Inzicht in statordefecten in elektromotoren

Apparaten

Draagbare balancer & Trillingsanalyzer Balanset-1A

Onderdelen

Optische sensor (Lasertachometer)

Complete vibratiediagnose- en balanceerset van Vibromera, inclusief vier vibratiesensoren met kabels, een signaalinterfacemodule, lasertachometer met magneetstatief, digitale weegschaal, USB-kabel en een draagtas. Het systeem is ontworpen voor het balanceren van rotoren in het veld en voor conditiebewaking van industriële apparatuur.

Apparaten

Magnetische standaard afmeting-60-kgf

Onderdelen

Dynamische balancer "Balanset-1A" OEM

Definitie: Wat zijn statordefecten?

Statordefecten Storingen in de stationaire wikkelingen en de kern van elektromotoren, waaronder isolatiebreuk, kortsluiting tussen draairichtingen, fase-fasestoringen, aardfouten, verontreiniging van de wikkelingen en lamineringsschade. Storingen in statorwikkelingen zijn verantwoordelijk voor 30-40% van alle motorstoringen en zijn daarmee na 40% het meest voorkomende motordefect. lagerstoringen. Statorproblemen creëren karakteristieke elektromagnetische onevenwichtigheden die trillingen met een frequentie die twee keer zo hoog is als de netfrequentie (120 Hz voor 60 Hz-motoren, 100 Hz voor 50 Hz-motoren) en kan worden gedetecteerd via stroomonbalans, thermische beeldvorming en isolatieweerstandstesten.

Het is van groot belang om statordefecten te begrijpen, omdat ze zich vaak langzaam ontwikkelen, over een periode van maanden of jaren. Hierdoor kunnen ze vroegtijdig worden ontdekt. Als er niets aan wordt gedaan, kunnen ze echter uitgroeien tot ernstige defecten die kunnen leiden tot brand, grote motorschade of veiligheidsrisico's.

Soorten statordefecten

1. Isolatiefouten

Turn-to-Turn Shorts

Beschrijving: Isolatie tussen aangrenzende windingen in dezelfde spoel faalt
Effect: Kortgesloten windingen voeren een te grote stroomsterkte en veroorzaken plaatselijke verhitting
Progressie: Begint klein, maar omvat geleidelijk meer bochten
Detectie: Stroomonevenwicht, hotspots op thermische beeldvorming, verhoogde 2×f-trilling
Meest voorkomend: Is verantwoordelijk voor de meeste statorstoringen

Fase-naar-fase fouten

Beschrijving: Isolatiefalen tussen verschillende fasen
Effect: Kan onmiddellijk een motorstoring of schade veroorzaken
Ernst: Ernstiger dan turn-to-turn shorts
Detectie: Grote stroomonbalans, kan overstroombeveiliging activeren

Aardfouten (fase-naar-frame)

Beschrijving: De isolatie van de wikkeling van het motorframe is kapot
Veiligheidsprobleem: Kan het motorframe onder spanning zetten, waardoor er een schokgevaar ontstaat
Detectie: Aardfoutbeveiliging, isolatieweerstandstesten
Oorzaken: Veroudering van de isolatie, vervuiling, mechanische schade, vocht

2. Fysieke schade door wikkeling

Mechanische schade: Spoelen beschadigd tijdens installatie of onderhoud
Thermische schade: Oververhitting tast isolatie en koper aan
Besmetting: Olie, chemicaliën of geleidend stof op wikkelingen
Vochtschade: Binnendringend water veroorzaakt sporen en kortsluitingen
Coronaschade: Hoge spanning veroorzaakt luchtionisatie en isolatie-erosie

3. Lamineringsproblemen

Kernlaminaties kortgesloten (verminderde efficiëntie, verhitting)
Beschadigde of losse laminaten
Kernverplaatsing of verschuiving
Creëert wervelstroomverliezen en hotspots

Oorzaken van statorstoringen

Thermische degradatie

Overbelasting: Overmatige stroomverwarming van de wikkelingen boven de isolatiewaarde
Geblokkeerde koeling: Onvoldoende ventilatie versnelt thermische veroudering
Omgevingstemperatuur: Hoge omgevingstemperaturen verminderen de koeleffectiviteit
Regelmatig starten: Inschakelstromen tijdens het starten veroorzaken thermische spanning
Levensduur isolatie: Elke 10°C boven de nominale temperatuur halveert de levensduur van de isolatie

Elektrische spanningen

Spanningspieken: Bliksem, schakeltransiënten die de isolatie belasten
Spanningsonevenwicht: Ongelijke fasespanningen veroorzaken circulerende stromen
Overspanning: Werken boven de nominale spanning
VFD-effecten: Hoge dV/dt door PWM-schakeling die de isolatie aantast

Verontreiniging en milieu

Vocht: Vochtigheid of waterinfiltratie vermindert de isolatieweerstand
Geleidend stof: Isolatie met metaaldeeltjes of koolstofstofbruggen
Chemicaliën: Bijtende of oplosmiddeldampen tasten de isolatie aan
Olie en vet: Aardolieproducten die organische isolatie afbreken

Mechanische oorzaken

Trilling: Overmatige trillingen schuren isolatie
Thermische cycli: Uitzetting/krimp, buiging en scheurvorming door isolatie
Rotorstoten: Rotorcontact beschadigt statorwikkelingen
Installatieschade: Ruwe behandeling tijdens het terugspoelen of vervangen

