Diagnosticarea defecțiunilor electrice la motoarele de curent alternativ

1. Introducere: Defecțiunile electrice ca sursă de vibrații

În timp ce analiza vibrațiilor este de obicei asociată cu defecțiuni mecanice, cum ar fi dezechilibra și defecte ale rulmentului, este, de asemenea, un instrument foarte puternic pentru detectarea problemelor motoarelor de curent alternativ cu inducție. Defecțiunile electrice generează forțe magnetice pulsatorii care provoacă vibrații ale statorului și rotorului motorului. Aceste vibrații sunt transmise prin cadrul motorului și pot fi detectate de un accelerometru.

Cheia diagnosticării defecțiunilor electrice constă în căutarea unor tipare specifice la frecvențe legate de frecvența rețelei electrice (50 sau 60 Hz) și de numărul de poli din motor.

2. Defecțiuni ale statorului

Problemele statorului, cum ar fi fierul slăbit, slăbirea bobinei sau laminările scurtcircuitate, pot cauza excentricitatea sau distorsiunea statorului. Acest lucru are ca rezultat un câmp magnetic neuniform.

• Semnătura vibrației: Principalul indicator al unei defecțiuni a statorului este un vârf de vibrație de mare amplitudine la De 2 ori frecvența liniei (2xFL)Pentru un motor de 60 Hz, aceasta este 120 Hz (7200 CPM). Pentru un motor de 50 Hz, aceasta este 100 Hz (6000 CPM).
• Caracteristici: Acest vârf 2xFL are de obicei o amplitudine foarte constantă și nu este sensibil la sarcina motorului. Vibrația este adesea cea mai mare în direcția picioarelor de montare a statorului.

3. Defecțiuni ale rotorului (barele rotorului rupte)

Barele rotorului fisurate sau rupte reprezintă o modalitate frecventă de defecțiune a motoarelor de curent alternativ cu inducție. Când o bară se rupe, aceasta perturbă fluxul de curent în rotor, provocând o încălzire localizată și un cuplu pulsatoriu.

• Semnătura vibrației: Semnul clasic al problemelor cu bara rotorului este benzi laterale ale frecvenței de trecere a polului (FP) în jurul viteză de rulare (1X) vârful și armonicele sale.
• Frecvența de trecere a polului (FP): Aceasta este viteza cu care rotorul „alerghează” pe lângă câmpul magnetic rotativ al statorului. Se calculează astfel: FP = Număr de poli × Frecvență de alunecareFrecvența de alunecare este diferența dintre viteza sincronă a câmpului magnetic și viteza reală de funcționare a rotorului.
• Caracteristici: Căutați un vârf 1X cu două benzi laterale clare, una la (1X + FP) și alta la (1X – FP). Pe măsură ce deteriorarea rotorului devine mai severă, este posibil să observați benzi laterale și în jurul armonicelor 2X și 3X. Spre deosebire de problemele statorului, această semnătură este foarte sensibilă la sarcină. Benzile laterale vor crește în amplitudine pe măsură ce sarcina motorului crește și pot dispărea complet în condiții de golire.

4. Interval de aer excentric

Spațiul de aer este micul spațiu dintre rotor și stator. Dacă acest spațiu nu este uniform pe toată lungimea, creează o atracție magnetică dezechilibrată, forțând rotorul să vibreze.

• Excentricitate statică: Rotorul este centrat în lagăre, dar miezul statorului este ovalizat. Cel mai îngust punct al întrefierului este fix în spațiu.
• Excentricitate dinamică: Rotorul în sine este oval, astfel încât cel mai îngust punct al spațiului de aer se rotește odată cu rotorul.
• Semnătura vibrației: Ambele tipuri de excentricitate produc benzi laterale ale frecvenței de trecere a polului (FP) în jurul vârfului frecvenței de linie 2X (2xFL). În cazuri grave, este posibil să observați un model complex de benzi laterale la 2xFL ± FP, precum și benzi laterale în jurul armonicelor vitezei de rulare.

5. Confirmare și cele mai bune practici

• Spectru de înaltă rezoluție: Diagnosticarea defecțiunilor electrice necesită o rezoluție înaltă Spectrul FFT pentru a separa clar armonicele vitezei de rulare de armonicele frecvenței rețelei și benzile lor laterale.
• Încărcarea este critică: Pentru problemele legate de bara rotorului, motorul *trebuie* să fie supus unei sarcini semnificative (de obicei >75%) pentru ca defectul să fie vizibil.
• Confirmați cu alte tehnologii: Defecțiunile electrice pot fi confirmate folosind alte tehnologii, cum ar fi analiza curentului motorului (MCA) sau termografia în infraroșu, care pot detecta încălzirea localizată cauzată de barele rotorului rupte sau de laminațiile scurtcircuitate.

← Înapoi la indexul principal