Memahami Kecacatan Motor Elektrik
Definisi: Apakah Kecacatan Motor?
Kecacatan motor adalah kerosakan dan kegagalan dalam motor elektrik termasuk masalah mekanikal (kegagalan galas, sentuhan pemutar-ke-pemegun, isu aci), masalah elektromagnet (bar pemutar patah, kegagalan belitan pemegun, ketidakteraturan jurang udara) dan isu elektromekanikal gabungan. Kecacatan ini mencipta ciri getaran dan tandatangan elektrik yang boleh dikesan melalui vibration analysis, analisis tandatangan arus motor (MCSA), dan pengimejan terma.
Motor elektrik adalah antara mesin yang paling biasa di kemudahan perindustrian, dan kegagalannya menyumbang kepada masa henti yang tidak dirancang dan kos penyelenggaraan yang ketara. Memahami mod kecacatan khusus motor dan teknik diagnostik membolehkan pengesanan awal dan penyelenggaraan terancang, mencegah kegagalan bencana dan mengoptimumkan kebolehpercayaan motor.
Kategori Kecacatan Motor
1. Kecacatan Mekanikal (Lazim kepada Semua Jentera Berputar)
- Ketidakseimbangan: Asimetri jisim pemutar, 1× getaran
- Kegagalan Galas: Kecacatan motor yang paling biasa (~50% kegagalan motor)
- salah jajaran: Tidak jajaran gandingan motor-ke-beban, getaran 2×
- Kelonggaran Mekanikal: Pemasangan longgar, loceng tamat atau komponen rotor
- Masalah aci: Aci bengkok atau retak
2. Kecacatan Elektromagnet (Khusus Motor)
Kecacatan Elektrik Rotor
- Bar Rotor Patah: Bar konduktor patah dalam pemutar sangkar tupai (10-15% kegagalan motor)
- Cincin Hujung Retak: Patah pada gelang litar pintas yang menyambungkan bar rotor
- Keliangan pemutar: Lompang dalam pemutar tuang yang menjejaskan sifat elektrik
- Sendi Rintangan Tinggi: Sambungan yang lemah antara bar dan gelang hujung
Kecacatan Elektrik Stator
- Kegagalan penggulungan: Kerosakan penebat, seluar pendek pusingan ke pusingan, kerosakan fasa ke fasa (30-40% kegagalan motor)
- Kerosakan Tanah: Kegagalan penebat belitan pada bingkai
- Kerosakan gegelung: Degradasi terma, kerosakan mekanikal, pencemaran
Isu Jurang Udara
- Rotor Sipi: Jurang udara tidak seragam daripada pembuatan atau haus
- Menggosok: Sentuhan pemutar-ke-pemegun daripada kegagalan galas atau salah penjajaran
- Tarikan Magnet: Daya magnet yang tidak seimbang daripada asimetri jurang udara
3. Kecacatan Elektromekanikal Gabungan
- Isu Terma: Terlalu panas akibat beban berlebihan, pengudaraan yang lemah, atau kerosakan elektrik
- Masalah Pengudaraan: Kipas penyejuk terhalang atau rosak
- Gandingan Antara Elektrik dan Mekanikal: Kerosakan elektrik menyebabkan getaran mekanikal dan sebaliknya
Tanda Tangan Getaran Kecacatan Motor
Bar Rotor Patah
Salah satu kecacatan khusus motor yang paling penting:
- Kekerapan: Jalur sisi di sekeliling kelajuan larian pada jarak ±(kekerapan gelincir).
