로터 바 결함이란 무엇인가요? 모터 바 파손 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 등 다양한 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋" 로터 바 결함이란 무엇인가요? 모터 바 파손 • 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 등 다양한 로터의 동적 밸런싱을 위한 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"

로터 바 결함이란? 모터의 바 파손

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로터 바 결함 이해

정의: 로터 바 결함이란?

로터 바 결함 (파손된 로터 바 또는 균열된 로터 바라고도 함)는 농형 유도 전동기 로터의 도체 바에 발생하는 균열, 균열 또는 고저항 연결입니다. 농형 로터는 철심 슬롯에 알루미늄 또는 구리 막대가 매립되어 있으며, 막대의 양쪽 끝은 단락 링(엔드 링)으로 연결되어 있습니다. 막대가 파손되거나 엔드 링 연결부에 균열이 발생하면 손상된 막대를 통해 전류가 제대로 흐르지 못해 전자기적 비대칭, 맥동 토크, 그리고 특성이 발생합니다. 진동 그리고 현재 서명과 함께 측파대 슬립 주파수 간격에서.

로터 바 결함은 모터 고장의 10~15%를 차지하며, 단 하나의 부러진 바에서 여러 개의 고장으로 발전하여 심각한 진동, 토크 맥동을 일으키고, 발견 및 수정하지 않으면 결국 모터 고장으로 이어질 수 있기 때문에 특히 문제가 됩니다.

로터 바 결함 유형

1. 파손된 로터 바

  • 설명: 도체 막대의 완전 파손
  • 위치: 일반적으로 열 및 기계적 응력이 집중되는 끝 링 근처
  • 진행: 일반적으로 균열로 시작하여 완전한 파손으로 진행됩니다.
  • 여러 개의 막대: 부러진 막대 하나가 인접한 막대에 응력을 증가시켜 점진적인 파손을 초래합니다.

2. 갈라진 끝 링

  • 설명: 로터 바를 연결하는 단락 링의 파손
  • 효과: 부러진 막대와 유사 - 전류 흐름을 방해합니다.
  • 위치: 종종 바-링 교차로에서
  • 다음에서 더 일반적입니다: 대형 모터, 잦은 시동이 필요한 모터, 고관성 부하

3. 고저항 조인트

  • 설명: 막대와 엔드 링 사이의 전기 연결이 불량합니다.
  • 원인: 제조 결함, 열 사이클링, 부식
  • 효과: 부러진 막대와 유사한 증상이 있지만 간헐적일 수 있습니다.
  • 발각: 완전한 휴식보다 더 미묘한 서명

4. 로터 다공성

  • 주조 알루미늄 로터의 공극
  • 효과적인 도체 단면적을 줄입니다.
  • 균열과 파손으로 진행될 수 있습니다
  • 제조상의 결함이지만 나중에 나타날 수도 있음

로터 바 고장의 원인

열 응력

  • 열 사이클링: 시작/종료로 인한 확장/수축
  • 차등 확장: 알루미늄 막대는 철심보다 더 많이 팽창합니다.
  • 인기 지역: 높은 저항으로 인한 국부적 과열
  • 자주 시작: 각 시작은 열 충격을 생성합니다.

기계적 응력

  • 원심력: 특히 고속 모터에서
  • 전자기력: 작동 중 맥동하는 힘
  • 시동 토크: 시동 중 높은 전류로 인해 기계적 응력이 발생합니다.
  • 진동: 외부 진동 피로 바

제조 결함

  • 주조 로터의 다공성
  • 바-엔드 링 접합 불량
  • 재료 포함 또는 공극
  • 부적절한 열처리

작동 조건

  • 자주 시작: 열 및 전자기 응력
  • 높은 관성 하중: 가속 시간이 길면 바 응력이 증가합니다.
  • 잠긴 로터 이벤트: 극한의 해류와 힘
  • 단상: 한 단계가 손실된 상태에서 작동하면 비대칭 전류가 생성됩니다.

진동 시그니처

특징적인 패턴

로터 바 결함의 특징은 주행 속도 주변의 측대역입니다.

  • 센트럴 피크: 1× 주행 속도(fr)
  • 측대역: fr ± fs, fr ± 2fs, fr ± 3fs
  • 여기서 fs = 슬립 주파수(일반적으로 1~3Hz)
  • 무늬: 슬립 주파수 간격으로 배치된 대칭 측파대

슬립 주파수 계산

  • fs = (Nsync – Nactual) / 60
  • 예: 4극, 60Hz 모터
  • Nsync = 1800RPM, Nactual = 1750RPM
  • fs = (1800 – 1750) / 60 = 0.833Hz
  • 측파대는 29.17 ± 0.833Hz(28.3Hz 및 30.0Hz)에 나타납니다.

