진동 분석을 통한 AC 모터의 전기적 결함 진단
전기적 결함 AC 유도 전동기의 고정자, 회전자 또는 이들 사이의 공극과 같은 자기 회로의 결함은 진동을 통해 스스로를 배신하는 것입니다. 하지만 진동 분석 는 대부분 다음과 같은 기계적 문제와 관련이 있습니다. 불균형 및 베어링 결함, 는 전기적 문제를 발견하는 강력한 방법이기도 합니다. 전기적 결함은 고정자와 회 전자를 진동시키는 맥동 자력을 발생시키고, 이러한 진동은 모터 프레임을 통해 이동하여 가속도계. 이 기술은 공급 주파수와 모터의 극 수에 연결된 패턴을 인식하는 데 있습니다.
1. 서론: 진동원으로서의 전기적 결함
전기적 결함 진단의 핵심은 전기선 주파수(지역에 따라 50Hz 또는 60Hz)와 모터의 극 수와 관련된 주파수에서 특정 피크를 찾는 것입니다. 이러한 힘은 순전히 기계적이라기보다는 자기적이기 때문에 일반적인 기계적 결함과 구분되는 두 가지 단서는 주파수가 샤프트 속도가 아닌 전원에 고정된다는 점과 모터 부하에 따라 변화한다는 점입니다. 일반적인 진단 테스트는 부하를 줄이면서 스펙트럼을 관찰하는 것입니다. 부하를 제거하면 피크가 붕괴되는 것은 거의 확실하게 전기적 원인에 의한 것입니다. 다음에 대한 명확한 이해 전기 주파수 그리고 모터 슬립 은 아래의 모든 진단을 뒷받침합니다.
2. 고정자 결함
철이 느슨하거나 코일이 느슨해지거나 라미네이션이 단락되는 등의 고정자 문제로 인해 고정자가 편심되거나 왜곡되어 보어 주변에 고르지 않은 자기장이 생성될 수 있습니다. 그 결과 선로 주파수의 두 배로 펄스되는 자력이 발생합니다.
- 진동 서명: 주요 지표는 다음에서 높은 진폭의 피크입니다. 회선 주파수의 2배(2×F엘)60Hz 모터의 경우 120Hz(7200 CPM)입니다. 50Hz 모터의 경우 100Hz(6000 CPM)입니다.
- 형질: 2×F엘 피크는 일반적으로 진폭이 매우 일정하고 부하에 거의 민감하지 않습니다. 진동은 종종 고정자 장착 다리 방향에서 가장 높으며, 프레임이 맥동하는 당김에 대해 가장 단단합니다. 고정자 결함 기계적인 것으로 오인하기 쉬운 설사 2배의 실행 속도로 작동하므로 부하 테스트와 정확한 주파수 판독이 중요합니다.
3. 로터 결함(로터 바 파손)
로터 바에 금이 가거나 부러지는 것은 AC 유도 모터에서 흔히 발생하는 고장입니다. 바가 파손되면 로터 케이지의 전류 흐름이 중단되어 국부적인 발열과 맥동 토크를 발생시켜 작동 속도 진동을 조절합니다.
- 진동 서명: 의 고전적인 표시 부러진 로터 바 ~이다 극 통과 주파수(FP) 측파대 를 가로지르는 주행 속도 (1배) 피크와 그 배음.
- 극 통과 주파수(FP): 로터가 회전 자기장을 통과하는 속도로, 다음과 같이 계산됩니다. 에프P = 극 수 × 슬립 주파수, 여기서 슬립 주파수는 필드의 동기 속도와 실제 샤프트 속도의 차이입니다.
- 형질: (1× + F)에서 두 개의 명확한 측 대역이 측면에 있는 1× 피크를 찾습니다.P)에 하나, (1× - FP). 손상이 악화되면 2× 및 3× 고조파 주변에도 사이드밴드가 나타납니다. 고정자 결함과 달리 이 시그니처는 부하에 매우 민감하게 반응하여 부하가 증가하면 사이드밴드가 커지고 무부하 상태에서는 완전히 사라질 수 있습니다.
4. 편심 공기 간격
그리고 에어 갭 는 로터와 스테이터 사이의 작은 간격입니다. 보어 주변이 균일하지 않으면 불균형한 결과가 발생합니다. 자석 당김 로터를 강제로 진동시킵니다.
- 정적 편심: 로터는 베어링의 중앙에서 회전하지만 고정자 코어는 둥글지 않으므로 간격의 가장 좁은 지점이 공간에 고정되어 있습니다.
- 역동적인 편심: 로터 자체가 둥글지 않거나 중심을 벗어났기 때문에 간격의 가장 좁은 지점이 로터와 함께 회전합니다. 로터 편심.
- 진동 서명: 두 형태 모두 2×F 주변의 극 통과 주파수 측파 대역을 생성합니다.엘 피크. 심한 경우 2×F의 사이드밴드가 있는 복잡한 패턴이 나타납니다.엘 ± FP 뿐만 아니라 주행 속도 고조파 주변도 마찬가지입니다.
5. 확인 및 모범 사례
전기적 결함은 스펙트럼에서 작동 속도 구성 요소에 가깝게 위치하므로 이를 구분하기 위해서는 체계적인 측정이 필수적입니다.
- 고해상도 스펙트럼: 전기적 결함을 진단하려면 고해상도가 필요합니다. FFT 스펙트럼 주행 속도 고조파와 라인 주파수 고조파 및 그 밀접한 간격의 측파대를 분리할 수 있는 충분한 라인이 있습니다. A 줌 FFT 를 사용하는 것이 슬립 주파수 측대역을 깨끗하게 해결할 수 있는 유일한 방법인 경우가 많습니다.
- 부하가 중요합니다: 로터 바 문제의 경우 모터가 상당한 부하(일반적으로 75% 이상)에서 작동해야 결함이 나타납니다. 피크를 보면서 부하를 변화시키는 것이 전기적 소스와 기계적 소스를 구별하는 가장 신뢰할 수 있는 현장 감별법입니다.
- 현장에서 캡처하세요: 와 같은 휴대용 2채널 분석기나 발란셋-1A 는 스펙트럼과 모터의 동기화된 주행 속도를 기록하여 2×F를 간단하게 표시할 수 있습니다.엘 분해하기 전에 고정자 피크 또는 부하 종속 극 통과 사이드 밴드를 확인하고, 실제 원인이 기계적 불균형으로 밝혀진 경우 로터 균형 맞추기 같은 방문에.
- 다른 기술로 확인합니다: 모터 전류 시그니처 분석(MCSA)으로 진단을 확증하거나 적외선 서모그래피, 를 통해 바가 부러지거나 라미네이션이 단락되어 국부적으로 가열된 부분을 확인할 수 있습니다. 더 광범위한 제품군인 모터 결함 는 전기적 오류와 기계적 오류를 혼동하지 않도록 합니다.
