Forstå rotorstangdefekter

Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

Komplett vibrasjonsdiagnostikk- og balanseringssett fra Vibromera, inkludert fire vibrasjonssensorer med kabler, en signalgrensesnittmodul, laserturteller med magnetisk stativ, digital vekt, USB-kabel og en bæreveske. Systemet er designet for feltrotorbalansering og tilstandsovervåking på industrielt utstyr.

Enheter

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

Deler

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

Definisjon: Hva er rotorstangdefekter?

Defekter i rotorstangen (også kalt ødelagte rotorstenger eller sprukne rotorstenger) er brudd, sprekker eller høyohmsforbindelser i lederstengene til kortslutningsmotorrotorer. Kortslutningsrotorer består av aluminiums- eller kobberstenger innebygd i spor i jernkjerne, med begge ender av stengene koblet sammen med kortslutningsringer (enderinger). Når stengene ryker eller enderingforbindelser sprekker, kan ikke elektrisk strøm flyte ordentlig gjennom de skadede stengene, noe som skaper elektromagnetisk asymmetri, pulserende dreiemoment og karakteristisk ... vibrasjon og nåværende signaturer med sidebånd ved slipfrekvensavstand.

Defekter i rotorstangen står for 10–15% av motorfeil, og er spesielt problematiske fordi de kan utvikle seg fra én ødelagt stang til flere feil, noe som skaper kraftig vibrasjon, momentpulsering og til slutt motorfeil hvis de ikke oppdages og korrigeres.

Typer rotorstangdefekter

1. Ødelagte rotorstenger

Beskrivelse: Fullstendig brudd på lederskinne
Sted: Vanligvis nær enderinger der termisk og mekanisk stress konsentrert
Progresjon: Starter vanligvis med sprekk, utvikler seg til fullstendig brudd
Flere barer: Én ødelagt stang øker belastningen på tilstøtende stenger, noe som fører til progressive brudd

2. Sprukne enderinger

Beskrivelse: Brudd i kortslutningsringer som forbinder rotorstenger
Effekt: Ligner på ødelagte stenger – forstyrrer strømmen
Sted: Ofte ved kryss mellom bar og ring
Mer vanlig i: Store motorer, motorer med hyppige starter, høytreghetsbelastninger

3. Høymotstandsledd

Beskrivelse: Dårlig elektrisk forbindelse mellom stenger og endringsringer
Forårsake: Produksjonsfeil, termisk sykling, korrosjon
Effekt: Lignende symptomer som ødelagte stenger, men kan være intermitterende
Oppdagelse: Mer subtile signaturer enn fullstendige brudd

4. Rotorporøsitet

Hulrom i rotorer av støpt aluminium
Reduserer effektivt ledertverrsnitt
Kan utvikle seg til sprekker og brudd
Produksjonsfeil, men det kan hende at den ikke viser seg før senere i livet

Årsaker til rotorstangsvikt

Termiske spenninger

Termisk sykling: Utvidelse/sammentrekning fra oppstart/nedstengning
Differensiell ekspansjon: Aluminiumstenger utvider seg mer enn jernkjernen
Hotspots: Lokal overoppheting fra høy motstand
Hyppige starter: Hver start skaper termisk sjokk

Mekaniske spenninger

Sentrifugalkrefter: Spesielt i høyhastighetsmotorer
Elektromagnetiske krefter: Pulserende krefter under drift
Startmoment: Høye strømmer under oppstart skaper mekanisk stress
Vibrasjon: Eksterne vibrasjonsutmattende stenger

Produksjonsfeil

Porøsitet i støpte rotorer
Dårlig binding mellom stang og ende av ring
Materialeinneslutninger eller hulrom
Utilstrekkelig varmebehandling

Driftsforhold

Hyppig oppstart: Termisk og elektromagnetisk stress
Høy treghetsbelastning: Lange akselerasjonstider øker stangbelastningen
Hendelser med låst rotor: Ekstreme strømmer og krefter
Enfase: Drift med tap av én fase skaper asymmetriske strømmer

Vibrasjonssignatur

Karakteristisk mønster

Kjennetegnet på rotorstangdefekter er sidebånd rundt kjørehastighet:

Sentral topp: 1× kjørehastighet (fr)
Sidebånd: fr ± fs, fr ± 2fs, fr ± 3fs
Hvor fs = slipfrekvens (vanligvis 1–3 Hz)
Mønster: Symmetriske sidebånd fordelt med slipfrekvensintervaller

