파손된 로터 바란 무엇인가요? 농형 모터 고장 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다. 파손된 로터 바란 무엇인가요? 농형 모터 고장 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다.

깨진 로터 바란 무엇인가요? 농형 모터 고장

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파손된 로터 바 이해

정의: 깨진 로터 바란 무엇인가요?

부러진 로터 바 농형 유도 전동기 회전자의 도체 막대가 완전히 파손된 상태입니다. 이는 본질적으로 다음과 같은 상태입니다. 로터 바 결함 하지만 균열이나 고저항 연결보다는 바의 완전한 파손을 특히 강조합니다. 하나 이상의 바가 파손되면 전류가 해당 바를 통과할 수 없게 되어 전자기적 비대칭이 발생하여 특징적인 진동 그리고 현재 서명과 함께 측파대 ~에 슬립 주파수 실행 속도 주변의 간격.

파손된 로터 바는 연쇄적인 고장 모드를 생성하기 때문에 특히 심각합니다. 파손된 바 하나가 인접한 바에 전류와 응력을 증가시켜 점진적으로 고장을 유발합니다. 조기에 발견하지 못하면(단일 바 파손), 상태가 급속도로 악화되어 여러 개의 바가 파손되고 심각한 로터 고장으로 이어져 모터를 교체해야 할 수 있습니다.

로터 바가 파손되는 방식

열 피로(가장 흔함)

반복되는 가열 및 냉각 사이클:

  • 스타트업 현재: 모터 시동 시 로터 전류는 정상 전류의 5~7배(로터 잠금 상태)
  • 열팽창: 알루미늄 막대는 상당히 팽창합니다(계수 23 µm/m/°C)
  • 강제: 철심은 덜 팽창(12 µm/m/°C)하여 막대 팽창을 제한합니다.
  • 스트레스: 차등 팽창으로 인해 막대에 열 응력이 발생합니다.
  • 피로: 반복적인 시작 사이클은 저주기 피로를 유발합니다.
  • 균열 시작: 일반적으로 막대와 끝 링의 접합부(고응력 지점)에서

기계적 응력

  • 고속에서의 원심력
  • 작동 및 시동 중 전자기력
  • 외부 소스의 진동
  • 시동 또는 부하 변경 시 충격 부하

제조 결함

  • 다공성: 주조 알루미늄 로터의 공극
  • 접착력 저하: 부적절한 막대-코어 접합
  • 재료 포함 사항: 주조물의 오염물질
  • 약한 링 조인트: 바-엔드 링 연결이 불량합니다.

작동 조건

  • 자주 시작: 각 시작은 열 및 기계적 스트레스 이벤트입니다.
  • 고관성 부하: 가속 시간이 길면 바 응력이 증가합니다.
  • 후진 서비스: 플러깅은 극심한 전류를 생성합니다.
  • 단상: 1단계 손실 과부하 로터 막대로 작동

특징적인 측파대 시그니처

사이드밴드가 나타나는 이유

독특한 진단 패턴:

  1. 부러진 막대는 전류를 전달할 수 없어 전기적 비대칭이 발생합니다.
  2. 비대칭은 슬립 주파수(동기 속도와 로터 속도의 차이)에서 회전합니다.
  3. 2× 슬립 주파수에서 토크 맥동을 생성합니다.
  4. 토크 맥동은 기계적 불균형으로 인한 1배 진동을 조절합니다.
  5. 결과: 주행 속도 ± 슬립 주파수 간격에서의 측대역

진동 패턴

  • 센트럴 피크: 1× 주행 속도(fr)
  • 하측파대: fr – fs (여기서 fs = 슬립 주파수)
  • 상측파대: 프르 + 에프에스
  • 다중 측파대: fr ± 2fs, 심각도가 증가함에 따라 fr ± 3fs
  • 대칭: 1× 피크를 중심으로 대칭적인 측대파

예

4극, 60Hz 모터(전부하):

  • 동기 속도: 1800 RPM
  • 실제 속도: 1750 RPM (29.17 Hz)
  • 슬립: 50 RPM (0.833 Hz)
  • 진동은 다음에서 최고조에 달합니다. 28.3Hz, 29.17Hz, 30.0Hz
  • ±0.833Hz에서 대칭 측파대에 의해 확인된 깨진 막대

현재 서명(MCSA)

모터 전류 분석은 유사한 패턴을 보여줍니다.

