Elektrinių gedimų diagnostika KS varikliuose naudojant vibracijos analizę
Elektrinės klaidos kintamosios srovės asinchroniniuose varikliuose yra magnetinės grandinės defektai — statoriaus, rotoriaus arba oro tarpo tarp jų — kurie atsiskleidžia per vibraciją. Nors vibracijos analizė dažniausiai siejama su mechaninėmis problemomis, tokiomis kaip disbalansas ir guolių defektai, ji taip pat yra galingas būdas aptikti elektrinius gedimus. Elektriniai gedimai generuoja kintamas magnetines jėgas, verčiančias statorių ir rotorių vibruoti; šios vibracijos sklinda per variklio korpusą ir lengvai užfiksuojamos akselerometras. Menas slypi atpažįstant šablonus, susijusius su maitinimo dažniu ir variklio polių skaičiumi.
1. Įvadas: Elektros gedimai kaip vibracijos šaltinis
Elektriniams gedimams diagnozuoti reikia ieškoti specifinių smailių ties dažniais, susijusiais su elektros linijos dažniu — 50 Hz arba 60 Hz, priklausomai nuo regiono — ir variklio polių skaičiumi. Kadangi šios jėgos yra magnetinės, o ne grynai mechaninės, du požymiai skiria jas nuo įprastų mechaninių gedimų: jų dažniai yra susieti su tinklo dažniu, o ne su veleno greičiu, ir daugelis jų keičiasi priklausomai nuo variklio apkrovos. Klasikinis diagnostinis testas — sumažinti apkrovą stebint spektrą; smailė, kuri išnyksta pašalinus apkrovą, beveik neabejotinai yra elektrinio pobūdžio. Aiškus supratimas apie elektros dažnis and of motor slydimas yra pagrindinė kiekvienos žemiau pateiktos diagnostikos esmė.
2. Statoriaus gedimai
Statoriaus problemos — laisvas geležies paketas, apvijų laisvumas arba trumpai sujungtos lamelės — gali padaryti statorių ekscentrišką arba deformuotą, dėl ko aplink angą susidaro netolygus magnetinis laukas. Rezultatas paprastai yra magnetinė jėga, pulsuojanti dukart tinklo dažniu.
- Vibracijos signatūra: dažniausias indikatorius yra padidėjęs pikas ties 2× linijos dažniu (2×FL). 60 Hz variklyje tai yra 120 Hz (7200 CPM); 50 Hz variklyje — 100 Hz (6000 CPM). Atkreipkite dėmesį, kad 2×FL pikas nėra būdingas tik statoriaus gedimams — jį taip pat gali padidinti maitinimo įtampos disbalansas, oro tarpo ekscentriškumas ir rėmo rezonansas.
- Charakteristikos: the 2×FL pikas paprastai būna stabilesnis ir mažiau priklausomas nuo apkrovos nei rotoriaus strypų parašai, tačiau tai nereiškia, kad jis visada pastovus — patvirtinkite diagnozę fazinių srovių patikra ir palygindami apkrautus bei neapkrautus spektrus. Vibracija dažnai yra didžiausia statoriaus tvirtinimo kojų kryptimi, kur rėmas yra standžiausias pulsuojančiai traukai. Statoriaus defektai lengvai painiojami su mechaniniais laisvumas esančiais ties 2× veleno greičiu, todėl apkrovos testas ir tikslus dažnio nuskaitymas yra svarbūs.
3. Rotoriaus gedimai (sugedę rotoriaus strypai)
Įtrūkę arba sulaužyti rotoriaus strypai yra dažnas gedimas KS asinchroniniuose varikliuose. Kai strypas lūžta, jis sutrikdo srovės tekėjimą rotoriaus narvelyje, sukeldamas lokalų kaitimą ir pulsuojantį sukimo momentą, kuris moduliuoja vibracijos komponentą ties veleno sukimosi dažniu.
- Vibracijos signatūra: klasikinis ženklas sugedę rotoriaus strypai yra . poliaus dažnis (FP) šoninės juostos straddling the bėgimo greitis (1×) peak and its harmonikos.