Trillingssignatuur

Primaire indicator: 2× lijnfrequentie

Het kenmerk van statorproblemen:

Frequentie: 120 Hz (60 Hz-systemen) of 100 Hz (50 Hz-systemen)
Mechanisme: Elektromagnetische krachtonevenwicht door asymmetrisch magnetisch veld
Normale motoren: 2×f aanwezig maar lage amplitude (< 10% van 1×)
Statordefecten: 2×f amplitude verhoogd (> 20-50% van 1× of hoger)
Progressie: De amplitude neemt toe naarmate de breuk erger wordt

Extra componenten

Lijnfrequentie (1×f) kan toenemen
Hogere harmonischen (4×f, 6×f) kunnen verschijnen
Het algehele trillingsniveau kan toenemen
Elektromagnetische ruis hoorbaar als 120/100 Hz brom

Detectiemethoden

Trillingsanalyse

Controleer de amplitude en trend van de lijnfrequentie van 2×
Vergelijk met basismotoren of vergelijkbare motoren
Waarschuwing als 2×f > 30% van 1× loopsnelheidsvibratie
Een stijgende trend in de loop van de tijd bevestigt een progressieve breuk

Stroommetingen

Fasestroombalans: Meet de stroom in elke fase
Onevenwicht > 10%: Geeft een wikkelprobleem aan
Stroomtang: Eenvoudige veldmeting
Stroomkwaliteitsanalysator: Gedetailleerde analyse van de huidige golfvorm

Isolatieweerstandstesten

Megohmmeter (Megger): Meet de weerstand van de wikkeling naar de aarde
Aanvaarding: Meestal > 1 MΩ per kV + 1 MΩ minimum
Trending: Dalende waarden duiden op achteruitgang
Polarisatie-index: Leesverhouding van 10 minuten / 1 minuut (> 2,0 goed, < 2.0 verdachte)

Thermische beeldvorming

Infraroodcamera toont hotspots op motorframe
Lokale verwarming geeft de locatie van de wikkelingsfout aan
Temperatuuronevenwicht tussen fasen
Kan ontwikkelende fouten detecteren voordat elektrische tests problemen aan het licht brengen

Overspanningstest

Past spanningsimpuls toe, vergelijkt fasereacties
Detecteert bocht-tot-bocht-kortsluitingen die bij andere tests niet zichtbaar zijn
Vereist gespecialiseerde apparatuur
Wordt vaak gebruikt in autowinkels voor kwaliteitsverificatie

Voortgang en gevolgen

Vroeg stadium

Lichte afname van de isolatieweerstand
Kleine stroomonbalans (< 5%)
Lichte trillingstoename van 2×f
Mogelijk alleen detecteerbaar door middel van gevoelige tests

Matige fase

Stroomonevenwicht opruimen (5-15%)
Verhoogde 2×f trilling (20-50% van 1×)
Hotspots zichtbaar op thermische beeldvorming
Isolatieweerstand neemt af

Gevorderd stadium

Grote stroomonbalans (> 15%)
Zeer hoge 2×f-trilling
Duidelijke oververhitting
Lage isolatieweerstand
Risico op onmiddellijk falen

Catastrofale mislukking

Volledige wikkeling uitgebrand
Mogelijke brand of rook
Beveiligingsfout of zekeringdoorslag
Uitgebreide motorschade waardoor terugwikkelen of vervangen noodzakelijk is

Corrigerende maatregelen

Bij detectie

Verhoog de monitoringfrequentie op basis van de ernst
Verminder indien mogelijk de bedrijfszwaarte (lagere belasting, werkcyclus)
Plan motorvervanging of terugwikkeling
Onderzoek de grondoorzaak om herhaling te voorkomen

Reparatieopties

Motor terugdraaien: Vervang statorwikkelingen (grote motoren, > 100 pk, zijn doorgaans economisch)
Motor vervangen: Zuiniger voor kleine motoren ((< 50 pk typisch)
Spoel vervangen: Bij sommige ontwerpen is vervanging van individuele spoelen mogelijk
Tijdelijke werking: Bij storingen in een vroeg stadium kan de exploitatie mogelijk worden voortgezet, mits er nauwlettend wordt toegezien

Preventie

Werk binnen de nominale spanning, stroom en temperatuur
Zorg voor voldoende ventilatie en koeling
Beschermen tegen verontreiniging (behuizingen, afdichtingen)
Gebruik overspanningsbeveiliging voor kritische motoren
Periodieke isolatietest (jaarlijks voor kritische motoren)
Thermische onderzoeken om ontwikkelende hotspots te detecteren

Statordefecten vormen een ernstig motorstoringsprobleem dat vaak vroegtijdig kan worden opgespoord door gecombineerd gebruik van trillingsbewaking (2× netfrequentie), stroomanalyse, thermische beeldvorming en periodieke elektrische tests. Inzicht in de ontwikkeling van geringe isolatiedegradatie tot catastrofale wikkelingsstoringen maakt voorspellende onderhoudsstrategieën mogelijk die motorstoringen voorkomen en reparatie- versus vervangingsbeslissingen optimaliseren.

← Terug naar hoofdindex

Wat zijn statordefecten? Wikkelingsfouten in motoren

Gepubliceerd door admin op oktober 31, 2025 oktober 31, 2025