • Հաճախ ուղեկցվում է փոքր ավելացումով 1X և 2X անհավասար մագնիսական ձգման (UMP) պատճառով
  • Ստատիկ էքսցենտրիսիտետ. 2×LF գերիշխում է քիչ մոդուլյացիայով
  • Դինամիկ բաղադրիչ. կողային շերտեր 2×LF ± 1X կարող են հայտնվել
Սպեկտր. առանձնահատուկ 2×LF + փոքր 1X և 2X ավելացում (ռադիալ ուղղություն)

Ուժգնության գնահատում

2×LF ամպլիտուդ (արագության RMS)Գնահատում
< 1 մմ/վՆորմալ է մեծամասնության շարժիչների համար
1–3 մմ/վՆկատի ունեցեք — ստուգեք «փափուկ ոտքը», առանցքակալի բացակը
3–6 մմ/վԶգուշացում — ուսումնասիրեք և պլանավորեք ուղղում
> 6 մմ/վՎտանգ — անհապաղ միջոցառումներ են պահանջվում

Նշում. Սրանք նկարագրական ուղեցույցներ են, ոչ թե պաշտոնական ստանդարտ։ Միշդ համեմատեք մեքենայի սեփական բազային արժեքի հետ։

Հաստատման թեստ

Էլեկտրաէներգիայի անջատման թեստ (սնապ թեստ). Տատանումները մոնիտորինգի ժամանակ, անջատեք շարժիչի էլեկտրաէներգիան։ Եթե 2×LF գագաթը կտրուկ նվազում է — վայրկյանների ընթացքում, շատ ավելի արագ, քան մեխանիկական ազատ դանդաղեցումը — աղբյուրը էլեկտրամագնիսական է։

Կարևոր

Մի շփոթեք ստատորի էքսցենտրիսիտետը առանցքների շեղվածության հետ։ Երկուսն էլ կարող են առաջացնել բարձրացած 2X։ Հիմնականը. 2×LF ճիշտ 100.00 Hz էլեկտրական է. 2X հետևում է ռոտորի պտտաթվին և տեղաշարժվում, եթե արագությունը փոխվում է։ Համոզվեք, որ լուծաչափը ≤ 0.5 Hz։

3.2. Լարվածքների թույլ ամրացում ստատորում

Ստատորի լարվածքները ենթարկվում են էլեկտրամագնիսական ուժերի 2×LF հաճախությամբ յուրաքանչյուր աշխատանքային ցիկլի ընթացքում: Տարիների ընթացքում մեխանիկական ամրացումը (էպոքսիդ, լաք, շեղբեր) կարող է վատթարանալ: Թույլ ամրացված լարվածքները տատանվում են 2×LF հաճախությամբ՝ աճող ամպլիտուդով, ինչը արագացնում է մեկուսիչի մաշվածքը միկրոսահքի հետևանքով:

Հաճախականության սպեկտրի բնութագիր

Բարձրացած 2×LF — հաճախ ժամանակի ընթացքում աճով (տրենդավորում)
  • Հիմնականում ռադիալ տատանումներ
  • 2×LF-ն կարող է ավելի քիչ կայուն լինել — ամպլիտուդի փոքր տատանումներ
  • Խիստ դեպքերում. հարմոնիկներ 4×LF, 6×LF հաճախություններով

Հետևանքներ

Սա քանդող է լարվածքի մեկուսիչի համար — հանգեցնում է արագացված վատթարացման, անկանխատեսելի հողային կարճ միացումների և ստատորի լիակատար ձախողման, որը պահանջում է վերալարում:

3.3. Թույլ հզորության խոշոր — ֆազային ասիմետրիա

Վատ կապը ստեղծում է դիմադրության ասիմետրիա: Նույնիսկ 1% լարման ասիմետրիան պատճառ է դառնում մոտավորապես 6–10% հոսանքի ասիմետրիայի: Անհավասարակշռված հոսանքները ստեղծում են հետադարձ պտտվող մագնիսական դաշտի բաղադրիչ:

Հաճախականության սպեկտրի բնութագիր

Բարձրացած 2×LF — ֆազային ասիմետրիայի հիմնական ցուցանիշ
  • 2×LF ամպլիտուդը մեծանում է անհավասարակշռված մագնիսական ձգման պատճառով
  • Որոշ դեպքերում, ±⅓×LF-ին մոտ կողմնային շերտեր (~16.7 Հց 50 Հց համակարգերում) 2×LF գագաթի շուրջ
  • Հոսանքի սպեկտրում (MCSA). բարձրացած բացասական հաջորդականության հոսանք

