Wat is een luchtspleet in elektromotoren? Kritische speling • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is een luchtspleet in elektromotoren? Kritische speling • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is een luchtspleet in elektromotoren? Kritische speling

Gepubliceerd door admin op

Inzicht in de luchtspleet in elektromotoren

Definitie: Wat is Air Gap?

Luchtspleet De radiale speling tussen het buitenoppervlak van de rotor en het binnenoppervlak van de stator in elektromotoren en generatoren. Deze smalle ruimte (doorgaans 0,3-2,0 mm of 0,012-0,080 inch) is gevuld met lucht en vertegenwoordigt het magnetische pad waardoor elektromagnetische krachten worden overgedragen tussen de stationaire statorwikkelingen en de roterende rotor. De luchtspleet is een van de meest kritische afmetingen in het motorontwerp, omdat deze direct van invloed is op de elektromagnetische prestaties, het rendement, de vermogensfactor, het startkoppel en de gevoeligheid voor elektromagnetische krachten. magnetische aantrekkingskracht en trillingen.

Hoewel klein en ogenschijnlijk onbeduidend, hebben de uniformiteit en grootte van de luchtspleet een diepgaand effect op de werking van de motor. Niet-uniforme luchtspleten creëren onevenwichtige magnetische krachten, wat leidt tot trillingen en versnelde lagerslijtage, terwijl te grote spleten de efficiëntie verlagen en de magnetiseringsstroomvereisten verhogen.

Typische afmetingen van de luchtspleet

Op motorgrootte

  • Kleine motoren (< 10 pk): 0,3-0,6 mm (0,012-0,024 inch)
  • Middelgrote motoren (10-200 pk): 0,5-1,2 mm (0,020-0,047 inch)
  • Grote motoren (200-1000 pk): 1,0-2,0 mm (0,040-0,080 inch)
  • Zeer grote motoren (> 1000 pk): 1,5-3,0 mm (0,060-0,120 inch)
  • Algemene trend: Grotere motoren hebben grotere absolute openingen, maar een kleinere opening als percentage van de diameter

Op motortype

  • Inductiemotoren: Grotere openingen (typisch 0,5-2,0 mm)
  • Synchrone motoren: Vergelijkbaar met inductiemotoren
  • DC-motoren: Zeer kleine openingen in het anker (0,3-1,0 mm)
  • Hoog-efficiënte ontwerpen: Kies voor kleinere tussenruimtes voor betere prestaties

Belang van luchtspleet

Elektromagnetische prestaties

  • Magnetische circuit-reluctantie: De luchtspleet is het element met de hoogste reluctantie in het magnetische pad
  • Magnetiserende stroom: Kleinere openingen vereisen minder magnetiserende stroom (betere vermogensfactor)
  • Efficiëntie: Kleinere openingen zijn over het algemeen efficiënter (minder magnetiserende verliezen)
  • Koppelproductie: Kleinere openingen zorgen voor een sterkere magnetische koppeling

Mechanische overwegingen

  • Opruiming: Moet rekening houden met asdoorbuiging, lagertoleranties en thermische groei
  • Veiligheidsmarge: Voorkomt contact tussen rotor en stator tijdens trillingen of ongewone omstandigheden
  • Productietoleranties: Moet haalbaar zijn met productietoleranties

Luchtspleet-excentriciteit

Definitie

De excentriciteit van de luchtspleet is de niet-uniformiteit van de spleet rond de omtrek:

  • Uniforme kloof: Dezelfde afmeting in alle hoekposities
  • Excentrische opening: Varieert rond de omtrek (klein aan de ene kant, groot aan de andere kant)
  • Kwantificering: Excentriciteit = (gmax – gmin) / gaverage, uitgedrukt als percentage
  • Aanvaardbaar: Typisch < 10% excentriciteit voor goede werking

Oorzaken van excentriciteit

  • Lagerslijtage: Maakt het mogelijk dat de rotor uit het midden draait
  • Productietoleranties: Statorboring of rotor niet perfect concentrisch
  • Montagefouten: Eindbellen niet uitgelijnd, rotor gespannen
  • Thermische vervorming: Ongelijkmatige verwarming beïnvloedt de rondheid
  • Framevervorming: Zachte voet of montagespanning kromtrekkend frame

Effecten van excentriciteit

  • Ongebalanceerde magnetische trekkracht: Netto radiale kracht naar de zijde met de kleine opening
  • Trillingen bij 2×f: Pulserende elektromagnetische krachten
  • Poolpasfrequentie Zijbanden: Diagnostische handtekening in trillingsspectrum
  • Lageroverbelasting: Asymmetrische belasting versnelt slijtage
  • Efficiëntieverlies: Niet-optimaal magnetisch circuit