Beregning av glidfrekvens

fs = (Nsync – Faktisk) / 60
Eksempel: 4-polet, 60 Hz motor
Nsync = 1800 o/min, faktisk = 1750 o/min
fs = (1800–1750) / 60 = 0,833 Hz
Sidebånd vises ved 29,17 ± 0,833 Hz (28,3 Hz og 30,0 Hz)

Lastavhengighet

Ingen last: Minimale sidebånd (lav slipp, lav strøm gjennom ødelagte stenger)
Lett belastning: Små sidebånd begynner å dukke opp
Full last: Sterke sidebånd, mest åpenbare diagnose
Diagnostisk strategi: Test under belastning for best mulig følsomhet

Nåværende signatur (MCSA)

Motorstrømanalyse viser samme mønster som vibrasjon:

Sidebånd rundt linjefrekvens (ikke kjørehastighet)
Mønster: fline ± 2fs (dobbel slipfrekvens i strøm)
For 60 Hz motor med 1 Hz slip: sidebånd ved 58 Hz og 62 Hz
Amplituden øker med antall ødelagte stenger
Kan oppdage vibrasjoner tidligere i noen tilfeller

Deteksjon og diagnose

Prosedyre for vibrasjonsanalyse

Beregn forventet mønster: Bestem synkron hastighet, mål faktisk hastighet, beregn slipfrekvens
Høyoppløselig FFT: Bruk fin oppløsning (< 0,2 Hz) for å løse opp sidebånd
Se etter sidebånd: Søk etter topper ved 1 × ± slipfrekvens
Under belastning: Test med motor under normal driftsbelastning
Bekreft mønster: Verifiser symmetriske sidebånd med riktig avstand

Alvorlighetsvurdering

Sidebånd < 40% av 1× topp: Mulig enkelt ødelagt strek på skjerm
40-60% av 1×: Bekreftet ødelagte stang(er), planlegg utskifting
> 60% av 1×: Flere ødelagte stenger, må byttes ut snarest
Sidebånd > 1× topp: Alvorlig tilstand, umiddelbar handling nødvendig

Konsekvenser og progresjon

Førstegangsfeil (enkeltlinje)

Lett momentpulsering
Små sidebånd dukker opp
Kan kjøre i flere måneder med et enkelt ødelagt stang
Minimal ytelsesforringelse

Progressive feil (flere takter)

Tilstøtende stenger overopphetes på grunn av økt strøm
Termisk stress forårsaker ytterligere feil
Momentpulseringer øker
Vibrasjonen blir kraftig
Kan gå fra én til flere streker i løpet av uker

Alvorlig tilstand

Flere tilstøtende ødelagte stenger
Kraftig momentpulsering
Høy vibrasjon og støy
Overoppheting av rotoren
Risiko for fullstendig rotorsvikt
Kan skade statoren på grunn av for høy strøm

Korrigerende tiltak

Ved deteksjon

Øk overvåkingsfrekvensen (månedlig → ukentlig)
Utfør MCSA for å bekrefte diagnosen
Planlegg motorutskifting eller rotorutskifting
Klargjør reservemotor hvis det er kritisk bruk
Vurder rotårsaken (hvorfor stengene knakk)

Reparasjonsalternativer

Rotorutskifting: Den mest pålitelige løsningen for store motorer
Komplett motorutskifting: Ofte mest økonomisk for små motorer
Omstøping av rotor: Spesialverksteder kan støpe om aluminiumsrotorer
Midlertidig drift: En enkelt ødelagt stang kan tillate fortsatt drift med overvåking

Forebygging

Minimer hyppige starter (bruk mykstartere eller VFD-er)
Unngå enfasede forhold
Sørg for tilstrekkelig ventilasjon og kjøling
Bruk motorer som er klassifisert for driftssyklus (motorer med hyppig start for høysyklusapplikasjoner)
Overvåk for tidlig oppdagelse før flere feil

Rotorstangfeil er blant de mest diagnostisk karakteristiske motorfeilene, med sine karakteristiske slipfrekvenssidebånd som muliggjør pålitelig deteksjon gjennom både vibrasjons- og strømanalyse. Tidlig identifisering muliggjør planlagt motorutskifting før utviklingen til flere stangfeil som kan forårsake katastrofal rotorskade og lengre uplanlagt nedetid.

← Tilbake til hovedindeksen

Hva er rotorstangdefekter? Ødelagte rotorstanger i motorer

Publisert av admin på oktober 31, 2025 oktober 31, 2025