  • 센트럴 피크: 라인 주파수(50 또는 60Hz)
  • 측대역: fline ± 2fs(참고: 전류의 슬립 주파수의 2배, 1배 아님)
  • 예: 1Hz 슬립이 있는 60Hz 모터 → 58Hz 및 62Hz에서 측파대
  • 이점: 비침습적, 지속적으로 모니터링 가능
  • 민감도: 진동보다 일찍 깨진 막대를 감지하는 경우가 많습니다.

진행 단계

단일 깨진 막대

  • 작은 측대파가 나타남(1× 피크의 20-40%)
  • 약간의 토크 맥동(눈에 띄지 않을 수 있음)
  • 모터 성능 거의 정상
  • 모니터링을 통해 몇 달 동안 작동 가능
  • 교체를 계획해야 합니다

여러 개의 인접한 깨진 막대

  • 강한 측파대(1× 피크의 50% 이상)
  • 눈에 띄는 토크 맥동
  • 미끄러짐과 온도 증가
  • 인접한 막대가 과열되면서 진행이 가속화됩니다.
  • 긴급 교체 (몇 주 소요)

심각한 상태

  • 사이드밴드는 1× 피크 진폭을 초과할 수 있습니다.
  • 구동 장비에 영향을 미치는 심각한 토크 맥동
  • 높은 진동과 온도
  • 엔드 링 고장 또는 로터 완전 파손 위험
  • 즉시 교체가 필요합니다

탐지 모범 사례

진동 분석

  • 고해상도 FFT를 사용하세요(< 0.2 Hz 분해능)으로 사이드밴드를 분해합니다.
  • 부하 상태에서 모터 테스트(전류 흐름에 따라 측대역이 더 두드러짐)
  • 모터의 예상 슬립 주파수 계산
  • 1× 주변의 ±fs에서 대칭 측파대에 대한 스펙트럼 검색
  • 시간 경과에 따른 측대역 진폭 추세

MCSA 테스트

  • 모터 리드에 전류 프로브를 고정합니다.
  • 현재 파형을 획득하고 FFT를 계산합니다.
  • fline ± 2fs에서 측대역을 찾으세요.
  • 건강한 운동 기준선과 비교
  • 진동 증상이 사라지기 전에 감지할 수 있습니다.

시정 조치

즉각적인 대응

  • 모니터링 빈도 증가 (월간 → 주간 → 일일)
  • 사이드밴드 진폭 증가율 추적
  • 예비 모터를 주문하거나 로터 교체를 계획하세요
  • 가능하다면 듀티 사이클을 줄이세요(시작을 최소화하세요)
  • 실패 분석을 위한 문서 진행

수리 옵션

  • 로터 교체: 대형 모터(>100 HP)에 가장 안정적입니다.
  • 로터 재주조: 전문점에서는 알루미늄 로터를 재주조할 수 있습니다.
  • 모터 교체: 종종 소형 모터에 가장 경제적입니다(< 50마력)
  • 근본 원인 조사: 재발 방지를 위해 막대가 부러진 이유를 확인하세요.

방지

  • 소프트 스타터 또는 VFD를 사용하여 시동 전류와 열 응력을 줄이십시오.
  • 고관성 부하에 대한 제한 시작 주파수
  • 실제 듀티 사이클에 대해 정격화된 모터를 지정합니다(고주기 서비스를 위한 빈번한 시작 모터)
  • 적절한 모터 환기 및 냉각을 보장하세요
  • 단상 조건으로부터 보호

파손된 로터 바는 모터 고장의 10~15%에 불과하지만, 진동 또는 전류 분석을 통해 신뢰성 있는 조기 감지를 가능하게 하는 독특한 슬립 주파수 측파대 신호를 생성합니다. 열 피로 메커니즘을 이해하고, 특징적인 측파대 패턴을 파악하며, 상태 모니터링을 구현하면 단일 바 고장이 심각한 다중 바 고장 및 계획되지 않은 가동 중단으로 발전하기 전에 계획된 모터 교체가 가능합니다.

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