Bojātu rotora stieņu izpratne
Definīcija: Kas ir salauzti rotora stieņi?
Salauzti rotora stieņi ir pilnīgi vadītāju stieņu lūzumi vāveres būra indukcijas motora rotoros. Tas būtībā ir tāds pats stāvoklis kā rotora stieņa defekti bet īpaši uzsver pilnīgu stieņu lūzumu, nevis plaisas vai augstas pretestības savienojumus. Kad viens vai vairāki stieņi salūzt, elektriskā strāva nevar plūst caur šiem stieņiem, radot elektromagnētisko asimetriju, kas rada raksturlielumus vibrācija un pašreizējie paraksti ar sānu joslas plkst. slīdēšanas frekvence atstarpe ap skriešanas ātrumu.
Salauzti rotora stieņi ir īpaši mānīgi, jo tie rada kaskādes atteices režīmu: viens salauzts stienis palielina strāvu un spriegumu blakus esošajos stieņos, izraisot to pakāpenisku atteici. Ja tas netiek atklāts laikus (viens salauzts stienis), stāvoklis var strauji pasliktināties līdz vairākiem salauztiem stieņiem un katastrofālai rotora atteicei, kuras dēļ ir jānomaina motors.
Kā rotora stieņi saplīst
Termiskais nogurums (visbiežāk sastopamais)
Atkārtoti sildīšanas un dzesēšanas cikli:
- Startēšanas strāva: Motora iedarbināšanas laikā rotora strāva ir 5–7 × normāla (bloķēta rotora stāvoklis)
- Termiskā izplešanās: Alumīnija stieņi ievērojami izplešas (koeficients 23 µm/m/°C)
- Ierobežojums: Dzelzs kodols izplešas mazāk (12 µm/m/°C), ierobežojot stieņa izplešanos
- Stress: Diferenciālā izplešanās rada termisko spriegumu stieņos
- Nogurums: Atkārtoti palaišanas cikli izraisa zema cikla nogurumu
- Plaisu veidošanās: Parasti stieņa un gala gredzena savienojumā (augstas slodzes punkts)
Mehāniskā spriedze
- Centrbēdzes spēki lielā ātrumā
- Elektromagnētiskie spēki darbības un iedarbināšanas laikā
- Vibrācija no ārējiem avotiem
- Trieciennolādēšana palaišanas vai slodzes izmaiņu laikā
Ražošanas defekti
- Porainība: Tukšumi liešanas alumīnija rotoros
- Slikta saķere: Nepietiekama stieņa un serdes savienošana
- Materiālie iekļautie materiāli: Piesārņotāji liešanā
- Vāja gala gredzenveida savienojumi: Slikti stieņu un galu gredzenu savienojumi
Darbības apstākļi
- Bieža iedarbināšana: Katrs sākums ir termiskās un mehāniskās slodzes notikums
- Augstas inerces slodzes: Ilgs paātrinājuma laiks palielina stieņa spriegumu
- Atpakaļgaitas pakalpojums: Pieslēgšana rada ārkārtējas strāvas
- Vienfāzes: Darbība ar vienas fāzes zudumu pārslogo rotora stieņus
Raksturīgā sānu joslas paraksta iezīme
Kāpēc parādās sānu joslas
Atšķirīgā diagnostikas shēma:
- Salauzts stienis nevar pārvadīt strāvu, radot elektrisko asimetriju
- Asimetrija rotē ar slīdēšanas frekvenci (starpība starp sinhrono un rotora ātrumu)
- Rada griezes momenta pulsāciju ar 2× slīdēšanas frekvenci
- Griezes momenta pulsācija modulē 1× vibrāciju, ko rada mehāniskais disbalanss
- Rezultāts: sānu joslas pie braukšanas ātruma ± slīdēšanas frekvences intervāli
Vibrācijas modelis
- Centrālā virsotne: 1× skriešanas ātrums (fr)
- Apakšējā sānu josla: fr – fs (kur fs = slīdēšanas frekvence)
- Augšējā sānu josla: fr + fs
- Vairākas sānu joslas: fr ± 2fs, fr ± 3fs, palielinoties smaguma pakāpei
- Simetrija: Sānu joslas simetriskas ap 1× virsotni
Piemērs
4 polu, 60 Hz motors ar pilnu slodzi:
- Sinhronais ātrums: 1800 apgr./min
- Faktiskais ātrums: 1750 apgr./min (29,17 Hz)
- Slīdēšana: 50 apgr./min (0,833 Hz)
- Vibrācijas maksimumi pie: 28,3 Hz, 29,17 Hz, 30,0 Hz
