Kas yra magnetinė trauka? Nesubalansuota magnetinė jėga varikliuose • Nešiojamas balansavimo įrenginys, vibracijos analizatorius "Balanset", skirtas dinaminiam trupintuvų, ventiliatorių, mulčintuvų, kombainų sraigtų, velenų, centrifugų, turbinų ir daugelio kitų rotorių balansavimui. Kas yra magnetinė trauka? Nesubalansuota magnetinė jėga varikliuose • Nešiojamas balansavimo įrenginys, vibracijos analizatorius "Balanset", skirtas dinaminiam trupintuvų, ventiliatorių, mulčintuvų, kombainų sraigtų, velenų, centrifugų, turbinų ir daugelio kitų rotorių balansavimui.

Kas yra magnetinė trauka? Nesubalansuota magnetinė jėga varikliuose

Paskelbė admin svetainėje

Elektros variklių magnetinio traukos supratimas

Apibrėžimas: Kas yra magnetinė trauka?

Magnetinė trauka (dar vadinama nesubalansuota magnetine trauka arba UMP) yra grynoji radialinė elektromagnetinė jėga, kuri atsiranda elektros varikliuose ir generatoriuose, kai oro tarpas tarp rotoriaus ir statoriaus nėra vienodas. Kai rotorius yra ne centre (ekscentriškas) statoriaus kiaurymėje, oro tarpas vienoje pusėje sumažėja, o kitoje pusėje padidėja. Kadangi magnetinė jėga yra atvirkščiai proporcinga tarpo atstumo kvadratui, magnetinė trauka yra daug stipresnė toje pusėje, kurioje tarpas mažesnis, todėl grynoji jėga traukia rotorių tos pusės link.

Magnetinė trauka sukuria vibracija esant dvigubai didesniam elektros tinklo dažniui (120 Hz 60 Hz varikliams, 100 Hz 50 Hz varikliams), gali gerokai deformuoti rotorių, pagreitinti guolių susidėvėjimą ir sunkiais atvejais sukelti katastrofišką rotoriaus ir statoriaus sąlytį. Tai rodo mechaninio ekscentriciteto ir elektromagnetinių jėgų sąveiką, kuri gali sukelti teigiamą grįžtamąjį ryšį, dėl kurio atsiranda laipsniškas gedimas.

Fizinis mechanizmas

Vienodas oro tarpas (normalios sąlygos)

  • Rotorius centruotas statoriaus kiaurymėje
  • Oro tarpas yra vienodas per visą perimetrą (paprastai 0,3–1,5 mm)
  • Magnetinės jėgos iš visų pusių subalansuoja ir panaikina
  • Grynoji radialinė jėga ≈ nulis
  • Minimali elektromagnetinė vibracija

Ekscentrinis oro tarpas (UMP sąlyga)

Kai rotorius ne centre:

  1. Tarpo asimetrija: Vienoje pusėje yra mažesnis tarpas (pvz., 0,5 mm), kitoje pusėje didesnis (pvz., 1,0 mm)
  2. Atvirkštinio kvadrato dėsnis: Magnetinė jėga ∝ 1/tarpas², todėl jėga mažo tarpo pusėje yra daug stipresnė
  3. Grynoji jėga: Nesubalansuotos jėgos viena kitos neatšaukia, sukurdamos grynąjį traukos jėgą mažo tarpo pusėje
  4. Dydis: Gali sverti nuo šimtų iki tūkstančių svarų net ir vidutinio sunkumo varikliuose
  5. Kryptis: Visada toje pusėje, kur mažiausias tarpas

Kodėl 2× linijos dažnis?

Magnetinė trauka pulsuoja 2 × elektriniu dažniu:

  • Trifazis kintamasis sukuria sukamąjį magnetinį lauką
  • Magnetinio lauko stiprumas pulsuoja 2 × linijos dažniu (būdingas 3 fazių sistemoms)
  • Su ekscentriniu rotoriumi ši pulsacija sukuria vibraciją esant 2 × f
  • 60 Hz variklis → 120 Hz vibracija
  • 50 Hz variklis → 100 Hz vibracija

Nesubalansuotos magnetinės traukos priežastys

Guolių susidėvėjimas

  • Dažniausia UMP išsivystymo priežastis
  • Guolio laisvumas leidžia rotoriui suktis ne centre
  • Gravitacija traukia rotorių žemyn, sumažindama apatinį oro tarpą
  • UMP dar labiau ištraukia rotorių iš centro
  • Teigiamas grįžtamasis ryšys: UMP pagreitina guolių nusidėvėjimą

Gamybos tolerancijos

  • Rotoriaus ekscentriškumas: Rotorius nėra idealiai apvalus arba nėra centruotas ant veleno
  • Statoriaus kiaurymės ekscentriškumas: Statoriaus kiaurymėje nėra koncentrinių elementų su tvirtinimo paviršiais
  • Surinkimo klaidos: Galiniai varpai nesulygiuoti, rotorius užspaustas surinkimo metu
  • Tolerancijų palyginimas: Mažų paklaidų kaupimasis, sukuriantis išmatuojamą ekscentricitetą

