AC 모터의 전기적 결함 진단

1. 서론: 진동원으로서의 전기적 결함

하는 동안 진동 분석 일반적으로 다음과 같은 기계적 결함과 관련이 있습니다. 불균형 및 베어링 결함또한 AC 유도 전동기 내부의 문제를 감지하는 데 매우 강력한 도구입니다. 전기적 결함은 맥동 자기력을 생성하여 전동기의 고정자와 회전자를 진동시킵니다. 이러한 진동은 전동기 프레임을 통해 전달되며, 가속도계.

전기적 결함을 진단하는 핵심은 전선 주파수(50Hz 또는 60Hz)와 모터의 극 수와 관련된 주파수에서 특정 패턴을 찾는 것입니다.

2. 고정자 결함

느슨한 철심, 코일 느슨함, 또는 적층 단락과 같은 고정자 문제는 고정자가 편심되거나 뒤틀리게 만들 수 있습니다. 이로 인해 자기장이 불균일해집니다.

• 진동 시그니처: 고정자 결함의 주요 지표는 고진폭 진동 피크입니다. 2배의 회선 주파수(2xFL)60Hz 모터의 경우 120Hz(7200 CPM)입니다. 50Hz 모터의 경우 100Hz(6000 CPM)입니다.
• 형질: 이 2xFL 피크는 일반적으로 진폭이 매우 일정하며 모터 부하에 민감하지 않습니다. 진동은 고정자 장착대 방향에서 가장 높은 경우가 많습니다.

3. 로터 결함(로터 바 파손)

로터 바의 균열이나 파손은 AC 유도 전동기에서 흔히 발생하는 고장 유형입니다. 바가 파손되면 로터의 전류 흐름이 차단되어 국부적인 발열과 맥동 토크가 발생합니다.

• 진동 시그니처: 로터 바 문제의 전형적인 징후는 다음과 같습니다. 폴 패스 주파수(FP) 측파대 주위에 실행 속도(1X) 피크와 그 고조파.
• 폴 패스 주파수(FP): 이는 회전자가 고정자의 회전 자기장을 "미끄러져" 지나가는 속도입니다. 다음과 같이 계산됩니다. FP = 극 수 × 슬립 주파수슬립 주파수는 자기장의 동기 속도와 회전자의 실제 작동 속도의 차이입니다.
• 형질: 두 개의 명확한 측파대를 갖는 1X 피크를 찾으십시오. 하나는 (1X + FP)이고 다른 하나는 (1X - FP)입니다. 회전자 손상이 심해지면 2X 및 3X 고조파 주변에 측파대가 나타날 수도 있습니다. 고정자 문제와 달리 이 신호는 부하에 매우 민감합니다. 측파대는 모터 부하가 증가함에 따라 진폭이 증가하고 무부하 조건에서는 완전히 사라질 수 있습니다.

4. 편심 공기 간격

공극은 회전자와 고정자 사이의 작은 간극입니다. 이 간극이 전체적으로 균일하지 않으면 불균형한 자기장이 발생하여 회전자가 진동하게 됩니다.

• 정적 편심률: 회전자는 베어링 중앙에 위치하지만, 고정자 코어는 원형이 아닙니다. 공극의 가장 좁은 지점은 공간에 고정되어 있습니다.
• 동적 편심성: 로터 자체가 둥글지 않기 때문에 공기 간격의 가장 좁은 지점이 로터와 함께 회전합니다.
• 진동 시그니처: 두 가지 유형의 편심 모두 2X 선 주파수(2xFL) 피크 주변에 극 통과 주파수(FP) 측파대를 생성합니다. 심각한 경우에는 2xFL ± FP에서 복잡한 측파대 패턴과 함께 주행 속도 고조파 주변의 측파대도 나타날 수 있습니다.

5. 확인 및 모범 사례

• 고해상도 스펙트럼: 전기적 결함을 진단하려면 고해상도가 필요합니다. FFT 스펙트럼 주행 속도 고조파를 선 주파수 고조파와 그 측대역에서 명확하게 분리합니다.
• 부하가 중요합니다: 로터 바 문제의 경우, 결함이 눈에 띄게 나타나려면 모터에 상당한 부하(일반적으로 75% 이상)가 *반드시* 가해져야 합니다.
• 다른 기술로 확인: 전기적 결함은 모터 전류 분석(MCA)이나 적외선 열화상과 같은 다른 기술을 사용하여 확인할 수 있으며, 이를 통해 깨진 로터 막대나 단락된 적층으로 인해 발생하는 국부적인 열을 감지할 수 있습니다.

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