Elektros variklių defektų supratimas
Apibrėžimas: Kas yra variklio gedimai?
Variklio defektai yra elektros variklių gedimai ir gedimai, įskaitant mechanines problemas (guolių gedimus, rotoriaus ir statoriaus kontaktą, veleno problemas), elektromagnetines problemas (lūžusius rotoriaus strypus, statoriaus apvijų gedimus, oro tarpo nelygumus) ir kombinuotas elektromechanines problemas. Šie defektai sukuria būdingus vibracija ir elektrinius parašus, kuriuos galima aptikti per vibracijos analizė, variklio srovės parašo analizė (MCSA) ir terminis vaizdavimas.
Elektros varikliai yra vieni iš labiausiai paplitusių pramoninių įrenginių mašinų, o jų gedimai lemia dideles neplanuotas prastovas ir priežiūros išlaidas. Supratimas apie konkrečius variklių gedimų režimus ir diagnostikos metodus leidžia anksti aptikti ir planuoti priežiūrą, užkirsti kelią katastrofiškiems gedimams ir optimizuoti variklio patikimumą.
Variklio defektų kategorijos
1. Mechaniniai defektai (būdingi visoms besisukančioms mašinoms)
- Disbalansas: Rotoriaus masės asimetrija, 1× vibracija
- Guolių gedimai: Dažniausias variklio gedimas (~50% variklio gedimų)
- Nesuderinimas: Variklio ir apkrovos jungties nesutapimas, 2 × vibracija
- Mechaninis laisvumas: Atsilaisvinęs tvirtinimas, galinis varpas arba rotoriaus komponentai
- Veleno problemos: Sulenkti arba įtrūkę velenai
2. Elektromagnetiniai defektai (specifiniai varikliui)
Rotoriaus elektros defektai
- Sugedę rotoriaus strypai: Lūžę laidininkų strypai voverės narvelio rotoriuose (10-15% variklių gedimų)
- Įtrūkę galiniai žiedai: Rotoriaus strypus jungiančių trumpojo jungimo žiedų lūžiai
- Rotoriaus poringumas: Lieto rotoriaus tuštumai, turintys įtakos elektrinėms savybėms
- Didelio atsparumo jungtys: Prastas sujungimas tarp strypų ir galinių žiedų
Statoriaus elektros defektai
- Apvijų gedimai: Izoliacijos nutrūkimas, trumpieji jungimai tarp apvijų, faziniai gedimai (30–40% variklio gedimų)
- Įžeminimo gedimai: Apvijos izoliacijos pažeidimas rėme
- Ritės pažeidimas: Terminis degradavimas, mechaniniai pažeidimai, užteršimas
Oro tarpo problemos
- Ekscentrinis rotorius: Nevienodas oro tarpas dėl gamybos ar nusidėvėjimo
- Trintis: Rotoriaus ir statoriaus sąlytis dėl guolio gedimo arba nesutapimo
- Magnetinis traukimas: Nesubalansuotos magnetinės jėgos dėl oro tarpo asimetrijos
3. Kombinuoti elektromechaniniai defektai
- Terminės problemos: Perkaitimas dėl perkrovos, prastos ventiliacijos ar elektros gedimų
- Ventiliacijos problemos: Užblokuoti arba pažeisti aušinimo ventiliatoriai
- Elektros ir mechaninės įrangos sujungimas: Elektriniai gedimai, sukeliantys mechaninę vibraciją ir atvirkščiai
Variklio defektų vibracijos parašai
Sugedę rotoriaus strypai
Vienas iš svarbiausių variklio gedimų:
- Dažnis: Šoninės juostos aplink važiavimo greitį, esant ± (slydimo dažnio) atstumui
- Raštas: 1× ± fs, kur fs = slydimo dažnis (paprastai 1–3 Hz 60 Hz varikliams)
- Amplitudės moduliacija: Srovė ir sukimo momentas svyruoja esant 2 × slydimo dažniui
- Apkrovos priklausomybė: Šoninės juostos labiau matomos esant apkrovai
- Progresavimas: Amplitudė didėja, kai lūžta daugiau strypų
Statoriaus problemos
- Dažnis: 2 × tinklo dažnis (120 Hz, jei variklių dažnis 60 Hz, 100 Hz, jei variklių dažnis 50 Hz)
- Priežastis: Magnetinės jėgos asimetrija dėl apvijų gedimų
- Papildoma: Gali matyti linijos dažnio harmonikas
- Elektromagnetinis triukšmas: Girdimas ūžesys esant 2 × linijos dažniui
Ekscentrinis rotorius (oro tarpo variacija)
- Dažniai: Polių pralaidumo dažnis ir jo harmonikos
- Raštas: (Polių skaičius × veikimo greitis) ± veikimo greitis
- Magnetinis disbalansas: Sukuria radialinę vibraciją net ir mechaniškai subalansuotas
- Kombinuotas poveikis: Tiek mechaninis (ekscentriškumas), tiek elektromagnetinis (kintantis nenoras)
Aptikimo metodai
Vibracijos analizė