Գործնական ստուգումներ

  • Ստուգել բոլոր խոշորների ավարտումները, բաշխիչ շինիկների միացումները, կոնտակտորի կոնտակտները
  • Թողարկել ֆազային դիմադրությունը — 1%-ի սահմաններում միմյանց նկատմամբ
  • Թողարկել մատակարարման լարումը բոլոր երեք ֆազերում — ասիմետրիան չպետք է գերազանցի 1%-ը
  • Խոշորի ավարտման տուփի ԻՌ թերմոգրաֆիա

3.4. Ստատորի թիթեղների կարճ միացում

Թիթեղների միջև մեկուսիչի վնասվածքը թույլ է տալիս շրջանառվող հոսանքների շրջանառությունը, ստեղծելով տեղայնացված տաք կետեր: Միշտ չէ, որ հայտնաբերվում է տատանումների սպեկտրներում — ԻՌ թերմոգրաֆիան հիմնական հայտնաբերման մեթոդն է: Օֆլայն. էլեկտրամագնիսական միջուկի փորձարկում (EL-CID փորձարկում):

3.5. Լարվածքների միջև կարճ միացում

Լարվածքների միջև կարճ միացումը ստեղծում է տեղայնացված շրջանառվող հոսանքի օղակ, նվազեցնելով ազդեցված կոճի արդյունավետ շրջանառությունները: Պատճառ է դառնում մեծացած 2×LF, բարձրացած LF-ի 3-րդ հարմոնիկը հոսանքում և ֆազային հոսանքի ասիմետրիան: Ամենալավ հայտնաբերվում է MCA շպրից փորձարկմամբ օֆլայն:

Ստատորի թերություններ — Սպեկտրալ նշանների ամփոփում
Լեգենդ 2×LF գագաթ (100 Հց) — էլեկտրական 1X / 2X գագաթներ — մեխանիկական Կողմնային շերտեր (մոդուլյացիա) Ա. Ստատորի էքսցենտրիսիտետ / Անհավասար օդային ճեղք (§3.1) Ամպլիտուդ 1X 2X 2×LF 49 Հց 98 100 Hz 2 Հց բացը! (անհրաժեշտ է ≤0.5 Հց լուծաչափ) 2×LF ԴՈՄԻՆԱՆՏ Ռադիալ ուղղություն Թափանցում է հոսանքից շեղման դեպքում Բ. Խոշոր հոսանքի խցիկ / Փուլային ասիմետրիա (§3.3) Ամպլիտուդ 83 Հց 2×LF 117 Հց −⅓LF +⅓LF ± ⅓×LF կողմնային շերտեր (16.7 Հց) 83 Հց 100 Հց (2×LF) 117 Հց 2×LF բարձրացված Փուլային դիմադրության ասիմետրիա պատճառ է դառնում հետադարձ պտտվող դաշտ Ստուգել՝ • Կաբելի ծայրամասեր • Փուլ-փուլ R • Ինֆրակարմիր թերմոգրաֆիա

2×LF1X / 2XԿողային շերտեր Հոսանքից շեղման թեստը հաստատում է էլեկտրամագնիսական ծագումը. եթե 2×LF կտրուկ նվազում է էլեկտրաէներգիայի չեղարկումից հետո (շատ ավելի արագ, քան ազատ դանդաղեցումը), ապա աղբյուրը էլեկտրամագնիսական է։

4. Ռոտորի թերություններ

Ռոտորի թերությունները կազմում են մոտավորապես շարժիչի ձախողումների 5–10% բայց հաճախ ամենադժվարն են վաղ հայտնաբերելու համար։

4.1. Սեղմված ռոտորի ձողեր և ճաքած ծայրային օղակներ

Երբ ձողը ճաքում է, հոսանքի վերաբաշխումը ստեղծում է տեղային մագնիսական ասիմետրիա — էֆեկտիվորեն «մագնիսական ծանր կետ», որը պտտվում է սահքի հաճախությամբ ստատորի դաշտի նկատմամբ։