Veiklos priežastys

  • Terminis augimas: Diferencinis plėtimasis, turintis įtakos oro tarpo vienodumui
  • Kadro iškraipymas: Minkšta koja arba tvirtinimo įtempio deformavimo rėmas
  • Veleno deformacija: Apkrova arba sukabinimo jėgos lenkia veleną
  • Fondo problemos: Variklio padėties pasikeitimas arba nusidėvėjimas

Poveikis ir pasekmės

Tiesioginis poveikis

  • Radialinė jėga, veikianti rotorių: Nuolatinis traukimas į vieną pusę
  • Guolių perkrova: Vienas guolis neša papildomą apkrovą dėl magnetinės traukos
  • Vibracija esant 2×f: Padidėjęs elektromagnetinės vibracijos komponentas
  • Veleno deformacija: Magnetinė jėga sulenkia veleną, pablogindama ekscentriškumą

Progresyvaus gedimo mechanizmas

UMP gali sukurti savaime sustiprėjantį gedimo ciklą:

  1. Pradinis ekscentricitetas (dėl guolio susidėvėjimo arba gamybos)
  2. Magnetinė trauka vystosi mažo tarpo pusėje
  3. Jėga dar labiau nukreipia rotorių, dar labiau sumažindama tarpą
  4. Stipresnė magnetinė trauka iš mažesnio tarpo
  5. Pagreitintas guolių susidėvėjimas apkrautoje pusėje
  6. Didėjantis ekscentricitetas ir magnetinė trauka
  7. Galutinis rotoriaus ir statoriaus kontaktas ir katastrofiškas gedimas

Antrinė žala

  • Pagreitintas guolio gedimas dėl asimetrinės apkrovos
  • Galimi rotoriaus ir statoriaus trintis, pažeidžiantys abu komponentus
  • Veleno lenkimas arba nuolatinis lankas
  • Statoriaus apvijos pažeidimas dėl rotoriaus smūgių
  • Efektyvumo praradimas dėl neoptimalaus oro tarpo

Aptikimas ir diagnozė

Vibracijos parašas

  • Pagrindinis rodiklis: Padidintas 2 × linijos dažnis (120 Hz arba 100 Hz)
  • Tipinis modelis: 2×f amplitudė > 30-50% 1× veikimo greičio vibracijos
  • Patvirtinimas: Vibracija esant 2×f nėra proporcinga mechaniniam disbalansui
  • Apkrovos nepriklausomumas: 2×f amplitudė santykinai pastovi esant apkrovai (skirtingai nuo mechaninių šaltinių)

Skirtumas nuo kitų 2×f šaltinių

Šaltinis Charakteristikos
Nesuderinimas 2 × veikimo greitis (ne 2 × linijos dažnis); didelė ašinė vibracija
Magnetinis traukimas 2 × linijos dažnis (120/100 Hz); elektromagnetinė kilmė
Statoriaus gedimai 2 × linijos dažnis; yra srovės disbalansas
Rėmo rezonansas 2× linijos dažnis; rėmo vibracija >> guolio vibracija

Papildomi diagnostiniai tyrimai

Oro tarpo matavimas

  • Išmatuokite oro tarpą keliose vietose aplink perimetrą (reikia išardyti variklį)
  • Ekscentriškumas > 10% vidutinio tarpo rodo problemą
  • Dokumentuokite minimalias ir maksimalias tarpo vertes

Dabartinė analizė

  • Fazinių srovių balanso matavimas
  • UMP gali lydėti disbalansas
  • Spektras rodo 2× linijinio dažnio komponentę

Be apkrovos bandymas

  • Paleiskite variklį atjungtą be apkrovos
  • Jei 2×f vibracija išlieka didelė, tai rodo elektromagnetinį šaltinį (UMP arba statoriaus gedimą)
  • Jei 2×f reikšmingai sumažėja, tai rodo mechaninio nesutapimo šaltinį.

Magnetinės traukos jėgos kiekybinis įvertinimas

Apytikslė formulė

UMP jėgą galima įvertinti:

  • F ∝ (ekscentriškumas / tarpas) × variklio galia
  • Jėga didėja tiesiškai didėjant ekscentricitetui
  • Jėga smarkiai padidėja esant mažesniems tarpams
  • Didesni varikliai sukuria proporcingai didesnes jėgas

Tipiniai dydžiai

  • 10 AG variklis, 10% ekscentricitetas: ~50–100 svarų jėga
  • 100 AG variklis, 20% ekscentricitetas: ~500–1000 svarų jėga
  • 1000 AG variklis, 30% ekscentricitetas: ~5000–10 000 svarų jėga
  • Poveikis: Šios jėgos smarkiai apkrauna guolius ir gali iškreipti velenus

