Razumevanje napak elektromotorjev

Naprave

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

$2,353.83

Deli

Senzor vibracij

$107.26

Deli

Optični senzor (laserski tahometer)

$147.78

Naprave

Balanset-4

$8,107.90

Deli

Magnetno stojalo velikosti 60 kgf

$54.82

Deli

Reflektivni trak

$11.92

Naprave

Dinamični balanser "Balanset-1A" OEM

$2,067.80

Definicija: Kaj so motorične okvare?

Okvare motorja so napake in okvare v elektromotorjih, vključno z mehanskimi težavami (okvare ležajev, stik med rotorjem in statorjem, težave z gredjo), elektromagnetnimi težavami (zlomljene rotorske palice, okvare navitja statorja, nepravilnosti zračne reže) in kombiniranimi elektromehanskimi težavami. Te napake ustvarjajo značilne vibracije in električni podpisi, ki jih je mogoče zaznati z analiza vibracij, analiza tokovnih značilnosti motorja (MCSA) in termovizijsko slikanje.

Elektromotorji so med najpogostejšimi stroji v industrijskih obratih, njihove okvare pa povzročajo znatne nenačrtovane izpade in stroške vzdrževanja. Razumevanje vrst napak, specifičnih za motor, in diagnostičnih tehnik omogoča zgodnje odkrivanje in načrtovano vzdrževanje, preprečevanje katastrofalnih okvar in optimizacijo zanesljivosti motorjev.

Kategorije motoričnih napak

1. Mehanske napake (skupne vsem vrtljivim strojem)

• Neravnovesje: Asimetrija mase rotorja, 1× vibracije
• Okvare ležajev: Najpogostejša okvara motorja (~50% okvar motorja)
• Neusklajenost: Neusklajenost sklopke motor-breme, 2× vibracije
• Mehanska zrahljanost: Ohlapna pritrditev, končni zvonec ali komponente rotorja
• Težave z gredjo: Ukrivljene ali razpokane gredi

2. Elektromagnetne napake (specifične za motor)

Električne napake rotorja

• Zlomljene rotorske palice: Zlomljene prevodne palice v rotorjih s kletko (okvare motorjev 10-15%)
• Razpokani končni obroči: Zlomi v kratkostičnih obročih, ki povezujejo rotorske palice
• Poroznost rotorja: Praznine v litem rotorju, ki vplivajo na električne lastnosti
• Visoko odporni spoji: Slabe povezave med palicami in končnimi obroči

Električne napake statorja

• Napake navijanja: Preboj izolacije, kratki stiki med zavoji, medfazne napake (30-40% okvar motorja)
• Zemeljske napake: Okvara izolacije navitja na okvirju
• Poškodba tuljave: Termična razgradnja, mehanske poškodbe, kontaminacija

Težave z zračno režo

• Ekscentrični rotor: Neenakomerna zračna reža zaradi proizvodnje ali obrabe
• Drgnjenje: Stik med rotorjem in statorjem zaradi okvare ležaja ali nepravilne poravnave
• Magnetni vlek: Neuravnotežene magnetne sile zaradi asimetrije zračne reže

3. Kombinirane elektromehanske napake

• Toplotne težave: Pregrevanje zaradi preobremenitve, slabega prezračevanja ali električnih napak
• Težave z prezračevanjem: Blokirani ali poškodovani hladilni ventilatorji
• Povezava med električnim in mehanskim delom: Električne napake, ki povzročajo mehanske vibracije in obratno

Vibracijski znaki okvar motorja

Zlomljene rotorske palice

Ena najpomembnejših napak, specifičnih za motor:

• Pogostost: Stranski pasovi okoli hitrosti teka pri razmiku ±(frekvenca zdrsa)
• Vzorec: 1× ± fs, kjer je fs = frekvenca zdrsa (običajno 1–3 Hz za motorje s 60 Hz)
• Amplitudska modulacija: Tok in navor nihata pri 2× zdrsni frekvenci
• Odvisnost od obremenitve: Stranski pasovi so bolj izraziti pod obremenitvijo
• Napredek: Amplituda se povečuje, ko se več palic zlomi

Težave s statorjem

• Pogostost: 2× omrežna frekvenca (120 Hz za motorje s 60 Hz, 100 Hz za motorje s 50 Hz)
• Vzrok: Asimetrija magnetne sile zaradi napak navitja
• Dodatno: Lahko se pojavijo harmoniki omrežne frekvence
• Elektromagnetni šum: Slišno brenčanje pri 2× omrežni frekvenci

Ekscentrični rotor (spremenljiva zračna reža)

• Pogostosti: Frekvenca prehoda pola in njeni harmoniki
• Vzorec: (Število polov × hitrost teka) ± hitrost teka
• Magnetna neravnovesje: Ustvarja radialne vibracije, tudi če je mehansko uravnotežen
• Kombinirani učinek: Tako mehanska (ekscentričnost) kot elektromagnetna (spremenljiva upornost)

Metode odkrivanja

Analiza vibracij

• Standardna hitra pretvorba (FFT): Prepozna mehanske napake in elektromagnetne frekvence
• Analiza stranskega pasu: Ključnega pomena za odkrivanje težav z rotorskimi palicami in zračno režo
• Frekvence ležajev: Analiza ovojnice za odkrivanje napak ležajev
• Trendi: Spremljanje amplitud skozi čas za odkrivanje nastajajočih napak

Analiza tokovnega podpisa motorja (MCSA)

• Analizirajte frekvenčni spekter omrežnega toka motorja
• Zazna električne napake brez senzorjev vibracij
• Posebej učinkovito pri napakah rotorskih palic in navitij statorja
• Lahko se opravi prek spleta brez motenj delovanja
• Dopolnjuje analizo vibracij

Termovizijsko slikanje

• Infrardeče kamere zaznavajo vroče točke
• Napake navitja kažejo lokalizirano segrevanje
• Blokade prezračevanja so vidne kot vroča območja
• Težave z ležaji kažejo na povišane temperature ležajev
• Pogoji preobremenitve kažejo na splošno zvišanje temperature

Električno testiranje

• Izolacijska upornost: Testiranje z megaohmmetrom razkrije obrabo navitja
• Polarizacijski indeks: Označuje stanje izolacije
• Hipot testiranje: Preverja celovitost izolacije pod visoko napetostjo
• Trenutno stanje: Izmerite tok v vsaki fazi (neravnovesje kaže na težave)

Statistika pogostih okvar motorjev

Razumevanje relativnih frekvenc pomaga pri določanju prednostnih nalog pri spremljanju:

• Okvare ležajev: ~50% okvar motorja
• Okvare statorskega navitja: ~30-35%
• Okvare rotorja: ~10-15%
• Zunanji dejavniki: ~5% (kontaminacija, okolje itd.)

Strategije preventivnega vzdrževanja

Spremljanje stanja

• Četrtletne ali mesečne vibracijske raziskave
• Neprekinjeno spremljanje kritičnih motorjev
• Termografski pregledi (letno ali polletno)
• Analiza toka motorja (periodična ali neprekinjena)
• Spremljanje trendov vseh parametrov za zgodnje odkrivanje sprememb

Redno vzdrževanje

• Mazanje: Ležaje podmažite po urniku (običajno vsakih 6–12 mesecev)
• Čiščenje: Odstranite prah in umazanijo iz hladilnih kanalov
• Zategovanje: Preverite pritrdilne vijake, priključke priključkov
• Pregled: Vizualni pregled glede poškodb, pregrevanja, onesnaženja
• Testiranje: Periodično testiranje izolacijske upornosti

Uravnoteženje in poravnava

• Ohranite dobro kakovost ravnovesja za zmanjšanje obremenitev ležajev
• Natančnost poravnava gredi na gnano opremo
• Redno preverjajte poravnavo (letno ali po vzdrževanju)

Analiza temeljnih vzrokov

Ko pride do okvar motorja, ugotovite temeljne vzroke, da preprečite ponovitev:

Okvare ležajev

• Raziščite: Ustreznost mazanja, viri onesnaženja, poravnava, raven vibracij
• Pogosti vzroki: Prekomerno mazanje, napačna vrsta masti, napačna poravnava, prekomerne vibracije

Električne okvare

• Raziščite: Delovni pogoji, kakovost napetosti, delovni cikel, ustreznost hlajenja
• Pogosti vzroki: Preobremenitev, neravnovesje napetosti, enofaznost, blokirano hlajenje

Mehanske okvare

• Raziščite: Karakteristike obremenitve, kakovost namestitve, delovno okolje
• Pogosti vzroki: Udarne obremenitve, nepravilna poravnava, slaba namestitev, onesnaženo okolje

Industrijske aplikacije in standardi

• NEMA MG-1: Standardi delovanja in testiranja motorjev
• IEC 60034: Mednarodni standardi za motorje, vključno z omejitvami vibracij
• IEEE 43: Standardi za preskušanje izolacije
• ISO 20816: Merila za resnost vibracij za elektromotorje

Okvare elektromotorjev predstavljajo pomemben del okvar industrijske opreme. Razumevanje značilnih znakov mehanskih, električnih in elektromagnetnih napak, skupaj s celovitim spremljanjem stanja z uporabo analize vibracij, analize toka in termovizijskega slikanja, omogoča zgodnje odkrivanje napak in strategije napovednega vzdrževanja, ki maksimizirajo zanesljivost motorja in zmanjšajo nenačrtovane izpade.

---

← Nazaj na glavno kazalo