Apa itu Tarikan Magnetik? Gaya Magnetik Tidak Seimbang pada Motor • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Tarikan Magnetik? Gaya Magnetik Tidak Seimbang pada Motor • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Tarikan Magnetik? Gaya Magnetik yang Tidak Seimbang pada Motor

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Tarikan Magnetik pada Motor Listrik

Definisi: Apa itu Tarikan Magnetik?

Tarikan magnetis (juga disebut tarikan magnet tak seimbang atau UMP) adalah gaya elektromagnetik radial netto yang terbentuk pada motor listrik dan generator ketika celah udara antara rotor dan stator tidak seragam. Ketika rotor berada di luar pusat (eksentrik) pada lubang stator, celah udara menjadi lebih kecil di satu sisi dan lebih besar di sisi yang berlawanan. Karena gaya magnet berbanding terbalik dengan kuadrat jarak celah, tarikan magnet jauh lebih kuat pada sisi dengan celah yang lebih kecil, sehingga menciptakan gaya netto yang menarik rotor ke arah sisi tersebut.

Tarikan magnet menciptakan getaran pada dua kali frekuensi saluran listrik (120 Hz untuk motor 60 Hz, 100 Hz untuk motor 50 Hz), dapat membelokkan rotor secara signifikan, mempercepat keausan bantalan, dan dalam kasus yang parah, menyebabkan kontak rotor-stator yang fatal. Hal ini merupakan gabungan antara eksentrisitas mekanis dan gaya elektromagnetik yang dapat menciptakan umpan balik positif yang berujung pada kegagalan progresif.

Mekanisme Fisik

Celah Udara Seragam (Kondisi Normal)

  • Rotor berpusat di lubang stator
  • Celah udara sama di sekeliling seluruh lingkar (biasanya 0,3-1,5 mm)
  • Gaya magnet di semua sisi seimbang dan saling meniadakan
  • Gaya radial bersih ≈ nol
  • Getaran elektromagnetik minimal

Celah Udara Eksentrik (Kondisi UMP)

Ketika rotor tidak berada di tengah:

  1. Asimetri Kesenjangan: Satu sisi memiliki celah yang lebih kecil (misalnya, 0,5 mm), sisi yang berlawanan lebih besar (misalnya, 1,0 mm)
  2. Hukum Kuadrat Terbalik: Gaya magnet ∝ 1/celah², sehingga gaya pada sisi celah kecil jauh lebih kuat
  3. Gaya Bersih: Gaya yang tidak seimbang tidak saling meniadakan, sehingga menciptakan tarikan bersih ke arah sisi celah kecil
  4. Besarnya: Bisa mencapai ratusan hingga ribuan pon bahkan pada motor sedang
  5. Arah: Selalu ke arah sisi dengan celah terkecil

Mengapa Frekuensi Saluran 2×?

Tarikan magnet berdenyut pada frekuensi listrik 2×:

  • AC tiga fase menciptakan medan magnet berputar
  • Kekuatan medan magnet berdenyut pada frekuensi garis 2× (melekat pada sistem 3 fase)
  • Dengan rotor eksentrik, pulsasi ini menciptakan getaran pada 2×f
  • Motor 60 Hz → Getaran 120 Hz
  • Motor 50 Hz → Getaran 100 Hz

Penyebab Tarikan Magnetik Tidak Seimbang

Keausan Bantalan

  • Penyebab paling umum terjadinya UMP
  • Jarak bebas bantalan memungkinkan rotor berjalan di luar pusat
  • Gravitasi menarik rotor ke bawah, mengurangi celah udara bawah
  • UMP menarik rotor lebih jauh dari pusat
  • Umpan balik positif: UMP mempercepat keausan bantalan

Toleransi Manufaktur

  • Eksentrisitas Rotor: Rotor tidak bulat sempurna atau tidak terpusat pada poros
  • Eksentrisitas Lubang Stator: Lubang stator tidak konsentris dengan permukaan pemasangan
  • Kesalahan Perakitan: Lonceng ujung tidak sejajar, rotor dimiringkan selama perakitan
  • Toleransi Bertumpuk: Akumulasi kesalahan kecil yang menciptakan eksentrisitas yang terukur

Penyebab Operasional

  • Pertumbuhan Termal: Ekspansi diferensial mempengaruhi keseragaman celah udara
  • Distorsi Bingkai: Kaki lunak atau bingkai lengkung tegangan pemasangan
  • Defleksi Poros: Beban atau gaya kopling membengkokkan poros
  • Masalah Pondasi: Pergeseran posisi motor yang menetap atau memburuk