부하 의존성

  • 무부하: 최소 사이드밴드(낮은 슬립, 깨진 막대를 통한 낮은 전류)
  • 가벼운 부하: 작은 측파대가 나타나기 시작함
  • 최대 부하: 강한 측대파, 가장 명확한 진단
  • 진단 전략: 최상의 감도를 위해 부하 상태에서 테스트

현재 서명(MCSA)

모터 전류 분석은 진동과 동일한 패턴을 보여줍니다.

  • 회선 주파수 주변의 측대역(실행 속도가 아님)
  • 패턴: fline ± 2fs(전류의 슬립 주파수의 두 배)
  • 1Hz 슬립이 있는 60Hz 모터의 경우: 58Hz 및 62Hz의 측대역
  • 진폭은 끊어진 막대의 수에 따라 증가합니다.
  • 어떤 경우에는 진동보다 일찍 감지할 수 있습니다.

탐지 및 진단

진동 분석 절차

  1. 예상 패턴 계산: 동기 속도 결정, 실제 속도 측정, 슬립 주파수 계산
  2. 고해상도 FFT: 정밀한 해상도를 사용하세요 (< 0.2 Hz) 측파대를 해결하기 위해
  3. 사이드밴드를 찾으세요: 1× ± 슬립 주파수에서 피크 검색
  4. 부하 중: 정상 작동 부하에서 모터로 테스트
  5. 패턴 확인: 올바른 간격으로 대칭 측파대 확인

심각도 평가

  • 사이드밴드 < 1× 피크의 40%: 단일 깨진 막대, 모니터 가능
  • 1×의 40-60%: 깨진 막대 확인, 교체 계획
  • > 1×의 60%: 여러 개의 부러진 막대, 긴급 교체가 필요합니다
  • 사이드밴드 > 1× 피크: 심각한 상태, 즉각적인 조치가 필요합니다

결과 및 진행

초기 실패(단일 막대)

  • 약간의 토크 맥동
  • 작은 측파대가 나타납니다
  • 한 개의 부러진 막대로 몇 달 동안 지속될 수 있습니다.
  • 성능 저하 최소

진행성 실패(여러 막대)

  • 인접한 막대가 전류 증가로 인해 과열됨
  • 열 응력으로 인해 추가적인 고장이 발생합니다.
  • 토크 맥동이 증가합니다
  • 진동이 심해진다
  • 몇 주 안에 단일 막대에서 여러 막대로 진행할 수 있습니다.

심각한 상태

  • 여러 개의 인접한 깨진 막대
  • 심각한 토크 맥동
  • 진동과 소음이 심함
  • 로터 과열
  • 로터 완전 고장 위험
  • 과도한 전류로 인해 고정자가 손상될 수 있습니다.

시정 조치

감지 시

  • 모니터링 빈도 증가(월간 → 주간)
  • 진단을 확인하기 위해 MCSA를 수행합니다.
  • 모터 교체 또는 로터 교체 계획
  • 중요한 응용 프로그램인 경우 예비 모터를 준비하세요.
  • 근본 원인(막대가 부러진 이유)을 고려하세요

수리 옵션

  • 로터 교체: 대형 모터를 위한 가장 안정적인 솔루션
  • 모터 전체 교체: 소형 모터에 가장 경제적입니다.
  • 로터 재주조: 전문점에서는 알루미늄 로터를 재주조할 수 있습니다.
  • 임시 운영: 단일 깨진 막대는 모니터링을 통해 계속 작동할 수 있습니다.

방지

  • 잦은 시동을 최소화하세요(소프트 스타터 또는 VFD 사용)
  • 단상 조건을 피하세요
  • 적절한 환기와 냉각을 확보하세요
  • 듀티 사이클에 적합한 모터를 사용하세요(고주기 응용 분야의 경우 빈번한 시작 모터)
  • 여러 실패가 발생하기 전에 조기에 감지하기 위한 모니터링

로터 바 결함은 진단적으로 가장 뚜렷한 모터 결함 중 하나이며, 특징적인 슬립 주파수 측대역을 통해 진동 및 전류 분석을 통해 신뢰성 있는 검출이 가능합니다. 조기에 발견하면 로터 바 결함이 여러 번 발생하여 로터에 치명적인 손상을 입히고 예상치 못한 가동 중단 시간이 길어지는 것을 방지하기 위해 계획된 모터 교체가 가능합니다.

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