Տատանումների սիգնատուրա

  • 1X պիկը կողմնային շերտերը ± Fp. 50 Հց / 2% սահքի համար. կողմնային շերտերը 1X ± 2 Հց
  • Խիստ դեպքերում. լրացուցիչ կողմնային շերտեր ± 2Fp, ± 3Fp
  • 2×LF կարող է նաև ցույց տալ Fp կողմնային շերտեր

MCSA Նշան

Հոսանքի սպեկտր. LF ± Fp   (50 ± 2 Հց = 48 Հց և 52 Հց)

MCSA Ուժգնության Սանդղակ

Կողմնային շերտի մակարդակը LF պիկի նկատմամբԳնահատում
< −54 դԲԸնդհանուր առմամբ առողջ ռոտոր
−54-ից −48 դԲԿարող է ցույց տալ 1–2 ճաքած ձողեր — հետևել միտումներին
−48-ից −40 դԲՀավանաբար մի քանի խափանված ձողեր — պլանավորել ստուգում
> −40 դԲԽիստ վնասվածք — երկրորդային ձախողումների ռիսկ

Կարևոր է. MCSA-ն պահանջում է կայուն բեռնվածք՝ մոտ անվանական պայմաններին։ Բաժնային բեռնվածքի դեպքում կողմնակի շերտերի ամպլիտուդը նվազում է։

Ժամանակային ալիքաձև

Խափանված ռոտորի ձողերը առաջացնում են բնորոշ «հարվածային» պատկեր — ամպլիտուդը մոդուլացվում է բևեռային անցման հաճախությամբ։ Հաճախ տեսանելի է, մինչև սպեկտրալ կողմնակի շերտերը դառնան հստակ։

Խափանված ռոտորի ձողեր — տատանումների և հոսանքի սպեկտրալ պատկերներ
Տատանումների սպեկտր (արագություն, շառավղային ուղղություն) Ամպլիտուդ −2Fp 1X−Fp 1X 1X+Fp +2Fp ± Fp (բևեռային անցման հաճախություն) Տատանումների պատկեր • 1X = կրիչ (պտտման հաճախություն) • ±Fp կողմնակի շերտեր = ռոտորի ասիմետրիա • Ավելի շատ կողմնակի շերտեր = ավելի շատ ձողեր • «Հարվածային» պատկեր ժամանակային ազդանշանում Օրինակ. 50 Հց, 2 բևեռ, 2% սահք 1X = 49 Հց, Fp = 2 Հց Կողմնակի շերտեր. 47 Հց և 51 Հց Հոսանքի սպեկտր (MCSA) (շարժիչի մատակարարման հոսանք՝ կլամպով) Ամպլիտուդ (դԲ) 48 ՀցLF − Fp 50 HzLF 52 ՀցLF + Fp ± Fp = ± 2 Հց կողմնակի շերտեր MCSA Ուժգնության Սանդղակ (կողմնակի շերտի ամպլիտուդը LF գագաթի նկատմամբ) < −54 դԲ — առողջ ռոտոր −54-ից −48 դԲ — կասկածելի 1-2 ձողեր −48-ից −40 դԲ — հավանաբար մի քանի > −40 դԲ — խիստ (պլանավորել վերանորոգում) Մոտավոր կանոն անվանական բեռնվածքի դեպքում

1X±Fp կողմնակի թերթիկներMCSA կողմնակի թերթիկներ Ռոտորի ձախողված ձողերը լավագույնս հաստատվում են MCSA-ի միջոցով։ Տատանումների սպեկտրը ենթադրում է թերությունը՝ MCSA-ն ապահովում է քանակական ուժգնության գնահատում։

4.2. Ռոտորի էքսցենտրիսիտետ (ստատիկ և դինամիկ)

Ստատիկ էքսցենտրիսիտետ

Լիսեռի կենտրոնական գծի շեղումը ստատորի բացվածքից։ Առաջացնում է բարձրացած 2×LF։ Հոսանքում՝ ռոտորի անցքերի հարմոնիկները fRBPF ± LF.

Դինամիկ էքսցենտրիսիտետ

Ռոտորի կենտրոնը ուղեծրով է պտտվում ստատորի բացվածքի կենտրոնի շուրջ։ Առաջացնում է 1X՝ 2×LF կողմնակի թերթիկներով և բարձրացած ռոտորի ձողի անցման հաճախություն։ Հոսանքում՝ կողմնակի թերթիկները LF ± fպտ.