Efek dan Konsekuensi

Efek Langsung

  • Gaya Radial pada Rotor: Tarikan terus menerus ke satu sisi
  • Beban Lebih pada Bantalan: Satu bantalan membawa beban ekstra dari tarikan magnet
  • Getaran pada 2×f: Komponen getaran elektromagnetik meningkat
  • Defleksi Poros: Gaya magnet membengkokkan poros, memperburuk eksentrisitas

Mekanisme Kegagalan Progresif

UMP dapat menciptakan siklus kegagalan yang saling memperkuat:

  1. Eksentrisitas awal (dari keausan bantalan atau manufaktur)
  2. Tarikan magnet berkembang ke arah sisi celah kecil
  3. Gaya membelokkan rotor lebih jauh, mengurangi celah lebih jauh
  4. Tarikan magnet yang lebih kuat dari celah yang lebih kecil
  5. Keausan bantalan yang dipercepat pada sisi yang terbebani
  6. Meningkatkan eksentrisitas dan tarikan magnet
  7. Kontak rotor-stator yang akhirnya menyebabkan kegagalan besar

Kerusakan Sekunder

  • Kegagalan bantalan yang dipercepat akibat beban asimetris
  • Kemungkinan gesekan rotor-stator yang merusak kedua komponen
  • Pembengkokan poros atau busur permanen
  • Kerusakan belitan stator akibat benturan rotor
  • Hilangnya efisiensi akibat celah udara yang tidak optimal

Deteksi dan Diagnosis

Tanda Getaran

  • Indikator Utama: Frekuensi saluran 2× yang ditingkatkan (120 Hz atau 100 Hz)
  • Pola Khas: Amplitudo 2×f > 30-50% dari getaran kecepatan lari 1×
  • Konfirmasi: Getaran pada 2×f tidak proporsional dengan ketidakseimbangan mekanis
  • Kemandirian Beban: Amplitudo 2×f relatif konstan dengan beban (tidak seperti sumber mekanis)

Diferensiasi dari Sumber 2×f Lainnya

Sumber Karakteristik
Ketidakselarasan Kecepatan lari 2× (bukan frekuensi garis 2×); getaran aksial tinggi
Tarikan Magnetik Frekuensi garis 2× (120/100 Hz); asal elektromagnetik
Kesalahan Stator Frekuensi saluran 2×; ketidakseimbangan arus hadir
Resonansi Bingkai Frekuensi garis 2×; getaran bingkai >> getaran bantalan

Tes Diagnostik Tambahan

Pengukuran Celah Udara

  • Mengukur celah udara di beberapa lokasi di sekitar keliling (memerlukan pembongkaran motor)
  • Eksentrisitas > 10% dari celah rata-rata menunjukkan adanya masalah
  • Mendokumentasikan nilai celah minimum dan maksimum

Analisis Saat Ini

  • Mengukur arus fasa untuk keseimbangan
  • Ketidakseimbangan mungkin menyertai UMP
  • Spektrum menunjukkan komponen frekuensi garis 2×

Uji Tanpa Beban

  • Jalankan motor tanpa kopling saat tidak ada beban
  • Jika getaran 2×f tetap tinggi, menunjukkan sumber elektromagnetik (UMP atau kesalahan stator)
  • Jika 2×f turun secara signifikan, menunjukkan sumber ketidaksejajaran mekanis

Mengukur Gaya Tarik Magnetik

Rumus Perkiraan

Gaya UMP dapat diperkirakan:

  • F ∝ (eksentrisitas / celah) × daya motor
  • Gaya meningkat secara linear dengan eksentrisitas
  • Kekuatan meningkat secara dramatis dengan celah yang lebih kecil
  • Motor yang lebih besar menghasilkan gaya yang lebih besar secara proporsional

Besaran Khas

  • Motor 10 HP, eksentrisitas 10%: ~50-100 lbs gaya
  • Motor 100 HP, eksentrisitas 20%: ~500-1000 lbs gaya
  • Motor 1000 HP, eksentrisitas 30%: ~5000-10.000 lbs gaya
  • Dampak: Kekuatan-kekuatan ini secara signifikan membebani bantalan dan dapat membelokkan poros