- Corak: 1× ± fs, dengan fs = kekerapan gelinciran (biasanya 1-3 Hz untuk motor 60 Hz)
- Modulasi Amplitud: Arus dan tork turun naik pada frekuensi gelincir 2×
- Ketergantungan Beban: Jalur sisi lebih menonjol di bawah beban
- Kemajuan: Amplitud meningkat apabila lebih banyak bar pecah
Masalah Stator
- Kekerapan: 2× frekuensi talian (120 Hz untuk motor 60 Hz, 100 Hz untuk 50 Hz)
- Punca: Asimetri daya magnet daripada sesar belitan
- Tambahan: Boleh melihat harmonik frekuensi talian
- Bunyi Elektromagnet: Bunyi boleh didengar pada frekuensi talian 2×
Rotor Sipi (Variasi Jurang Udara)
- Kekerapan: Kekerapan hantaran tiang dan harmoniknya
- Corak: (Bilangan tiang × kelajuan larian) ± kelajuan larian
- Ketidakseimbangan magnet: Mencipta getaran jejari walaupun secara mekanikal seimbang
- Kesan Gabungan: Kedua-dua mekanikal (kesipian) dan elektromagnet (keengganan yang berbeza-beza)
Kaedah Pengesanan
Analisis Getaran
- FFT standard: Mengenal pasti kecacatan mekanikal dan frekuensi elektromagnet
- Analisis jalur sisi: Kritikal untuk mengesan masalah bar rotor dan jurang udara
- Kekerapan galas: Analisis sampul surat untuk pengesanan kecacatan galas
- Arah Aliran: Jejaki amplitud dari semasa ke semasa untuk mengesan kerosakan yang sedang berkembang
Analisis Tandatangan Semasa Motor (MCSA)
- Menganalisis spektrum frekuensi arus talian motor
- Mengesan kerosakan elektrik tanpa penderia getaran
- Terutamanya berkesan untuk bar rotor dan kerosakan belitan stator
- Boleh dilakukan secara dalam talian tanpa mengganggu operasi
- Melengkapkan analisis getaran
Pengimejan Terma
- Kamera inframerah mengesan titik panas
- Sesar belitan menunjukkan pemanasan setempat
- Pengudaraan tersumbat kelihatan sebagai kawasan panas
- Masalah galas menunjukkan suhu galas yang tinggi
- Keadaan beban lampau menunjukkan kenaikan suhu umum
Ujian Elektrik
- Rintangan Penebat: Ujian megohmmeter mendedahkan kemerosotan penggulungan
- Indeks Polarisasi: Menunjukkan keadaan penebat
- Ujian Hipot: Mengesahkan integriti penebat di bawah voltan tinggi
- Baki Semasa: Ukur arus dalam setiap fasa (ketidakseimbangan menunjukkan masalah)
Statistik Kegagalan Motor Biasa
Memahami frekuensi relatif membantu mengutamakan pemantauan:
- Kegagalan galas: ~50% kegagalan motor
- Kegagalan Penggulungan Stator: ~30-35%
- Kecacatan rotor: ~10-15%
- External Factors: ~5% (pencemaran, persekitaran, dsb.)
Strategi Penyelenggaraan Pencegahan
Pemantauan Keadaan
- Tinjauan getaran suku tahunan atau bulanan
- Pemantauan berterusan untuk motor kritikal
- Tinjauan pengimejan terma (setiap tahun atau separuh tahunan)
- Analisis arus motor (berkala atau berterusan)
- Arah aliran semua parameter untuk mengesan perubahan lebih awal
Penyelenggaraan Rutin
- Pelinciran: Pelincir semula galas mengikut jadual (biasanya 6-12 bulan)
- Pembersihan: Keluarkan habuk dan serpihan dari saluran penyejukan
- Mengetatkan: Sahkan bolt pemasangan, sambungan terminal
- Pemeriksaan: Pemeriksaan visual untuk kerosakan, terlalu panas, pencemaran
- Ujian: Ujian rintangan penebat berkala
Pengimbangan dan Penjajaran
- Kekalkan kebaikan kualiti keseimbangan untuk meminimumkan beban galas
- Precision penjajaran aci kepada peralatan yang dipacu
- Sahkan penjajaran secara berkala (setiap tahun atau selepas penyelenggaraan)
Analisis Punca Punca
Apabila kegagalan motor berlaku, kenal pasti punca untuk mengelakkan berulang:
Kegagalan Galas
- menyiasat: Kecukupan pelinciran, sumber pencemaran, penjajaran, tahap getaran
- Punca biasa: Minyak berlebihan, jenis gris yang salah, salah jajaran, getaran yang berlebihan
Kegagalan Elektrik
- menyiasat: Keadaan operasi, kualiti voltan, kitaran tugas, kecukupan penyejukan
- Punca biasa: Beban berlebihan, ketidakseimbangan voltan, fasa tunggal, penyejukan terhalang
Kegagalan Mekanikal
- menyiasat: Ciri-ciri beban, kualiti pemasangan, persekitaran operasi
- Punca biasa: Beban kejutan, salah jajaran, pemasangan yang lemah, persekitaran yang tercemar
Aplikasi dan Piawaian Industri
- NEMA MG-1: Prestasi motor dan piawaian ujian
- IEC 60034: Piawaian motor antarabangsa termasuk had getaran
- IEEE 43: Piawaian ujian penebat
- ISO 20816: Kriteria keterukan getaran untuk motor elektrik
Kecacatan motor elektrik mewakili sebahagian besar daripada kegagalan peralatan industri. Memahami tandatangan tersendiri bagi kerosakan mekanikal, elektrikal dan elektromagnet, digabungkan dengan pemantauan keadaan menyeluruh menggunakan analisis getaran, analisis semasa dan pengimejan terma, membolehkan pengesanan kerosakan awal dan strategi penyelenggaraan ramalan yang memaksimumkan kebolehpercayaan motor dan meminimumkan masa henti yang tidak dirancang.