Գործնականում երկու տեսակներն էլ սովորաբար միաժամանակ առկա են՝ նախշը սուպերպոզիցիա է։

4.3. Ջերմային ռոտորի ծռվածք

Մեծ շարժիչները կարող են զարգացնել ջերմաստիճանի գրադիենտ, որն առաջացնում է ժամանակավոր ծռվածք։ Առաջացնում է 1X, որը փոխվում է ժամանակի ընթացքում արագացումից հետո՝ սովորաբար աճում է 15–60 րոպեի ընթացքում, այնուհետև կայունանում։ Փուլային անկյունը դրիֆտում է ծռվածքի զարգացման ընթացքում։ Տարբերել մեխանիկական անհավասարակշռությունից (որը կայուն է)՝ մոնիտորինգի ենթարկելով 1X ամպլիտուդը և փուլը 30–60 րոպե արագացումից հետո։

4.4. Էլեկտրամագնիսական դաշտի տեղաշարժ (առանցքային տեղաշարժ)

Եթե ռոտորը առանցքային տեղաշարժված է ստատորի նկատմամբ, էլեկտրամագնիսական դաշտի բաշխումը դառնում է առանցքային ասիմետրիկ։ Ռոտորը ենթարկվում է տատանվող առանցքային էլեկտրամագնիսական ուժի 2×LF-ում.

Պատճառներ

  • Ռոտորի սխալ առանցքային դիրքավորումը ժողովման ընթացքում կամ առանցքակալի փոխարինումից հետո
  • Առանցքակալի մաշվածությունը, որը թույլ է տալիս գերազանց առանցքային խաղ
  • Լիսեռի շպրոտային ուժը շարժվող մեքենայից
  • Ջերմային ընդարձակումը աշխատանքի ընթացքում
Առանցքային 2×LF (գերիշխող) & բարձրացած 1X — հիմնականում առանցքային ուղղությամբ
Կրիտիկական թերություն

Այս թերությունը կարող է լինել առանցքակալների համար չափազանց ոչնչացնող։ Տատանվող առանցքային ուժը 2×LF-ում ստեղծում է ցիկլային հոգնածության բեռնվածք շպրոտային մակերեսների վրա։ Միշտ նշեք մագնիսական կենտրոնի դիրքը և ստուգեք այն առանցքակալների փոխարինման ժամանակ։ Սա ամենաոչնչացնողներից մեկն է՝ սակայն ամենախուսափելի շարժիչի թերություններից։

Էլեկտրամագնիսական դաշտի տեղաշարժ՝ առանցքային ռոտորի տեղաշարժ
Նորմալ՝ ռոտորը կենտրոնացված է ՍՏԱՏՈՐԻ ԼԱՄԻՆԱՑԻԱՅԻՆ ՓԱԿԵՏ ՌՈՏՈՐ Ստատորի CL = Ռոտորի CL հավասար հավասար ✓ Հավասարակշռված առանցքային ԷՄ ուժեր Նվազագույն առանցքային տատանումներ Մագնիսական կենտրոն = զուտ առանցքային ուժ ≈ 0 Ձեռքի փոփոխություն: Ռոտորի առանցքային տեղաշարժ ՍՏԱՏՈՐԻ ԼԱՄԻՆԱՑԻԱՅԻՆ ՓԱԿԵՏ ՌՈՏՈՐ Ստատորի CL Ռոտորի CL Δx (առանցքային տեղաշարժ) Ռոտորի երկարություն ստատորից դուրս F առանցքային 2×LF-ում ✗ Բարձրացած առանցքային 2×LF և 1X Կարող է արագացնել մղման առանցքակալի մաշվածքը Ուժգնությունը կախված է տեղաշարժի մեծությունից Ինչպե՞ս հայտնաբերել և հաստատել. ✓ Դրոշմել մագնիսական կենտրոնը ժողովի ժամանակ ✓ Ստուգել դիրքը առանցքակալի փոխարինումից հետո ✓ Չափել առանցքային տատանումները 2×LF-ում ✓ Անջատման թեստ. 2×LF-ն անհետանում է ակնթարթորեն ✓ Համեմատել ազատ դանդաղեցումը. էլեկտրական vs մեխանիկական ✓ Ստուգել մղման առանցքակալի ջերմաստիճանը Ազատել (միանման ախտանիշներ). • Կցորդիչի անկյունային շեղվածություն (առանցքային 1X և 2X) • Առանցքային կառուցվածքային ռեզոնանս • «Փափուկ ոտք» / թուլություն (առանցքային բաղադրիչ) • Հոսքից առաջացած առանցքային բեռնվածք (պոմպեր, օդափոխիչներ) • Մատակարարման լարման անհավասարակշռություն • Ռադիալ էքսցենտրիսիտետ (→ 2×LF ռադիալ) Սխեմատիկ առանցքային կողմնային տեսք — ոչ մասշտաբային:

