కంపన విశ్లేషణతో AC మోటార్లలో విద్యుత్ లోపాలను గుర్తించడం
విద్యుత్ లోపాలు AC ఇండక్షన్ మోటార్లలో అయస్కాంత సర్క్యూట్లోని లోపాలు — స్టేటర్, రోటార్, లేదా వాటి మధ్య వాయు అంతరం — కంపనం ద్వారా తమను తాము వెల్లడించుకుంటాయి. అయినప్పటికీ vibration analysis చాలా తరచుగా యాంత్రిక సమస్యలతో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, ఉదాహరణకు unbalance and బేరింగ్ లోపాలు, ఇది విద్యుత్ సమస్యలను గుర్తించడానికి కూడా ఒక శక్తివంతమైన మార్గం. విద్యుత్ లోపాలు స్పందించే అయస్కాంత శక్తులను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇవి స్టేటర్ మరియు రోటర్ను కంపింపజేస్తాయి; ఆ కంపనాలు మోటారు ఫ్రేమ్ ద్వారా ప్రయాణించి ఒక accelerometer. నైపుణ్యం ఏమిటంటే, సరఫరా ఫ్రీక్వెన్సీకి మరియు మోటారు’ల పోల్ సంఖ్యకు అనుసంధానమైన నమూనాలను గుర్తించడం.
1. పరిచయం: వైబ్రేషన్ మూలంగా విద్యుత్ లోపాలు
విద్యుత్ లోపాలను నిర్ధారించే కీలక విషయం ఏమిటంటే, విద్యుత్ లైన్ ఫ్రీక్వెన్సీకి — ప్రాంతాన్ని బట్టి 50 Hz లేదా 60 Hz — మరియు మోటారులోని పోల్ సంఖ్యకు సంబంధించిన ఫ్రీక్వెన్సీలలో నిర్దిష్ట శిఖరాలను వెతకడం. ఈ శక్తులు పూర్తిగా యాంత్రిక కాకుండా అయస్కాంతంగా ఉంటాయి కాబట్టి, రెండు సంకేతాలు వాటిని సాధారణ యాంత్రిక లోపాల నుండి వేరు చేస్తాయి: వాటి ఫ్రీక్వెన్సీలు షాఫ్ట్ వేగానికి కాకుండా సరఫరాకు లాక్ అవుతాయి, మరియు వాటిలో చాలావరకు మోటారు లోడ్తో మారుతాయి. క్లాసిక్ నిర్ధారణ పరీక్ష ఏమిటంటే, స్పెక్ట్రమ్ను పరిశీలిస్తూ లోడ్ను తగ్గించడం; లోడ్ తొలగించినప్పుడు క్షీణించే శిఖరం దాదాపు ఖచ్చితంగా విద్యుత్ మూలానిది. స్పష్టమైన అవగాహన విద్యుత్ పౌనఃపున్యం and of motor slip దిగువ ప్రతి నిర్ధారణకు ఆధారంగా ఉంటుంది.
2. స్టేటర్ లోపాలు
Stator problems — loose iron, coil looseness, or shorted laminations — can make the stator eccentric or distorted, producing an uneven magnetic field around the bore. The result is typically a magnetic force that pulses at twice the line frequency.
- కంపన సంకేతం: the most common indicator is an elevated peak at లైన్ ఫ్రీక్వెన్సీకి 2× (2×FL). For a 60 Hz motor this is 120 Hz (7200 CPM); for a 50 Hz motor it is 100 Hz (6000 CPM). Note that a 2×FL peak is not unique to stator faults — supply-voltage imbalance, air-gap eccentricity and frame resonance can raise it too.
- Characteristics: the 2×FL peak is usually steadier and less load-sensitive than rotor-bar signatures, but it is not guaranteed to be constant — confirm the diagnosis with phase-current checks and by comparing loaded and unloaded spectra. The vibration is often highest in the direction of the stator mounting feet, where the frame is stiffest against the pulsating pull. Stator defects యాంత్రికంగా సులభంగా పొరపాటు పడవచ్చు looseness నడుపుతున్న వేగానికి 2×లో, కాబట్టి లోడ్ పరీక్ష మరియు ఖచ్చితమైన ఫ్రీక్వెన్సీ రీడింగ్ ముఖ్యమైనవి.
3. రోటర్ లోపాలు (విరిగిన రోటర్ బార్లు)
పగిలిన లేదా విరిగిన రోటర్ బార్లు AC ఇండక్షన్ మోటార్లలో సాధారణ వైఫల్యం. ఒక బార్ విరిగినప్పుడు, అది రోటర్ కేజ్లో కరెంట్ ప్రవాహాన్ని అడ్డగిస్తుంది, స్థానీయ వేడెక్కడం మరియు నడుపుతున్న వేగం కంపనాన్ని మాడ్యులేట్ చేసే స్పందించే టార్క్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
- కంపన సంకేతం: యొక్క ప్రత్యేక లక్షణం విరిగిన రోటర్ బార్లు is పోల్ పాస్ పౌనఃపున్యం (FP) sidebands straddling the నడక వేగం (1×) peak and its harmonics.
- పోల్ పాస్ పౌనఃపున్యం (FP): రోటర్ తిరిగే అయస్కాంత క్షేత్రానికి మించి జారిపోయే రేటు, ఇలా లెక్కించబడుతుంది FP = పోల్ సంఖ్య × స్లిప్ ఫ్రీక్వెన్సీ, ఇక్కడ స్లిప్ ఫ్రీక్వెన్సీ అనేది క్షేత్రం యొక్క సింక్రోనస్ వేగానికి మరియు వాస్తవ షాఫ్ట్ వేగానికి మధ్య వ్యత్యాసం.