- Poliaus dažnis (FP): greitis, kuriuo rotorius slysta pro besisukantį magnetinį lauką, apskaičiuojamas kaip FP = polių skaičius × slydimo dažnis, kur slydimo dažnis yra skirtumas tarp lauko sinchroninio greičio ir tikrojo veleno greičio.
- Charakteristikos: ieškokite 1× smailės, kurią iš abiejų pusių dengia dvi ryškios šoninės juostos — viena ties (1× + FP) ir viena ties (1× − FP). Pažeidimui didėjant, šoninės juostos atsiranda ir aplink 2× bei 3× harmonikų smailutes. Skirtingai nuo statoriaus gedimų, šis požymis labai priklauso nuo apkrovos — šoninės juostos auga didėjant apkrovai ir gali visiškai išnykti tuščiąja eiga.
4. Ekscentrinis oro tarpas
Svetainė oro tarpas yra nedidelis tarpas tarp rotoriaus ir statoriaus. Jei šis tarpas nėra tolygus visame ertmės perimetro, rezultatas yra disbalansas magnetinė trauka kuris verčia rotorių vibruoti.
- Statinė ekscentriškumas: rotorius sukasi centruotas savo guoliuose, tačiau statoriaus šerdis yra ne apvali, todėl siauriausias tarpo taškas fiksuotas erdvėje.
- Dinaminė ekscentriškumas: pats rotorius yra ne apvalus arba ne centras, todėl siauriausias tarpo taškas sukasi kartu su rotoriumi — tai būklė, glaudžiai susijusi su rotoriaus ekscentricitetas.
- Vibracijos signatūra: statinis ekscentriškumas paprastai padidina stabilų piką ties 2×FL, nes siauro tarpo taškas nejuda. Dinaminis ekscentricitetas moduliuoja tarpą, kai rotorius sukasi, sukeldamas vibraciją ties 1× darbiniu sukimosi greičiu ir poliaus perėjimo dažnio šonines juostas — ties 2×FL ± FP ir aplink bėgimo greičio harmonikas. Praktikoje šie du reiškiniai dažnai egzistuoja kartu, sudarydami sudėtingą kombinuotą modelį.
5. Patvirtinimas ir geriausia praktika
Elektriniai gedimai spektre yra arti darbo greičio komponentų, todėl reikalingi disciplinuoti matavimai, kad juos atskirti.
- Aukštos skyratos spektras: elektrinių klaidų diagnostika reikalauja aukštos skyratos FFT spektras su pakankamai eilučių, kad atskirti darbo greičio harmonikų nuo tinklo dažnio harmonikų ir jų artimų šoninių juostų. A zoom FFT dažnai yra vienintelis būdas aiškiai išskirti slydimo dažnio šonines juostas.
- Apkrova yra kritinis veiksnys: rotoriaus strypo problemoms aptikti variklis turi veikti esant didelei apkrovai — paprastai virš 75% — kad defektas pasireikštų. Apkrovos keitimas stebint smailutes yra patikimiausias lauko diagnostikos būdas atskirti elektrinius ir mechaninius šaltinius.
- Fiksuokite lauke: nešiojamasis dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A fiksuoja spektrą ir sinchronizuotą variklio sūkių dažnį vietoje, todėl nesudėtinga pažymėti 2×FL statoriaus smailę arba nuo apkrovos priklausančius poliaus praėjimo šonines juostas, prieš nusprendžiant ardyti variklį — o tais atvejais, kai tikroji priežastis paaiškėja esanti mechaninis disbalansas — subalansuoti rotorių to paties vizito metu.
- Patvirtinkite kitomis technologijomis: diagnozės gali būti patvirtintos variklio srovės parašo analize (MCSA) arba infraraudonosios šilumos nuotrauka, kuri atskleidžia lokalizuotą šilumą, atsirandančią dėl lūžusių strypų ar trumpai sujungtų laminatų. Kryžminis tikrinimas atsižvelgiant į platesnę variklio defektai šeimą leidžia išvengti elektros gedimo painiojimo su mechaniniu.