- Pārtrauktā josla, ko apstiprina simetriskas sānu joslas pie ±0,833 Hz
Pašreizējais paraksts (MCSA)
Motora strāvas analīze parāda līdzīgu modeli:
- Centrālā virsotne: Līnijas frekvence (50 vai 60 Hz)
- Sānu joslas: flīnija ± 2fs (piezīme: 2× slīdes frekvence strāvā, nevis 1×)
- Piemērs: 60 Hz motors ar 1 Hz slīdi → sānu joslas pie 58 Hz un 62 Hz
- Priekšrocība: Neinvazīvs, var nepārtraukti uzraudzīt
- Jutīgums: Bieži vien atklāj salauztus stieņus agrāk nekā vibrācija
Progresēšanas posmi
Viena salauzta josla
- Parādās mazas sānu joslas (20–40% ar 1× maksimumu)
- Neliela griezes momenta pulsācija (var nebūt pamanāma)
- Motora darbība gandrīz normāla
- Var darboties mēnešiem ilgi ar uzraudzību
- Jāplāno nomaiņa
Vairāki blakus esoši salauzti stieņi
- Spēcīgas sānu joslas (> 50% ar 1× maksimumu)
- Ievērojama griezes momenta pulsācija
- Paaugstināta slīdēšana un temperatūra
- Progresēšana paātrinās, blakus esošajiem stieņiem pārkarstot
- Steidzama nomaiņa (laika posms nedēļās)
Smags stāvoklis
- Sānu joslas var pārsniegt 1× maksimālo amplitūdu
- Spēcīga griezes momenta pulsācija, kas ietekmē piedzenamo aprīkojumu
- Augsta vibrācija un temperatūra
- Gala gredzena atteices vai pilnīga rotora sabrukšanas risks
- Nepieciešama tūlītēja nomaiņa
Atklāšanas labākā prakse
Vibrāciju analīze
- Izmantojiet augstas izšķirtspējas FFT (< 0,2 Hz izšķirtspēja), lai atrisinātu sānu joslas
- Pārbaudiet motoru zem slodzes (sānu joslas ir izteiktākas, plūstot strāvai)
- Aprēķiniet paredzamo motora slīdēšanas frekvenci
- Meklēt simetrisko sānu joslu spektru pie ±fs ap 1×
- Tendences sānu joslas amplitūda laika gaitā
MCSA testēšana
- Piestipriniet strāvas zondes pie motora vadiem
- Iegūt strāvas viļņu formu un aprēķināt FFT
- Meklējiet sānu joslas pie fline ± 2fs
- Salīdzināt ar veselīga motorikas sākotnējo stāvokli
- Var noteikt pirms vibrācijas simptomu izzušanas
Korektīvās darbības
Tūlītēja atbilde
- Palielināt uzraudzības biežumu (mēnesī → nedēļā → dienā)
- Sliežu ceļa sānu joslas amplitūdas pieauguma ātrums
- Pasūtiet rezerves motoru vai plānojiet rotora nomaiņu
- Ja iespējams, samaziniet darba ciklu (samaziniet ieslēgšanas reižu skaitu)
- Dokumentējiet progresu kļūmju analīzei
Remonta iespējas
- Rotora nomaiņa: Visuzticamākais lieliem motoriem (> 100 ZS)
- Rotora pārliešana: Specializētās darbnīcās var pārstrādāt alumīnija rotorus
- Motora nomaiņa: Bieži vien visekonomiskākais maziem motoriem (< 50 ZS)
- Cēloņa izmeklēšana: Nosakiet, kāpēc stieņi salūza, lai novērstu atkārtošanos
Profilakse
- Izmantojiet mīkstos starterus vai VFD, lai samazinātu palaišanas strāvu un termisko slodzi
- Ierobežot ieslēgšanās frekvenci augstas inerces slodzēm
- Norādiet motorus, kas novērtēti faktiskajam darba ciklam (biežas iedarbināšanas motori augsta cikla apkalpošanai)
- Nodrošiniet atbilstošu motora ventilāciju un dzesēšanu
- Aizsargāt pret vienfāzes apstākļiem
Lai gan salauzti rotora stieņi veido tikai 10–151 TP3T motora atteices, tie rada atšķirīgas slīdes frekvences sānu joslu pazīmes, kas nodrošina uzticamu agrīnu noteikšanu, izmantojot vibrācijas vai strāvas analīzi. Izpratne par termiskā noguruma mehānismu, raksturīgā sānu joslas modeļa atpazīšana un stāvokļa uzraudzības ieviešana ļauj plānot motora nomaiņu, pirms viena stieņa atteice pāraug katastrofālās vairāku stieņu atteicēs un ilgstošā neplānotā dīkstāvē.