- Characteristics: రెండు స్పష్టమైన సైడ్బ్యాండ్లతో చుట్టుముట్టబడిన 1× శిఖరాన్ని వెతకండి, ఒకటి (1× + FP) వద్ద మరియు ఒకటి (1× − FP). నష్టం తీవ్రమైన కొద్దీ, 2× మరియు 3× హార్మోనిక్స్ చుట్టూ కూడా సైడ్బ్యాండ్లు కనిపిస్తాయి. స్టేటర్ లోపాలతో భిన్నంగా, ఈ సంతకం లోడ్కు చాలా సున్నితంగా స్పందిస్తుంది — లోడ్ పెరిగే కొద్దీ సైడ్బ్యాండ్లు పెరుగుతాయి మరియు నో-లోడ్లో పూర్తిగా మాయమవుతాయి.
4. అసమకేంద్రీయ వాయు అంతరం
The air gap రోటర్ మరియు స్టేటర్ మధ్య చిన్న అంతరం. అది బోర్ చుట్టూ సమానంగా లేకుంటే, ఫలితంగా అసమతుల్య magnetic pull రోటర్ను కంపింపజేసేలా బలవంతపెడుతుంది.
- స్థిర విచలనం (Static eccentricity): రోటర్ దాని బేరింగ్లలో కేంద్రంగా తిరుగుతుంది, కానీ స్టేటర్ కోర్ రౌండ్గా లేదు, కాబట్టి అంతరంలో ఇరుకైన స్థానం అంతరిక్షంలో స్థిరంగా ఉంటుంది.
- డైనమిక్ అసమకేంద్రికత: రోటర్ స్వయంగా రౌండ్గా లేదు లేదా కేంద్రం నుండి తప్పుగా ఉంటుంది, కాబట్టి అంతరంలో ఇరుకైన స్థానం రోటర్తో పాటు తిరుగుతుంది — ఇది దగ్గరగా సంబంధం కలిగి ఉన్న స్థితి రోటర్ విచలనం (rotor eccentricity).
- కంపన సంకేతం: static eccentricity typically raises a steady peak at 2×FL, because the narrow-gap point does not move. Dynamic eccentricity modulates the gap as the rotor turns, producing vibration at 1× running speed and pole-pass-frequency sidebands — at 2×FL ± FP and around the running-speed harmonics. In practice the two often coexist, giving a complex combined pattern.
5. నిర్ధారణ మరియు ఉత్తమ పద్ధతులు
విద్యుత్ లోపాలు స్పెక్ట్రమ్లో రన్నింగ్-స్పీడ్ భాగాలకు సమీపంగా ఉంటాయి, కాబట్టి వాటిని వేరుపరచడానికి క్రమశిక్షణతో కూడిన కొలత అవసరం.
- అధిక-రిజల్యూషన్ స్పెక్ట్రమ్: విద్యుత్ లోపాల నిర్ధారణకు అధిక-రిజల్యూషన్ స్పెక్ట్రల్ విశ్లేషణ అవసరం FFT spectrum రన్నింగ్-స్పీడ్ హార్మోనిక్స్ను లైన్-ఫ్రీక్వెన్సీ హార్మోనిక్స్ నుండి మరియు వాటి దగ్గరగా అమర్చబడిన సైడ్బ్యాండ్ల నుండి వేరుచేయడానికి తగినంత లైన్లతో. ఒక zoom FFT స్లిప్-ఫ్రీక్వెన్సీ సైడ్బ్యాండ్లను స్పష్టంగా విభజించడానికి తరచుగా ఏకైక మార్గం.
- లోడ్ కీలకమైనది: రోటర్-బార్ సమస్యలకు మోటార్ గణనీయమైన లోడ్ కింద నడవాలి — సాధారణంగా 75%కి పైగా — లోపం కనిపించడానికి. శిఖరాలను గమనిస్తూ లోడ్ను మార్చడం అనేది విద్యుత్ మరియు యాంత్రిక వనరుల మధ్య అత్యంత విశ్వసనీయమైన క్షేత్ర వివక్షిత పద్ధతి.
- క్షేత్రంలో నమోదు చేయండి: వంటి పోర్టబుల్ రెండు-ఛానెల్ విశ్లేషకం Balanset-1A స్పెక్ట్రమ్ మరియు మోటార్పై సమకాలీకరించిన రన్నింగ్ స్పీడ్ను స్థానంలోనే నమోదు చేస్తుంది, 2×F ని గుర్తించడాన్ని సులభతరం చేస్తుందిL స్టేటర్ శిఖరం లేదా లోడ్-ఆధారిత పోల్-పాస్ సైడ్బ్యాండ్లను విచ్ఛిన్నానికి నిర్ణయించుకోవడానికి ముందే గుర్తించడానికి — మరియు నిజమైన కారణం యాంత్రిక అసమతుల్యత అని తేలినప్పుడు, రోటర్ను బ్యాలెన్స్ చేయడం అదే సందర్శన సమయంలోనే.
- ఇతర సాంకేతికతలతో నిర్ధారించండి: నిర్ధారణలను మోటార్ కరెంట్ సిగ్నేచర్ విశ్లేషణ (MCSA) తో లేదా ఇన్ఫ్రారెడ్ థర్మోగ్రఫీ, ఇది విరిగిన బార్లు లేదా షార్ట్ అయిన లామినేషన్ల వల్ల కలిగే స్థానికీకరించిన తాపాన్ని వెల్లడిస్తుంది. విస్తృత కుటుంబంతో సరిపోల్చడం motor defects విద్యుత్ లోపాన్ని యాంత్రిక లోపంతో గందరగోళం చేసుకోవడాన్ని నివారిస్తుంది.