Առանցքային էլեկտրամագնիսական ուժՏեղաշարժ / ցցվածքՍտատորի CLՀայտնաբերում Առանցքային 2×LF-ն, որը անհետանում է ակնթարթորեն անջատման ժամանակ, հիմնական տարբերակիչն է մեխանիկական պատճառներից:

5. Առանցքակալի հետ կապված էլեկտրական ձեռքեր

5.1. Առանցքակալի հոսանքներ և EDM

Լիսեռի և իրանի միջև լարումը առաջացնում է հոսանքի հոսք առանցքակալների միջով: Աղբյուրները. մագնիսական ասիմետրիա, VFD-ի ընդհանուր ռեժիմի լարում, ստատիկ լիցք: Կրկնվող զետեղումները ստեղծում են միկրոսկոպիկ խոռոչներ (Էլեկտրական զետեղման մեքենայացում) հանգեցնում է փայտե փայտե — հավասարաչափ բաշխված ակոսներ գլորման ուղիների վրա:

Հաճախականության սպեկտրի բնութագիր

  • Առանցքակալի ձեռքերի հաճախություններ (BPFO, BPFI, BSF) շատ համասեռ, «մաքուր» գագաթներով
  • Բարձրացած բարձր հաճախականության աղմուկի հիմք արագացման սպեկտրում
  • Զարգացած. բնորոշ «փայտե փայտե» ձայն

Կանխարգելում

  • Իզոլացված առանցքակալներ (պատված օղակներ)
  • Լիսեռի երկրաչափական շղթայի շեղումներ (հատկապես VFD կիրառությունների համար)
  • VFD ելքի վրա ընդհանուր ռեժիմի զտիչներ
  • Լիսեռի լարման կանոնավոր չափում — 0.5 V գագաթայինից ցածր

6. Փոփոխական հաճախականության շարժիչի (VFD) ազդեցություններ

6.1. Հաճախականության տեղաշարժ

Բոլոր շարժիչի էլեկտրական հաճախականությունները տեղաշարժվում են համեմատականորեն VFD ելքի հաճախականության հետ: Եթե VFD-ն աշխատում է 45 Hz-ով, ապա 2×LF-ն դառնում է 90 Hz: Զանգահարման գոտիները պետք է լինեն արագությանը հարմարվողական.

6.2. PWM հարմոնիկներ

Փոխանակման հաճախականությունը (2–16 kHz) և կողմնային գոտիները հայտնվում են սպեկտրներում: Կարող է առաջացնել լսելի աղմուկ և առանցքակալի հոսանքներ:

6.3. Վրիպող գրգռում

Ցածր կարգի հարմոնիկները (5-րդ, 7-րդ, 11-րդ, 13-րդ) ստեղծում են պտտող մոմենտի պուլսացիաներ, որոնք կարող են գրգռել վրիպող սեփական հաճախականությունները:

6.4. Ռեզոնանսային գրգռում

Երբ VFD-ն անցնում է պտտաթվի միջակայքով, գրգռման հաճախականությունները կարող են անցնել կառուցվածքային սեփական հաճախականությունների միջով: VFD-ով աշխատող սարքավորումների համար պետք է սահմանել կրիտիկական պտտաթվի քարտեզներ:

7. Տարբերակիչ դիագնոստիկայի ամփոփում

ԹերությունՀիմնական հաճախականությունՈւղղությունԿողմնային գոտիներ / ՆշումներՀաստատում
Ստատորի էքսցենտրիսիտետ2×LFՃառագայթայինՓոքր 1X, 2X աճԷլեկտրաէներգիայի անջատման թեստ; «փափուկ ոտքի» ստուգում
Խոշորացված խճողում2×LFՃառագայթայինԱճող միտում; 4×LF, 6×LFՄիտումների վերլուծություն; MCA ճնշման թեստ
Խոշորացված խճողում2×LFՃառագայթային± ⅓×LF կողմնային գոտիներՖազային դիմադրություն; IR թերմոգրաֆիա
Միջպարուրային կարճ միացում2×LFՃառագայթայինՀոսանքի ասիմետրիա; 3-րդ հարմոնիկMCA ճնշման թեստ; MCSA
Կարճ միացված լամինատներՓոքր 2×LF—Հիմնականում ջերմայինIR թերմոգրաֆիա; EL-CID
Ռոտորի խախտված ձողեր1XՃառագայթային± Fp կողմնային գոտիներ; բաթինգMCSA: LF ± Fp dB մակարդակ
Ռոտորի էքսցենտրիսիտետ (ստատիկ)2×LFՃառագայթայինՌոտորի ակոսների հարմոնիկներ ± LFՕդային ճեղքի չափում; MCSA
Ռոտորի էքսցենտրիսիտետ (դինամիկ)1X + 2×LFՃառագայթայինfRBPF կողմնային շերտերՕրբիտայի վերլուծություն; MCSA
Լիսեռի ջերմային ծռվածք1X (դրիֆտ)ՃառագայթայինԱմպլիտուդի և փուլի փոփոխություն ջերմաստիճանից կախված30-60 րոպեային միացման ընթացքի վերլուծություն
Մագնիսական դաշտի տեղաշարժ2×LF + 1XԱռանցքայինՈւժեղ առանցքային 2×LFԼիսեռի առանցքային դիրք; անջատման թեստ
Առանցքակալի EDM / ակոսավորումBPFO / BPFIՃառագայթայինՀավասարաչափ գագաթներ; բարձր HF աղմուկԼիսեռի լարում; արտաքին զննում
Շարժիչի թերությունների ախտորոշման սխեմա
Շարժիչի տատանումների բարձրացում Անջատում արագ թեստ Ամենայն հնարավորությամբ անկում ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ աղբյուրը հաստատված Գերակշռող հաճախություն 2×LF (ռադիալ) • Էքսցենտրիսիտետ / օդային ճեղք • Խոշորացված փաթույթներ (ընթացքի վերլուծություն) • Խոշորացված լար (+⅓LF շրջանակներ) Մագնիսական դաշտի տեղաշարժ Ստուգել լիսեռի առանցքային դիրքը Ռոտորի խախտված ձողեր Հաստատել MCSA-ով Արագացված անկում ՄԵՔԵՆԱԿԱՆ աղբյուրը հաստատված Զննել. • Անհավասարակշռություն, առանցքների շեղվածություն • Առանցքակալի թերություններ, «փափուկ ոտք» Միշտ համատեղել. Տատանումներ + MCSA + Անջատման թեստ + Ընթացքի վերլուծություն Լուծաչափի հիշեցում. ≤ 0.5 Հց՝ 2X-ը 2×LF-ից տարանջատելու համար

ԷլեկտրականՄեխանիկական2×LF վերլուծությունՌոտորի թերություններ Անջատման արագ թեստը ախտորոշիչ ծառի առաջին ճյուղավորումն է։ Էլեկտրական ծագումը հաստատելուց հետո գերակշռող հաճախությունը և ուղղությունը նեղացնում են ախտորոշումը։

8. Թվային սարքավորումներ և չափման տեխնիկաներ

8.1. Տատանումների չափման պահանջներ

ՊարամետրՊահանջՊատճառ
Լուծաչափ≤ 0.5 Հց (նախընտրելի է 0.125 Հց)Տարանջատել 2X-ը 2×LF-ից (2 Հց տարբերություն 2-պոլյան համար)
Հաճախականության տիրույթ2–1000 Հց (արագություն); մինչև 10 կՀց (արագացում)Ցածր տիրույթ 1X, 2×LF-ի համար; բարձր՝ առանցքակալների համար
Հաղորդաշարեր≥ 2 միաժամանակյաՓուլային խաչված վերլուծություն
Ֆազային չափում0–360°, ±2°Կրիտիկական է դեֆեկտների տարբերակման համար
Ժամանակային ազդանշանՍինխրոն միջինացումԿոտրված ձողերից առաջացած բախումների հայտնաբերում
Հոսանքի մուտքՀամատեղելի է հոսանքի ճեղքի հետMCSA դիագնոստիկայի համար

8.2. Balanset-1A-ն շարժիչների դիագնոստիկայի համար

Կրելի երկու ալիքով վիբրոմետրը Balanset-1A (VibroMera) ապահովում է շարժիչի տատանումների դիագնոստիկայի հիմնական հնարավորությունները.