Korekcijos metodai

Dėl guolio sukelto ekscentriškumo

  • Pakeiskite susidėvėjusius guolius, kad atkurtumėte tinkamą rotoriaus centravimą
  • Jei ekscentricitetas pasikartoja, naudokite guolius su mažesniais tolerancijos nuokrypiais.
  • Patikrinkite, ar guolių pasirinkimas tinkamas variklio apkrovoms, įskaitant UMP
  • Patikrinkite guolio tinkamumą ant veleno ir galiniuose varpeliuose

Dėl gamybos ekscentriškumo

  • Nedidelės bylos (< 10%): Priimti ir stebėti, ar vibracija priimtina
  • Vidutinis (10-25%): Apsvarstykite statoriaus išgręžimą arba rotoriaus apdirbimą
  • Sunkus (> 25%): Reikalingas variklio keitimas arba kapitalinis remontas
  • Garantija: Gamybos ekscentriškumas gali būti laikomas naujų variklių garantijos pagrindu.

Surinkimo / montavimo problemoms

  • Patikrinkite galinio varpo lygiavimą ir varžto sukimo momentą
  • Teisingai minkšta pėda sąlygos
  • Užtikrinkite, kad rėmas nebūtų deformuotas dėl montavimo įtempių
  • Patikrinkite, ar vamzdžiai neįtempė arba ar sujungimo jėgos netraukia variklio iš vietos.

Prevencijos strategijos

Dizainas ir atranka

  • Kritinėms reikmėms nurodykite variklius su mažu oro tarpo tolerancija
  • Rinkitės kokybiškus variklius iš žinomų gamintojų
  • Didesni oro tarpai sumažina UMP dydį (bet sumažina efektyvumą)
  • Apsvarstykite magnetinių guolių konstrukcijas ekstremalioms reikmėms

Įrengimas

  • Kruopštus išlyginimas montuojant
  • Prieš galutinį tvirtinimą patikrinkite, ar pašalinta minkšta pėda
  • Patikrinkite rotoriaus ašinę padėtį ir slankiojančią padėtį
  • Įsitikinkite, kad galiniai varpai tinkamai sulygiuoti ir priveržti

Priežiūra

  • Pakeiskite guolius, kol jie per daug nesusidėvėjo
  • Stebėkite 2× linijos dažnio virpesių tendencijas
  • Periodinis balansas ir lygiavimo patikrinimas
  • Variklį laikykite švarų, kad išvengtumėte aušinimo užsikimšimų, dėl kurių gali atsirasti terminis deformavimas.

Specialūs svarstymai

Dideli varikliai

  • UMP jėgos gali būti milžiniškos (tonos jėgos)
  • Guolių parinkimas turi atsižvelgti į UMP apkrovas
  • Veleno deformacijos skaičiavimuose turėtų būti įtrauktas UMP
  • Oro tarpo stebėjimas gali būti įtrauktas į didelius kritinius variklius

Didelės spartos varikliai

  • Išcentrinės jėgos susijungia su UMP
  • Nestabilumo galimybė, jei UMP per didelis
  • Griežti oro tarpo tolerancijos reikalavimai yra labai svarbūs

Vertikalūs varikliai

  • Gravitacija necentruoja rotoriaus, kaip horizontaliuose varikliuose
  • UMP gali patraukti rotorių į bet kurią pusę
  • Atraminis guolis turi būti tinkamas rotoriaus svoriui ir bet kokiam UMP ašiniam komponentui.

Ryšys su kitomis motorinėmis problemomis

UMP ir rotoriaus ekscentriškumas

  • Ekscentriškumas sukelia UMP
  • UMP gali pabloginti ekscentriškumą (teigiamas grįžtamasis ryšys)
  • Abu sukuria vibraciją, bet skirtingais dažniais (1× ir 2×f)

UMP ir statoriaus gedimai

  • Abu sukuria 2 × linijos dažnio vibraciją
  • Statoriaus gedimai taip pat rodo dabartinį disbalansą
  • UMP nuo ekscentriškumo be srovės disbalanso
  • Gali egzistuoti: statoriaus gedimas IR ekscentricitetas

UMP ir guolių tarnavimo laikas

  • UMP padidina guolių radialines apkrovas
  • Sumažina guolio tarnavimo laiką (tarnavimo laikas ∝ 1/apkrova³)
  • Sukuria asimetrinį guolių susidėvėjimą
  • Vienas guolis gali sugesti per anksti, o kitas – priimtinas

Magnetinė trauka yra svarbi mechaninių ir elektromagnetinių reiškinių sąsaja elektros varikliuose. Supratimas, kad UMP yra 2× linijos dažnio virpesių šaltinis, jos ryšys su oro tarpo ekscentricitetu ir jos potencialas sukelti laipsnišką gedimą dėl guolių perkrovos, leidžia tinkamai diagnozuoti ir ištaisyti šią varikliui būdingą būklę.

← Atgal į pagrindinį rodyklę

Kategorijos:
WhatsApp