Meting van de luchtspleet

Directe meting (gedemonteerde motor)

  • Voelermaatjes: Plaats meters tussen rotor en stator op meerdere plaatsen
  • Procedure: Meet op 8-12 posities rondom de omtrek
  • Berekenen: Gemiddeld, minimaal, maximaal en excentriciteitspercentage
  • Wanneer: Tijdens motorrevisie of lagervervanging

Indirecte beoordeling (bedrijfsmotor)

  • Trillingen bij 2×f: Een verhoogde amplitude duidt op een niet-uniforme kloof
  • PPF-zijbanden: Aanwezigheid en amplitude correleren met excentriciteit
  • Huidige analyse: Magnetische veldeffecten zichtbaar in het huidige spectrum
  • Lawaai: Intensiteit van elektromagnetisch gezoem

Problemen en oplossingen voor luchtspleet

Te klein (<Minimale specificatie)

Gevolgen:

  • Risico op contact tussen rotor en stator door trillingen of afbuiging
  • Zeer hoge magnetische aantrekkingskracht indien excentrisch
  • Schade tijdens het starten of transiënten

Oorzaken en oplossingen:

  • Fabricagefout → Rotor of boringstator opnieuw bewerken
  • Verkeerde rotor gemonteerd → Vervangen door de juiste rotor
  • Lagerslijtage waardoor rotor kan verschuiven → Lagers vervangen, controleer of de speling is hersteld

Te groot (> maximale specificatie)

Gevolgen:

  • Verminderde efficiëntie (hogere magnetiseringsstroom)
  • Lagere vermogensfactor
  • Verminderd startkoppel
  • Hogere nullaststroom

Meestal minder kritisch: Kan werken, maar de prestaties zijn verminderd

Niet-uniform (excentrisch)

Meest voorkomend en problematisch:

  • Creëert een onevenwichtige magnetische aantrekkingskracht
  • Veroorzaakt 2×f trillingen
  • Versnelt lagerslijtage door positieve feedback
  • Oplossing: Vervang versleten lagers, corrigeer framevervorming, controleer de concentriciteit van de rotor

Luchtspleet in motordiagnostiek

Diagnostische indicatoren

Symptoom Waarschijnlijk probleem met luchtspleet
Hoge 2× lijnfrequentietrilling Excentrische opening, magnetische trek
Zijbanden van de pooldoorlaatfrequentie Niet-uniforme opening
Hoge nullaststroom Overmatige kloof
Laag startkoppel Overmatige kloof
Wrijvend bewijs Onvoldoende speling
Asymmetrische lagerslijtage Excentrische opening waardoor UMP ontstaat

Trending en monitoring

  • Controleer de trillingen van de lijnfrequentie 2x gedurende de levensduur van de motor
  • Een toename van 2×f duidt op een ontwikkelende excentriciteit (meestal door slijtage van het lager)
  • Documenteer luchtspleetmetingen tijdens revisies
  • Vergelijk met specificaties en eerdere metingen
  • Gebruik als input voor beslissingen over het vervangen van lagers

Ontwerp en productie

Afwegingen bij het selecteren van gaten

  • Kleinere kloof: Betere efficiëntie, vermogensfactor, koppel MAAR hogere magnetische aantrekkingskracht indien excentrisch, minder mechanische speling
  • Grotere kloof: Meer mechanische speling, lagere magnetische aantrekkingskracht MAAR lagere efficiëntie, hogere magnetiseringsstroom
  • Optimalisatie: Kleinste opening in overeenstemming met mechanische vereisten en productiemogelijkheden

Tolerantiespecificatie

  • Nominale speling gespecificeerd op tekeningen
  • Toleranties zijn doorgaans ±10-20% van de nominale waarde
  • Excentriciteitslimieten gespecificeerd (vaak < 10%)
  • Kwaliteitscontrole tijdens de productie

De luchtspleet is een fundamentele parameter in het ontwerp en de werking van elektromotoren. Inzicht in de effecten ervan op elektromagnetische prestaties, het herkennen van symptomen van luchtspleetproblemen door middel van trillingsanalyse en het handhaven van een gelijkmatige spleet door middel van correct lageronderhoud zijn essentieel voor een betrouwbare en efficiënte werking van de motor en het voorkomen van catastrofale rotor-statorcontactstoringen.

← Terug naar hoofdindex

Categorieën:
WhatsApp