Թրթռման ալիքներ2 (միաժամանակյա)
Արագության միջակայք250–90 000 RPM
Տատանումների արագության RMS արժեք0–80 մմ/վ
Փուլի ճշտություն0–360°, ±2°
FFT հաճախությունների վերլուծությունԱջակցվում է
Փուլային զոնդՖոտոէլեկտրական, ներառված
ՍնուցումUSB (7–20 Վ)
Հավասարակշռում1 կամ 2 հարթություն տեղում

Շարժիչի դեֆեկտը դիագնոստիկելու և ուղղելուց հետո Balanset-1A-ն կարող է օգտագործվել ռոտորի տեղում հավասարակշռման համար — ավարտելով դիագնոստիկայից ուղղման ամբողջական աշխատանքային գործընթացը՝ առանց շարժիչը հանելու:

8.3. Չափման լավագույն պրակտիկաներ

  • Երեք ուղղություն — ուղղահայաց, հորիզոնական և առանցքային՝ յուրաքանչյուր առանցքակալի վրա: Առանցքայինը կրիտիկական է էլեկտրամագնիսական դաշտի տեղաշարժի համար
  • Մակերեսների պատրաստում — հեռացնել ներկը, խրձը՝ ակսելերոմետրի հուսալի կցման համար
  • Ստացիոնար պայմաններ — անվանական պտտաթիվ, բեռնվածք, ջերմաստիճան
  • Աշխատանքային պայմանների գրանցում — պտտաթիվ, բեռնվածք, լարում, հոսանք՝ յուրաքանչյուր չափման հետ միասին
  • Համապատասխան ժամանակացույց — նույն պայմանները միտումների համեմատման համար
  • Էլեկտրաէներգիայի անջատման թեստ երբ կասկածվում է էլեկտրական տատանումները — տևում է վայրկյաններ, ապահովում է հուսալի աղբյուրի նույնականացում

9. Նորմատիվ հղումներ

  • ԳՈՍՏ Ռ ISO 20816-1-2021 — Տատանումներ։ Մեքենաների տատանումների չափում և գնահատում։ 1-ին մասը։ Ընդհանուր ուղեցույցներ։
  • GOST R ISO 18436-2-2005 — Կացության մոնիտորինգ: Տատանումների կացության մոնիտորինգ: 2-րդ մաս. Կրթություն և հավաստագրում:
  • ISO 20816-1:2016 — Մեխանիկական տատանումներ: Չափում և գնահատում: 1-ին մաս. Ընդհանուր ուղեցույցներ:
  • ISO 10816-3:2009 — Մեքենաների տատանումների գնահատում: 3-րդ մաս. Արդյունաբերական մեքենաներ >15 կՎտ:
  • IEC 60034-14:2018 — Պտտվող էլեկտրական մեքենաներ: 14-րդ մաս. Մեխանիկական տատանումներ:
  • IEEE 43-2013 — Խորհուրդ տրվող պրակտիկան մեկուսացման դիմադրության փորձարկման համար:
  • IEEE 1415-2006 — Ուղեցույց ինդուկցիոն սարքավորումների սպասարկման և փորձարկման համար:
  • NEMA MG 1-2021 — Շարժիչներ և գեներատորներ։ Տատանումների սահմաններ և փորձարկում։
  • ISO 1940-1:2003 — Ռոտորների հավասարակշռության որակի պահանջներ։

10. Եզրակացություն

Հիմնական դիագնոստիկ սկզբունքներ

Էլեկտրաշարժիչի թերությունները թողնում են բնորոշ հետքեր տատանումների և հոսանքի սպեկտրներում — բայց միայն այն դեպքում, եթե գիտեք, որտեղ նայել, և ունեք ճիշտ կոնֆիգուրացված գործիքներ։