- Standartinis FFT: Nustato mechaninius defektus ir elektromagnetinius dažnius
- Šoninės juostos analizė: Svarbu aptikti rotoriaus strypo ir oro tarpo problemas
- Guolių dažniai: Vokų analizė guolių defektų aptikimui
- Tendencijos: Stebėkite amplitudes laikui bėgant, kad aptiktumėte besiformuojančius gedimus
Variklio srovės parašo analizė (MCSA)
- Variklio linijos srovės dažnių spektro analizė
- Aptinka elektros gedimus be vibracijos jutiklių
- Ypač efektyvus rotoriaus strypo ir statoriaus apvijų gedimams nustatyti
- Galima atlikti internetu netrukdant darbui
- Papildo vibracijos analizę
Terminis vaizdavimas
- Infraraudonųjų spindulių kameros aptinka karštus taškus
- Apvijų gedimai rodo lokalizuotą įkaitimą
- Ventiliacijos blokados matomos kaip karštos zonos
- Guolių problemos rodo padidėjusią guolių temperatūrą
- Perkrovos sąlygos rodo bendrą temperatūros kilimą
Elektros bandymai
- Izoliacijos varža: Megommetro bandymas atskleidžia apvijų nusidėvėjimą
- Poliarizacijos indeksas: Rodo izoliacijos būklę
- Hipotekos testavimas: Izoliacijos vientisumo patikrinimas esant aukštai įtampai
- Dabartinis likutis: Išmatuokite srovę kiekvienoje fazėje (disbalansas rodo problemas)
Dažna variklio gedimų statistika
Santykinių dažnių supratimas padeda nustatyti stebėjimo prioritetus:
- Guolių gedimai: ~50% variklio gedimų
- Statoriaus apvijų gedimai: ~30-35%
- Rotoriaus defektai: ~10-15%
- Išoriniai veiksniai: ~5% (užterštumas, aplinka ir kt.)
Prevencinės priežiūros strategijos
Būklės stebėjimas
- Ketvirtiniai arba mėnesiniai vibracijos tyrimai
- Nuolatinis kritinių variklių stebėjimas
- Terminio vaizdo tyrimai (kasmet arba kas pusmetį)
- Variklio srovės analizė (periodinė arba nuolatinė)
- Visų parametrų tendencijų nustatymas, siekiant anksti aptikti pokyčius
Įprastinė priežiūra
- Tepimas: Guolius tepkite pagal grafiką (paprastai kas 6–12 mėnesių)
- Valymas: Pašalinkite dulkes ir šiukšles iš aušinimo kanalų
- Priveržimas: Patikrinkite tvirtinimo varžtus, gnybtų jungtis
- Apžiūra: Vizualinė apžiūra dėl pažeidimų, perkaitimo, užteršimo
- Testavimas: Periodinis izoliacijos varžos bandymas
Balansavimas ir derinimas
- Palaikykite gerą balanso kokybė siekiant sumažinti guolių apkrovas
- Tikslumas veleno suvedimas varomai įrangai
- Periodiškai (kasmet arba po techninės priežiūros) tikrinkite lygiavimą
Pagrindinės priežasties analizė
Kai atsiranda variklio gedimų, nustatykite pagrindines priežastis, kad išvengtumėte pasikartojimo:
Guolių gedimai
- Ištirti: Tepimo pakankamumas, užteršimo šaltiniai, suderinimas, vibracijos lygiai
- Dažnos priežastys: Per didelis tepalo kiekis, netinkamas tepalo tipas, neteisingas sulygiavimas, per didelė vibracija
Elektros gedimai
- Ištirti: Veikimo sąlygos, įtampos kokybė, darbo ciklas, aušinimo pakankamumas
- Dažnos priežastys: Perkrova, įtampos disbalansas, vienfazis jungimas, užblokuotas aušinimas
Mechaniniai gedimai
- Ištirti: Apkrovos charakteristikos, įrengimo kokybė, eksploatavimo aplinka
- Dažnos priežastys: Smūginės apkrovos, neteisingas suderinimas, netinkamas montavimas, užteršta aplinka
Pramonės taikymas ir standartai
- NEMA MG-1: Variklio veikimo ir bandymo standartai
- IEC 60034: Tarptautiniai variklių standartai, įskaitant vibracijos ribas
- IEEE 43: Izoliacijos bandymų standartai
- ISO 20816: Elektros variklių vibracijos stiprumo kriterijai
Elektros variklių defektai sudaro didelę pramoninės įrangos gedimų dalį. Supratimas apie išskirtinius mechaninių, elektrinių ir elektromagnetinių gedimų požymius, kartu su išsamia būklės stebėsena naudojant vibracijos analizę, srovės analizę ir terminį vaizdavimą, leidžia anksti aptikti gedimus ir taikyti nuspėjamąsias priežiūros strategijas, kurios maksimaliai padidina variklio patikimumą ir sumažina neplanuotas prastovas.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									