Înțelegerea defectelor statorului la motoarele electrice

Balansator portabil, analizor de vibrații

Dispozitive

Ebalansator portabil și analizor de vibrații Balanset-1A.

Piese

Senzor optic (tahometru laser).

Kit complet de diagnosticare și echilibrare a vibrațiilor de la Vibromera, inclusiv patru senzori de vibrații cu cabluri, un modul de interfață de semnal, tahometru laser cu suport magnetic, cântar digital, cablu USB și o geantă de transport. Sistemul este conceput pentru echilibrarea rotorului de câmp și monitorizarea stării echipamentelor industriale.

Dispozitive

Ebalansator dinamic "Balanset-1A" OEM.

Definiție: Ce sunt defectele statorice?

Defecte ale statorului sunt defecte ale înfășurărilor staționare și ale miezului motoarelor electrice, inclusiv defecțiuni ale izolației, scurtcircuitări între spire, defecte fază-fază, defecte de împământare, contaminarea înfășurărilor și deteriorarea laminării. Defecțiunile înfășurărilor statorice reprezintă 30-40% din toate defecțiunile motoarelor, ceea ce le face al doilea cel mai frecvent defect al motorului după defecțiuni ale rulmenților. Problemele statorului creează dezechilibre electromagnetice caracteristice care produc vibrații la dublul frecvenței rețelei (120 Hz pentru motoare de 60 Hz, 100 Hz pentru motoare de 50 Hz) și poate fi detectată prin dezechilibru de curent, imagistică termică și testare a rezistenței izolației.

Înțelegerea defectelor statorului este esențială deoarece acestea se dezvoltă adesea lent, pe parcursul a luni sau ani, oferind oportunitatea unei detectări timpurii, dar pot evolua spre defecțiuni catastrofale, implicând incendii, daune extinse la motor sau pericole pentru siguranță dacă nu sunt abordate.

Tipuri de defecte ale statorului

1. Defecțiuni ale izolației

Pantaloni scurți Turn-to-Turn

Descriere: Izolația dintre spirele adiacente ale aceleiași bobine se defectează
Efect: Spirele scurtcircuitate transportă un curent excesiv, creând încălzire localizată
Progresie: Începe mic, implică progresiv mai multe viraje
Detectare: Dezechilibru de curent, puncte fierbinți pe imagistica termică, vibrații crescute de 2×f
Cele mai frecvente: Explică majoritatea defecțiunilor statorului

Defecțiuni între faze

Descriere: Defecțiune de izolație între diferite faze
Efect: Poate provoca deconectarea sau deteriorarea imediată a motorului
Severitate: Mai sever decât pantalonii scurți turn-to-turn
Detectare: Dezechilibru mare de curent, poate declanșa protecția la supracurent

Defecte la masă (fază-cadru)

Descriere: Izolația înfășurării la carcasa motorului se defectează
Problemă de siguranță: Poate alimenta cadrul motorului, creând pericol de electrocutare
Detectare: Declanșări de protecție împotriva defectelor la pământ, testarea rezistenței izolației
Cauze: Îmbătrânirea izolației, contaminare, deteriorare mecanică, umiditate

2. Daune fizice la înfășurare

Daune mecanice: Bobine deteriorate în timpul instalării sau întreținerii
Daune termice: Supraîncălzirea degradării izolației și cuprului
Contaminare: Ulei, substanțe chimice sau praf conductiv pe înfășurări
Daune provocate de umiditate: Pătrunderea apei provoacă urmărirea traseelor și scurtcircuitări
Daune provocate de Corona: Tensiune înaltă care provoacă ionizarea aerului și eroziunea izolației

3. Probleme de laminare

Laminarea miezului este scurtcircuitată (eficiență redusă, încălzire)
Laminări deteriorate sau slăbite
Deplasarea sau deplasarea miezului
Creează pierderi prin curenți turbionari și puncte fierbinți

Cauzele defecțiunilor statorului

Degradarea termică

Suprasarcină: Înfășurări de încălzire cu curent excesiv peste limita de izolație
Răcire blocată: Ventilația inadecvată accelerează îmbătrânirea termică
Temperatura ambiantă: Temperaturile ambientale ridicate reduc eficiența răcirii
Porniri frecvente: Curenți de aprindere în timpul pornirilor care creează stres termic
Durata de viață a izolației: Fiecare 10°C peste temperatura nominală înjumătățește durata de viață a izolației

Tensiuni electrice

Supratensiuni: Fulger, tranzitorii de comutare care solicită izolația
Dezechilibru de tensiune: Tensiuni de fază inegale care provoacă curenți circulanți
Supratensiune: Funcționare peste tensiunea nominală
Efecte VFD: dV/dt ridicat din cauza comutării PWM care atacă izolația

Contaminare și mediu

Umiditate: Umiditate sau pătrundere de apă care reduce rezistența izolației
Praf conductiv: Izolație de punte împotriva particulelor metalice sau a prafului de carbon
Substanțe chimice: Vaporii corozivi sau de solvenți care atacă izolația
Ulei și grăsime: Produse petroliere care degradează izolația organică

Cauze mecanice

Vibrații: Vibrații excesive care abrazează izolația
Cicluri termice: Izolație prin dilatare/contracție, flexie și fisurare
Lovituri de rotor: Contactul cu rotorul deteriorează înfășurările statorului
Daune la instalare: Manipulare brutală în timpul rebobinării sau înlocuirii

Semnătura vibrațiilor

Indicator principal: 2× Frecvența liniei

Semnele caracteristice ale problemelor statorului:

Frecvenţă: 120 Hz (sisteme de 60 Hz) sau 100 Hz (sisteme de 50 Hz)
Mecanism: Dezechilibrul forței electromagnetice din câmpul magnetic asimetric
Motoare normale: 2×f prezent, dar amplitudine mică (< 10% din 1×)
Defecte ale statorului: Amplitudine 2×f crescută (> 20-50% de 1× sau mai mare)
Progresie: Amplitudinea crește pe măsură ce defectul se agravează

Componente suplimentare

Frecvența liniei (1×f) poate crește
Pot apărea armonice superioare (4×f, 6×f)
Nivelul general al vibrațiilor poate crește
Zgomot electromagnetic audibil ca zumzet de 120/100 Hz

Metode de detectare

Analiza vibrațiilor

Monitorizați amplitudinea și tendința frecvenței de linie de 2×
Comparați cu motoarele de bază sau similare
Alertă dacă 2×f > 30% sau vibrația vitezei de funcționare 1×
Tendința crescătoare în timp confirmă defectul progresiv

Măsurători curente

Echilibrul curentului de fază: Măsurați curentul în fiecare fază
Dezechilibru > 10%: Indică o problemă la înfășurare
Clește ampermetric: Măsurare simplă a câmpului
Analizor de calitate a energiei: Analiza detaliată a formei de undă a curentului

Testarea rezistenței izolației

Megaohmetru (Megger): Măsurarea rezistenței înfășurării la masă
Acceptare: De obicei > 1 MΩ per kV + 1 MΩ minim
În tendințe: Valorile în scădere indică o deteriorare
Indicele de polarizare: Raport de citire 10 minute / 1 minut (> 2,0 bun, < 2,0 suspect)

Imagistică termică

Camera cu infraroșu arată puncte fierbinți pe cadrul motorului
Încălzirea localizată indică locația defectului înfășurării
Dezechilibru de temperatură între faze
Poate detecta defecțiunile în curs de dezvoltare înainte ca testele electrice să arate probleme

Testarea supratensiunii

Aplică impuls de tensiune, compară răspunsurile de fază
Detectează scurtcircuitele între viraje care nu sunt vizibile în alte teste
Necesită echipament specializat
Adesea folosit în atelierele auto pentru verificarea calității

Progresie și consecințe

Etapa incipientă

Scădere ușoară a rezistenței de izolație
Dezechilibru mic de curent (< 5%)
Creștere ușoară a vibrațiilor de 2×f
Poate fi detectabil doar prin teste sensibile

Stadiul moderat

Eliminați dezechilibrul de curent (5-15%)
Vibrații ridicate de 2×f (20-50% de 1×)
Puncte fierbinți vizibile pe imagistica termică
Rezistența de izolație în scădere

Stadiu avansat

Dezechilibru mare de curent (> 15%)
Vibrații foarte ridicate de 2×f
Supraîncălzire evidentă
Rezistență scăzută la izolație
Risc de defecțiune imediată

Eșec catastrofal

Arderea completă a înfășurării
Posibil incendiu sau fum
Declanșare de protecție sau ardere a siguranței
Daune extinse la motor care necesită derulare sau înlocuire

Acțiuni corective

La detectare

Creșteți frecvența monitorizării în funcție de severitate
Reduceți severitatea funcționării (sarcină mai mică, ciclu de funcționare mai mic), dacă este posibil
Planificați înlocuirea motorului sau derularea înapoi
Investigați cauza principală pentru a preveni recurența

Opțiuni de reparare

Rebobinare motor: Înlocuiți înfășurările statorice (motoare mari, > 100 CP, de obicei economice)
Înlocuire motor: Mai economic pentru motoarele mici (< 50 CP (tipic)
Înlocuirea bobinei: În unele modele, este posibilă înlocuirea individuală a bobinei
Operațiune temporară: Defecțiunile în stadiu incipient pot permite funcționarea continuă cu o monitorizare atentă

Prevenirea

Funcționează în limitele tensiunii, curentului și temperaturii nominale
Asigurați o ventilație și o răcire adecvate
Protejați de contaminare (carcase, etanșare)
Utilizați protecția la supratensiune pentru motoarele critice
Testare periodică a izolației (anual pentru motoarele critice)
Studii termice pentru detectarea punctelor fierbinți în curs de dezvoltare

Defectele statorice reprezintă un mod major de defecțiune a motorului, care poate fi adesea detectat din timp prin utilizarea combinată a monitorizării vibrațiilor (2× frecvența rețelei), analizei curentului, imagisticii termice și testelor electrice periodice. Înțelegerea progresiei de la deteriorarea minoră a izolației la defectarea catastrofală a înfășurărilor permite strategii de întreținere predictivă care previn defecțiunile motorului și optimizează deciziile privind repararea versus înlocuirea.

← Înapoi la indexul principal

Ce sunt defectele statorului? Defecțiuni ale înfășurărilor motoarelor

Publicat de admin pe octombrie 31, 2025 octombrie 31, 2025