  1. 2×LF-ը հիմնական էլեկտրամագնիսական ցուցիչն է։ Ճշգրիտ երկու անգամ մատակարարման հաճախությամբ առանձնացող գագաթը ուժեղ կերպով ենթադրում է էլեկտրամագնիսական աղբյուր։ Հաստատումը տալիս է հոսանքի ընդհատման փորձարկումը։
  2. Ուղղությունը կարևոր է։ Ռադիալ 2×LF → օդային ճեղք / լարումներ / մատակարարում։ Առանցքային 2×LF + 1X → էլեկտրամագնիսական դաշտի տեղաշարժ — ամենավնասակար թերություններից մեկը։
  3. Կողմնային շերտերը պատմում են պատմությունը։ ± ⅓×LF → մատակարարման լարի խնդիրներ։ ± Fp → խզված ռոտորի ձողեր։ Կողմնային շերտերի նախշը հաճախ ավելի դիագնոստիկ է, քան հիմնական գագաթը։
  4. Սպեկտրալ լուծաչափը կրիտիկական է։ 50 Հց-ում 2-բևեռանի շարժիչների համար 2X-ը և 2×LF-ը միայն ~2 Հց-ով են տարբերվում։ Լուծաչափը ≤ 0.5 Հց պարտադիր է։
  5. Կիրառեք մեթոդների համադրում։ Տատանումներ + MCSA + MCA + Ջերմոպտիկա։ Ոչ մի մեթոդ չի ծածկում բոլոր թերությունները։
  6. Խոսեք էլեկտրիկների հետ։ Շարժիչների վերանորոգման անձնակազմը տիրապետում է անփոխարինելի գիտելիքների կոնկրետ շարժիչների, նրանց պատմության և մատակարարման պայմանների վերաբերյալ։

Խորհուրդ տրվող աշխատանքային գործընթաց

1
Տատանումների չափում
2
Հոսանքի ընդհատման փորձարկում
3
Սպեկտրային վերլուծություն
4
MCSA (եթե ռոտոր)
5
Ուղղեք և հավասարակշռեք
6
Վերստուգում ✓
Շարժիչի դիագնոստիկա — Խորհուրդ տրվող աշխատանքային գործընթաց
1. Տատանումների չափում 3 ուղղություն, բոլոր առանցքակալներ, ≤0.5 Հց լուծաչափ։ 2. Հոսանքի ընդհատման արագ փորձարկում Էլեկտրական vs. մեխանիկական աղբյուր 3. Սպեկտրալ վերլուծություն 2×LF, 1X, կողմնային շերտեր, ուղղություն 4. MCSA (եթե ռոտորը կասկածելի է) Հոսանքի ճաղ, LF ± Fp վերլուծություն 5. Ուղղեք և հավասարակշռեք (Balanset-1A) 6. Վերստուգման չափում ✓ Balanset-1A-ն ծածկում է. ▸ Քայլեր 1, 3 — տատանումների սպեկտրներ ▸ Քայլ 5 — տեղում բալանսավորում ▸ Քայլ 6 — վերստուգում

Դիագնոստիկ քայլերMCSAՍտուգում Հետևեք այս հաջորդականությանը համակարգված կերպով։ Հզորության անջատման փորձարկումը (քայլ 2) տևում է վայրկյաններ և հուսալիորեն տարբերակում է էլեկտրական և մեխանիկական աղբյուրները։

Ժամանակակից տեղաշարժվող երկու ալիքի վիբրոմետրերը, ինչպիսին է Balanset-1A հնարավորություն է տալիս տեղում ինժեներներին կատարել հաճախությունների սպեկտրի տատանումների վերլուծություն՝ պահանջվող լուծաչափով և փուլի ճշգրտությամբ՝ շարժիչի թերությունները նույնականացնելու համար՝ անհավասար օդային բացակների հայտնաբերումից մինչև խաչաձև փուլային վերլուծություն և հետագա տեղում ռոտորի բալանսավորում։

Աղբյուրներ՝ տեղում տատանումների դիագնոստիկայի ուսուցման ծրագրեր; GOST R ISO 20816-1-2021; GOST R ISO 18436-2-2005; IEC 60034-14:2018; IEEE 1415-2006; ISO 1940-1:2003; VibroMera տեխնիկական փաստաթղթեր (Balanset-1A); EPRI շարժիչի հուսալիության ուսումնասիրություններ։