Metode Koreksi

Untuk Eksentrisitas yang Disebabkan oleh Bearing

  • Ganti bantalan yang aus untuk mengembalikan pemusatan rotor yang tepat
  • Gunakan bantalan dengan toleransi yang lebih ketat jika eksentrisitas berulang
  • Verifikasi pemilihan bantalan yang sesuai untuk beban motor termasuk UMP
  • Periksa kecocokan bantalan pada poros dan di ujung bel

Untuk Eksentrisitas Manufaktur

  • Kasus Kecil (< 10%): Terima dan pantau apakah getaran dapat diterima
  • Sedang (10-25%): Pertimbangkan pemboran ulang stator atau pemesinan rotor
  • Parah (> 25%): Diperlukan penggantian motor atau pengerjaan ulang besar-besaran
  • Garansi: Eksentrisitas manufaktur mungkin menjadi klaim garansi pada motor baru

Untuk Masalah Perakitan/Pemasangan

  • Verifikasi keselarasan bel ujung dan torsi baut
  • Benar kaki lembut kondisi
  • Pastikan rangka tidak terdistorsi oleh tekanan pemasangan
  • Periksa ketegangan pipa atau gaya kopling yang menarik motor keluar dari posisinya

Strategi Pencegahan

Desain dan Pemilihan

  • Tentukan motor dengan toleransi celah udara yang ketat untuk aplikasi kritis
  • Pilih motor berkualitas dari produsen terkemuka
  • Celah udara yang lebih besar mengurangi besarnya UMP (tetapi mengurangi efisiensi)
  • Pertimbangkan desain bantalan magnetik untuk aplikasi ekstrem

Instalasi

  • Penyelarasan yang cermat selama pemasangan
  • Pastikan kaki lunak dihilangkan sebelum baut akhir dipasang
  • Periksa posisi aksial rotor dan pelampung
  • Pastikan bel ujung sejajar dan dikencangkan dengan benar

Pemeliharaan

  • Ganti bantalan sebelum terjadi keausan berlebihan
  • Pantau tren getaran frekuensi garis 2×
  • Berkala keseimbangan dan verifikasi penyelarasan
  • Jaga motor tetap bersih untuk mencegah penyumbatan pendinginan yang menyebabkan distorsi termal

Pertimbangan Khusus

Motor Besar

  • Gaya UMP bisa sangat besar (berton-ton gaya)
  • Pemilihan bantalan harus memperhitungkan beban UMP
  • Perhitungan defleksi poros harus mencakup UMP
  • Pemantauan celah udara dapat dimasukkan ke dalam motor kritis yang besar

Motor Kecepatan Tinggi

  • Gaya sentrifugal bergabung dengan UMP
  • Potensi ketidakstabilan jika UMP terlalu besar
  • Toleransi celah udara yang ketat sangat penting

Motor Vertikal

  • Gravitasi tidak memusatkan rotor seperti pada motor horizontal
  • UMP dapat menarik rotor ke sisi mana pun
  • Bantalan dorong harus cukup untuk berat rotor ditambah komponen aksial UMP apa pun

Hubungan dengan Masalah Motorik Lainnya

UMP dan Eksentrisitas Rotor

  • Keanehan penyebab UMP
  • UMP dapat memperburuk eksentrisitas (umpan balik positif)
  • Keduanya menciptakan getaran tetapi pada frekuensi yang berbeda (1× vs. 2×f)

Gangguan UMP dan Stator

  • Keduanya menghasilkan getaran frekuensi garis 2×
  • Kesalahan stator juga menunjukkan ketidakseimbangan saat ini
  • UMP dari eksentrisitas tanpa ketidakseimbangan arus
  • Dapat hidup berdampingan: kesalahan stator DAN eksentrisitas

UMP dan Umur Bantalan

  • UMP menambah beban radial bantalan
  • Mengurangi masa pakai bearing (Umur ∝ 1/Beban³)
  • Menciptakan keausan bantalan asimetris
  • Satu bantalan mungkin gagal sebelum waktunya sementara bantalan lainnya dapat diterima

Tarikan magnetik merupakan hubungan penting antara fenomena mekanis dan elektromagnetik pada motor listrik. Memahami UMP sebagai sumber getaran frekuensi saluran 2x, hubungannya dengan eksentrisitas celah udara, dan potensinya dalam menyebabkan kegagalan progresif akibat beban berlebih pada bantalan memungkinkan diagnosis dan koreksi yang tepat untuk kondisi spesifik motor ini.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp