ทำความเข้าใจเกี่ยวกับแท่งโรเตอร์ที่หัก

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,353.83

อะไหล่

Vibration sensor

$107.26

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$147.78

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,107.90

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.82

อะไหล่

Reflective tape

$11.92

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,067.80

คำจำกัดความ: Broken Rotor Bars คืออะไร?

แท่งโรเตอร์หัก คือการแตกหักอย่างสมบูรณ์ของแท่งตัวนำในโรเตอร์มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอก ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นสภาพเดียวกันกับ ข้อบกพร่องของแถบโรเตอร์ แต่เน้นย้ำถึงการแตกหักของแท่งเหล็กอย่างสมบูรณ์โดยเฉพาะ มากกว่ารอยแตกหรือการเชื่อมต่อที่มีความต้านทานสูง เมื่อแท่งเหล็กเส้นหนึ่งแท่งหรือมากกว่าแตกหัก กระแสไฟฟ้าจะไม่สามารถไหลผ่านแท่งเหล็กเส้นเหล่านั้นได้ ทำให้เกิดความไม่สมมาตรทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ก่อให้เกิดลักษณะเฉพาะ การสั่นสะเทือน และลายเซ็นปัจจุบันด้วย แถบข้าง ที่ ความถี่การลื่นไถล ระยะห่างรอบความเร็วในการวิ่ง.

แท่งโรเตอร์ที่หักนั้นอันตรายอย่างยิ่ง เพราะจะทำให้เกิดความล้มเหลวแบบต่อเนื่อง (cascading failure mode) แท่งโรเตอร์ที่หักเพียงแท่งเดียวจะเพิ่มกระแสและแรงเค้นในแท่งข้างเคียง ทำให้แท่งโรเตอร์เสียหายอย่างต่อเนื่อง หากไม่ตรวจพบตั้งแต่ระยะแรก (แท่งโรเตอร์หักเพียงแท่งเดียว) อาการอาจแย่ลงอย่างรวดเร็วจนแท่งโรเตอร์หักหลายแท่งและโรเตอร์เสียหายอย่างรุนแรงจนต้องเปลี่ยนมอเตอร์.

โรเตอร์บาร์แตกได้อย่างไร

อาการเหนื่อยล้าจากความร้อน (พบมากที่สุด)

รอบการทำความร้อนและความเย็นซ้ำๆ:

• กระแสไฟเริ่มต้น: ขณะสตาร์ทมอเตอร์ กระแสโรเตอร์ 5-7 เท่า ปกติ (สภาวะโรเตอร์ล็อค)
• การขยายตัวทางความร้อน: แท่งอลูมิเนียมขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญ (สัมประสิทธิ์ 23 µm/m/°C)
• ข้อจำกัด: แกนเหล็กขยายตัวน้อยลง (12 µm/m/°C) ส่งผลให้แท่งเหล็กขยายตัวน้อยลง
• ความเครียด: การขยายตัวที่แตกต่างกันทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนในแท่ง
• ความเหนื่อยล้า: การสตาร์ทซ้ำๆ ทำให้เกิดความเหนื่อยล้าจากรอบต่ำ
• การเริ่มต้นแคร็ก: โดยทั่วไปที่จุดเชื่อมต่อระหว่างแท่งกับปลายแหวน (จุดที่มีแรงดึงสูง)

ความเครียดเชิงกล

• แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่ความเร็วสูง
• แรงแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างการทำงานและการสตาร์ท
• การสั่นสะเทือนจากแหล่งภายนอก
• แรงกระแทกระหว่างการสตาร์ทหรือการเปลี่ยนโหลด

ข้อบกพร่องในการผลิต

• ความพรุน: ช่องว่างในโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อ
• การยึดเกาะที่ไม่ดี: การยึดติดระหว่างแท่งกับแกนไม่เพียงพอ
• สิ่งที่รวมวัสดุ: สารปนเปื้อนในการหล่อ
• ข้อต่อวงแหวนปลายอ่อน: การเชื่อมต่อระหว่างบาร์กับวงแหวนไม่ดี

เงื่อนไขการใช้งาน

• การเริ่มต้นบ่อยครั้ง: การสตาร์ทแต่ละครั้งเป็นเหตุการณ์ที่เกิดจากความร้อนและความเครียดเชิงกล
• โหลดความเฉื่อยสูง: เวลาเร่งความเร็วที่ยาวนานจะเพิ่มแรงกดของแท่ง
• บริการย้อนกลับ: การเสียบปลั๊กทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าแรงสูง
• เฟสเดียว: การทำงานด้วยโรเตอร์บาร์ที่สูญเสียโหลดเกินเฟสเดียว

ลายเซ็นแถบข้างที่มีลักษณะเฉพาะ

เหตุใดแถบด้านข้างจึงปรากฏขึ้น

รูปแบบการวินิจฉัยที่โดดเด่น:

1. แท่งที่หักไม่สามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้ ทำให้เกิดความไม่สมดุลทางไฟฟ้า
2. การหมุนแบบไม่สมมาตรที่ความถี่การลื่น (ความแตกต่างระหว่างความเร็วแบบซิงโครนัสและความเร็วโรเตอร์)
3. สร้างแรงบิดแบบพัลส์ที่ความถี่สลิป 2 เท่า
4. แรงบิดแบบสั่นจะปรับการสั่นสะเทือน 1 เท่าจากความไม่สมดุลทางกล
5. ผลลัพธ์: แถบข้างที่ความเร็วในการวิ่ง ± ช่วงความถี่การลื่น

รูปแบบการสั่นสะเทือน

• ยอดเขากลาง: 1× ความเร็วในการทำงาน (fr)
• แถบด้านล่าง: fr – fs (โดยที่ fs = ความถี่การลื่น)
• แถบด้านข้างบน: fr + fs
• แถบข้างหลายอัน: fr ± 2fs, fr ± 3fs เมื่อความรุนแรงเพิ่มขึ้น
• สมมาตร: แถบข้างสมมาตรรอบจุดยอด 1×

ตัวอย่าง

มอเตอร์ 4 ขั้ว 60 เฮิรตซ์ ที่โหลดเต็ม:

• ความเร็วซิงโครนัส: 1800 รอบต่อนาที
• ความเร็วจริง: 1750 รอบต่อนาที (29.17 เฮิรตซ์)
• สลิป: 50 รอบต่อนาที (0.833 เฮิรตซ์)
• จุดสูงสุดของการสั่นสะเทือนอยู่ที่: 28.3 เฮิรตซ์, 29.17 เฮิรตซ์, 30.0 เฮิรตซ์
• แท่งหักได้รับการยืนยันโดยแถบข้างสมมาตรที่ ±0.833 Hz

ลายเซ็นปัจจุบัน (MCSA)

การวิเคราะห์กระแสมอเตอร์แสดงให้เห็นรูปแบบที่คล้ายกัน:

• ยอดเขากลาง: ความถี่สาย (50 หรือ 60 เฮิรตซ์)
• แถบข้าง: fline ± 2fs (หมายเหตุ: ความถี่สลิป 2× ในกระแสไฟฟ้า ไม่ใช่ 1×)
• ตัวอย่าง: มอเตอร์ 60 Hz พร้อมสลิป 1 Hz → แถบข้างที่ 58 Hz และ 62 Hz
• ข้อได้เปรียบ: ไม่รุกราน สามารถตรวจสอบได้อย่างต่อเนื่อง
• Sensitivity: มักจะตรวจจับแท่งที่หักได้เร็วกว่าการสั่นสะเทือน

ระยะความก้าวหน้า

บาร์หักเดี่ยว

• แถบข้างขนาดเล็กปรากฏขึ้น (20-40% ของ 1× พีค)
• การสั่นของแรงบิดเล็กน้อย (อาจสังเกตไม่เห็น)
• สมรรถนะของมอเตอร์เกือบปกติ
• สามารถใช้งานได้นานหลายเดือนพร้อมระบบตรวจสอบ
• ควรมีการวางแผนทดแทน

แท่งหักที่อยู่ติดกันหลายแท่ง

• แถบข้างที่แข็งแกร่ง (> 50% ของ 1× พีค)
• แรงบิดที่สังเกตได้
• เพิ่มการลื่นและอุณหภูมิ
• ความคืบหน้าเร่งขึ้นเมื่อแท่งที่อยู่ติดกันร้อนเกินไป
• เปลี่ยนด่วน (กรอบเวลาเป็นสัปดาห์)

อาการรุนแรง

• แถบข้างอาจเกินแอมพลิจูดสูงสุด 1 เท่า
• แรงบิดกระเพื่อมรุนแรงที่ส่งผลต่ออุปกรณ์ขับเคลื่อน
• การสั่นสะเทือนและอุณหภูมิสูง
• ความเสี่ยงของแหวนปลายเสียหายหรือโรเตอร์เสียหายทั้งหมด
• ต้องเปลี่ยนทันที

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการตรวจจับ

การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

• ใช้ FFT ความละเอียดสูง (ความละเอียด < 0.2 Hz) เพื่อแก้ไขแถบข้าง
• ทดสอบมอเตอร์ภายใต้โหลด (แถบข้างเด่นชัดขึ้นเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหล)
• คำนวณความถี่การลื่นไถลที่คาดหวังสำหรับมอเตอร์
• ค้นหาสเปกตรัมสำหรับแถบข้างสมมาตรที่ ±fs รอบ 1×
• แอมพลิจูดของแถบข้างแนวโน้มเมื่อเวลาผ่านไป

การทดสอบ MCSA

• ยึดหัววัดกระแสไฟฟ้าไว้ที่สายมอเตอร์
• รับรูปคลื่นปัจจุบันและคำนวณ FFT
• มองหาแถบข้างที่ fline ± 2fs
• เปรียบเทียบกับค่าพื้นฐานของมอเตอร์ที่มีสุขภาพดี
• สามารถตรวจจับได้ก่อนอาการสั่นหาย

การดำเนินการแก้ไข

การตอบสนองทันที

• เพิ่มความถี่ในการตรวจติดตาม (รายเดือน → รายสัปดาห์ → รายวัน)
• ติดตามอัตราการเติบโตของแอมพลิจูดแถบข้าง
• สั่งซื้อมอเตอร์สำรองหรือวางแผนเปลี่ยนโรเตอร์
• ลดรอบการทำงานหากเป็นไปได้ (ลดการสตาร์ทให้น้อยที่สุด)
• ความคืบหน้าของเอกสารสำหรับการวิเคราะห์ความล้มเหลว

ตัวเลือกการซ่อมแซม

• การเปลี่ยนโรเตอร์: เชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับมอเตอร์ขนาดใหญ่ (> 100 แรงม้า)
• การหล่อโรเตอร์ใหม่: ร้านค้าเฉพาะทางสามารถหล่อโรเตอร์อะลูมิเนียมใหม่ได้
• การเปลี่ยนมอเตอร์: มักจะประหยัดที่สุดสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก (< 50 แรงม้า)
• การสอบสวนหาสาเหตุหลัก: ตรวจสอบสาเหตุที่แท่งเหล็กแตกเพื่อป้องกันการเกิดซ้ำ

การป้องกัน

• ใช้ซอฟต์สตาร์ทเตอร์หรือ VFD เพื่อลดกระแสสตาร์ทและความเครียดจากความร้อน
• จำกัดความถี่เริ่มต้นสำหรับโหลดที่มีความเฉื่อยสูง
• ระบุมอเตอร์ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับรอบการทำงานจริง (มอเตอร์สตาร์ทบ่อยครั้งสำหรับการให้บริการรอบสูง)
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศและการระบายความร้อนของมอเตอร์เพียงพอ
• ป้องกันสภาวะเฟสเดียว

แท่งโรเตอร์ที่หักนั้น แม้จะมีสัดส่วนเพียง 10-15% ของมอเตอร์ที่เสียหาย แต่กลับสร้างลายเซ็นความถี่สลิปด้านข้างที่โดดเด่น ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจจับได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ผ่านการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนหรือกระแสไฟฟ้า การทำความเข้าใจกลไกความล้าจากความร้อน การจดจำรูปแบบแถบด้านข้างที่เป็นลักษณะเฉพาะ และการนำการตรวจสอบสภาพมาใช้ ช่วยให้สามารถเปลี่ยนมอเตอร์ได้ตามแผนก่อนที่ความล้มเหลวของแท่งเดียวจะลุกลามไปสู่ความล้มเหลวของแท่งหลายแท่งอย่างรุนแรง และต้องหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้เป็นเวลานาน.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก