Vad är defekter i rotorstången? Trasiga stänger i motorer • Bärbar balanserare, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer Vad är defekter i rotorstången? Trasiga stänger i motorer • Bärbar balanserare, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer

Vad är defekter i rotorstången? Trasiga stänger i motorer

Publicerad av admin på

Förstå rotorstångsdefekter

Definition: Vad är rotorstångsdefekter?

Defekter på rotorstången (även kallade trasiga rotorstavar eller spruckna rotorstavar) är frakturer, sprickor eller högresistansanslutningar i ledaren i kortslutningsmotorers rotorer. Kortslutningsrotorer består av aluminium- eller kopparstavar inbäddade i spår i järnkärna, med båda ändarna av stavarna anslutna med kortslutningsringar (ändringar). När stavarna går sönder eller ändringsanslutningarna spricker, kan inte elektrisk ström flyta ordentligt genom de skadade stavarna, vilket skapar elektromagnetisk asymmetri, pulserande vridmoment och karakteristiska spänningar. vibration och nuvarande signaturer med sidband vid glidfrekvensavstånd.

Defekter i rotorstången står för 10–15% av motorfelen och är särskilt problematiska eftersom de kan utvecklas från en enda trasig stång till flera fel, vilket skapar kraftiga vibrationer, momentpulsationer och slutligen motorfel om de inte upptäcks och åtgärdas.

Typer av rotorstångsdefekter

1. Trasiga rotorstänger

  • Beskrivning: Fullständig brott på ledarens skena
  • Plats: Vanligtvis nära ändringar där termisk och mekanisk stress koncentreras
  • Progression: Börjar vanligtvis med spricka, utvecklas till fullständigt brott
  • Flera staplar: En trasig stång ökar belastningen på intilliggande stänger, vilket leder till progressiva fel

2. Spruckna ändringar

  • Beskrivning: Sprickor i kortslutningsringar som förbinder rotorstänger
  • Effekt: Liknar trasiga stänger – avbryter strömflödet
  • Plats: Ofta vid korsningen mellan bar och ring
  • Vanligare i: Stora motorer, motorer med frekventa starter, högtröghetsbelastningar

3. Höghållfasta fogar

  • Beskrivning: Dålig elektrisk anslutning mellan stänger och ändringar
  • Orsaka: Tillverkningsfel, termisk cykling, korrosion
  • Effekt: Liknande symptom som trasiga stänger men kan vara intermittenta
  • Upptäckt: Mer subtila signaturer än fullständiga avbrott

4. Rotorporositet

  • Hålrum i rotorer av gjuten aluminium
  • Minskar effektiv ledararea
  • Kan utvecklas till sprickor och brott
  • Tillverkningsfel men kan uppstå senare i livet

Orsaker till rotorstångsfel

Termiska spänningar

  • Termisk cykling: Expansion/kontraktion från start/avstängning
  • Differentialutvidgning: Aluminiumstänger expanderar mer än järnkärna
  • Heta platser: Lokal överhettning från hög resistans
  • Frekventa starter: Varje start skapar termisk chock

Mekaniska spänningar

  • Centrifugalkrafter: Särskilt i högvarviga motorer
  • Elektromagnetiska krafter: Pulserande krafter under drift
  • Startmoment: Höga strömmar under uppstart skapar mekanisk stress
  • Vibration: Externa vibrationsutmattningsstänger

Tillverkningsfel

  • Porositet i gjutna rotorer
  • Dålig bindning mellan stång och ände av ringarna
  • Materialinneslutningar eller tomrum
  • Otillräcklig värmebehandling

Driftsförhållanden

  • Frekvent start: Termisk och elektromagnetisk stress
  • Höga tröghetsbelastningar: Långa accelerationstider ökar belastningen på stången
  • Händelser med låsta rotorer: Extrema strömmar och krafter
  • Enfas: Drift med en fas förlorad skapar asymmetriska strömmar

Vibrationssignatur

Karaktäristiskt mönster

Kännetecknet för rotorstångsdefekter är sidband runt körhastigheten:

  • Central topp: 1× körhastighet (fr)
  • Sidband: fr ± fs, fr ± 2fs, fr ± 3fs
  • Där fs = glidfrekvens (vanligtvis 1-3 Hz)
  • Mönster: Symmetriska sidband fördelade med glidfrekvensintervall

Beräkning av glidfrekvens

  • fs = (Nsync – Natual) / 60
  • Exempel: 4-polig, 60 Hz motor
  • Nsync = 1800 varv/min, Nat = 1750 varv/min
  • fs = (1800–1750) / 60 = 0,833 Hz
  • Sidband uppträder vid 29,17 ± 0,833 Hz (28,3 Hz och 30,0 Hz)

Belastningsberoende

  • Ingen belastning: Minimala sidband (låg glidning, låg ström genom trasiga stänger)
  • Lätt belastning: Små sidband börjar dyka upp
  • Full last: Starka sidband, mest uppenbara diagnosen
  • Diagnostisk strategi: Testa under belastning för bästa känslighet

Nuvarande signatur (MCSA)

Motorströmsanalys visar samma mönster som vibrationer:

  • Sidband runt linjefrekvens (inte körhastighet)
  • Mönster: fline ± 2fs (dubbelt så hög glidfrekvens i ström)
  • För 60 Hz-motor med 1 Hz eftersläpning: sidband vid 58 Hz och 62 Hz
  • Amplituden ökar med antalet trasiga stänger
  • Kan i vissa fall upptäcka vibrationer tidigare

Detektion och diagnos

Vibrationsanalysprocedur

  1. Beräkna förväntat mönster: Bestäm synkron hastighet, mät verklig hastighet, beräkna slirfrekvens
  2. Högupplöst FFT: Använd fin upplösning (< 0,2 Hz) för att upplösa sidband
  3. Leta efter sidband: Sök efter toppar vid 1× ± slipfrekvens
  4. Under belastning: Test med motor under normal driftsbelastning
  5. Bekräfta mönster: Verifiera symmetriska sidband med korrekt avstånd

Allvarlighetsbedömning

  • Sidband < 40% av 1× topp: Möjligen en enda trasig stapel, monitor
  • 40-60% av 1×: Bekräftat trasig(a) stång(ar), planera utbyte
  • > 60% av 1×: Flera trasiga stänger, behöver bytas ut snarast
  • Sidband > 1× topp: Allvarligt tillstånd, omedelbara åtgärder krävs

Konsekvenser och progression

Initialt fel (enkelt streck)

  • Lätt vridmomentpulsering
  • Små sidband dyker upp
  • Kan köras i månader med en enda trasig stång
  • Minimal prestandaförsämring

Progressiva misslyckanden (flera takter)

  • Intilliggande stänger överhettas på grund av ökad ström
  • Termisk stress orsakar ytterligare fel
  • Momentpulseringar ökar
  • Vibrationerna blir kraftiga
  • Kan gå från enstaka till flera staplar på veckor

Allvarligt tillstånd

  • Flera intilliggande trasiga stänger
  • Kraftig vridmomentpulsering
  • Hög vibration och buller
  • Överhettning av rotorn
  • Risk för fullständigt rotorhaveri
  • Kan skada statorn på grund av för hög ström

Korrigerande åtgärder

Vid upptäckt

  • Öka övervakningsfrekvensen (månadsvis → veckovis)
  • Utför MCSA för att bekräfta diagnosen
  • Planera motorbyte eller rotorbyte
  • Förbered reservmotor vid kritisk tillämpning
  • Tänk på grundorsaken (varför stängerna gick sönder)

Reparationsalternativ

  • Rotorbyte: Den mest pålitliga lösningen för stora motorer
  • Komplett motorbyte: Ofta mest ekonomiskt för små motorer
  • Omgjutning av rotor: Specialiserade verkstäder kan omgjuta aluminiumskivor
  • Tillfällig drift: En enstaka trasig stång kan tillåta fortsatt drift med övervakning

Förebyggande

  • Minimera frekventa starter (använd mjukstartare eller frekvensomriktare)
  • Undvik enfasförhållanden
  • Säkerställ tillräcklig ventilation och kylning
  • Använd motorer klassade för arbetscykel (motorer med frekvent start för högcykler)
  • Övervaka för tidig upptäckt innan flera fel uppstår

Rotorstångsfel är bland de mest diagnostiskt utmärkande motorfelen, med sina karakteristiska slirfrekvenssidband som möjliggör tillförlitlig detektering genom både vibrations- och strömanalys. Tidig identifiering möjliggör planerat motorbyte innan det utvecklas till flera stångfel som kan orsaka katastrofala rotorskador och förlängda oplanerade driftstopp.

← Tillbaka till huvudmenyn

Kategorier:
WhatsApp