Maiņstrāvas motoru elektrisko defektu diagnostika, izmantojot vibrāciju analīzi
Elektriskie defekti maiņstrāvas indukcijas motoros ir defekti magnētiskajā ķēdē - statorā, rotorā vai gaisa spraugā starp tiem -, kas izpaužas kā vibrācija. Lai gan vibrācijas analīze visbiežāk ir saistīta ar mehāniskām problēmām, piemēram. nelīdzsvarotība un gultņu defekti, tas ir arī efektīvs veids, kā atrast elektriskās problēmas. Elektriskie traucējumi rada pulsējošus magnētiskos spēkus, kas liek statoram un rotoram vibrēt; šīs vibrācijas izplatās pa motora rāmi un tiek viegli uztvertas ar elektromagnētisko ierīci. akselerometrs. Māksla ir atpazīt modeļus, kas saistīti ar barošanas frekvenci un motora polu skaitu.
1. Ievads: Elektriskās kļūmes kā vibrācijas avots
Elektrisko defektu diagnosticēšanas galvenais uzdevums ir meklēt specifiskus maksimumus frekvencēs, kas saistītas ar elektrolīnijas frekvenci - 50 Hz vai 60 Hz atkarībā no reģiona - un polu skaitu motorā. Tā kā šie spēki ir magnētiski, nevis tīri mehāniski, no parastiem mehāniskiem defektiem tos nošķir divas pazīmes: to frekvences ir atkarīgas no strāvas padeves, nevis no vārpstas ātruma, un daudzas no tām mainās atkarībā no motora slodzes. Klasisks diagnostikas tests ir, vērojot spektru, nomest slodzi; maksimums, kas samazinās, kad slodze ir noņemta, gandrīz noteikti ir elektriskas izcelsmes. Skaidra izpratne par elektriskā frekvence un motora slīdēšana ir katras turpmāk minētās diagnozes pamatā.
2. Statora kļūmes
Statora problēmas - atslābusi dzelzs, vaļīga spole vai īssavienojumi - var padarīt statoru ekscentrisku vai izkropļotu, radot nevienmērīgu magnētisko lauku ap urbumu. Rezultātā rodas magnētiskais spēks, kas pulsē ar divreiz lielāku frekvenci nekā līnijas frekvence.
- Vibrācijas paraksts: galvenais rādītājs ir augstas amplitūdas maksimums pie 2 × līnijas frekvence (2 × FL)60 Hz motoram tas ir 120 Hz (7200 CPM). 50 Hz motoram tas ir 100 Hz (6000 CPM).
- Raksturojums: 2×FL maksimums parasti ir ļoti vienmērīgas amplitūdas un lielā mērā nav jutīgs pret slodzi. Vibrācija bieži ir vislielākā statora montāžas kāju virzienā, kur rāmis ir visstingrākais pret pulsējošo vilci. Statora defekti ir viegli sajaukt ar mehāniskiem vaļīgums ar 2 × lielāku darba ātrumu, tāpēc slodzes tests un precīzs frekvences nolasījums ir svarīgi.
3. Rotora defekti (bojāti rotora stieņi)
Bieži sastopams bojājums maiņstrāvas indukcijas motoriem ir saplaisājuši vai salūzuši rotora stieņi. Kad stienis salūst, tas traucē strāvas plūsmu rotora korpusā, radot lokālu sakaršanu un pulsējošu griezes momentu, kas modulē darba ātruma vibrāciju.
- Vibrācijas paraksts: klasiskā zīme salauzti rotora stieņi ir . polu caurlaides frekvence (FP) sānu joslas izstieptas starp skriešanas ātrums (1×) virsotne un tās harmonikas.
- polu caurlaides frekvence (FP): ātrums, ar kādu rotors slīd garām rotējošajam magnētiskajam laukam, ko aprēķina kā FP = polu skaits × slīdēšanas frekvence, kur slīdēšanas frekvence ir starpība starp lauka sinhrono ātrumu un faktisko vārpstas ātrumu.
- Raksturojums: meklējiet 1× maksimumu, ko ieskauj divas skaidras sānu joslas, no kurām viena ir (1× + FP) un vienu pie (1× - FP). Palielinoties bojājumiem, blakusjoslas parādās arī ap 2× un 3× harmoniku. Atšķirībā no statora bojājumiem šī signatūra ir ļoti jutīga pret slodzi - sānu joslas pieaug, palielinoties slodzei, un var pilnībā izzust, ja slodzes nav.
4. Ekscentriska gaisa sprauga
Portāls gaisa sprauga ir mazā atstarpe starp rotoru un statoru. Ja tas nav vienmērīgs visā urbuma garumā, rodas nelīdzsvarots līdzsvara trūkums. magnētiskā vilkme kas liek rotoram vibrēt.
- Statiskā ekscentricitāte: rotors griežas centrēts gultņos, bet statora serde ir izkropļota, tāpēc šaurākais spraugas punkts ir fiksēts telpā.
- Dinamiskā ekscentricitāte: pats rotors ir izkropļots vai novirzīts no centra, tāpēc šaurākais spraugas punkts griežas kopā ar rotoru - stāvoklis, kas cieši saistīts ar rotora ekscentricitāte.
- Vibrācijas paraksts: abas formas rada polu caurlaides frekvenču blakusjoslas ap 2×FL pīķa. Smagos gadījumos veidojas sarežģīts modelis ar sānu joslām pie 2×FL ± FP kā arī ap braukšanas ātruma harmoniku.
5. Apstiprinājums un labākā prakse
Elektriskie defekti spektrā atrodas tuvu braukšanas ātruma komponentiem, tāpēc, lai tos atšķirtu, ir svarīgi veikt disciplinētus mērījumus.
- Augstas izšķirtspējas spektrs: elektrisko defektu diagnosticēšanai ir nepieciešams augstas izšķirtspējas FFT spektrs ar pietiekami daudz līnijām, lai atdalītu kustības ātruma harmonikas no līnijas frekvences harmonikām un to cieši izvietotajām blakusjoslām. A tālummaiņas FFT bieži vien ir vienīgais veids, kā tīri atrisināt slīdēšanas frekvenču blakusjoslas.
- Slodze ir ļoti svarīga: rotora stieņa problēmu gadījumā motoram jāstrādā ar ievērojamu slodzi - parasti virs 75% - lai parādītos defekts. Slodzes mainīšana, vienlaikus vērojot maksimumus, ir visdrošākais lauka izšķiršanas līdzeklis starp elektriskiem un mehāniskiem avotiem.
- Uzņemiet to uz lauka: pārnēsājamu divkanālu analizatoru, piemēram. Balanset-1A ieraksta spektru un sinhronizēto motora darbības ātrumu, tādējādi ļaujot viegli atzīmēt 2×FL statora pīķa vai no slodzes atkarīgas polu sānu joslas, pirms sākt demontāžu - un, ja izrādās, ka īstais vaininieks ir mehāniska nelīdzsvarotība, lai izlīdzināt rotoru vienā apmeklējumā.
- Apstipriniet ar citām tehnoloģijām: diagnozes var apstiprināt ar motora strāvas paraksta analīzi (MCSA) vai ar infrasarkanā termogrāfija, kas atklāj lokālu sasilšanu, ko izraisa salauzti stieņi vai īssavienojumi. Veicot salīdzinošo pārbaudi ar plašāku grupu motora defekti izvairīties no elektriskās kļūmes sajaukšanas ar mehānisko kļūmi.
