ทำความเข้าใจข้อบกพร่องของโรเตอร์บาร์

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: ข้อบกพร่องของโรเตอร์บาร์คืออะไร?

ข้อบกพร่องของโรเตอร์บาร์ (เรียกอีกอย่างว่าแท่งโรเตอร์หัก หรือแท่งโรเตอร์แตก) คือ รอยแตก รอยร้าว หรือจุดเชื่อมต่อความต้านทานสูงในแท่งตัวนำของโรเตอร์มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอก โรเตอร์แบบกรงกระรอกประกอบด้วยแท่งอะลูมิเนียมหรือทองแดงฝังอยู่ในร่องแกนเหล็ก โดยปลายทั้งสองข้างของแท่งเชื่อมต่อกันด้วยวงแหวนลัดวงจร (วงแหวนปลาย) เมื่อแท่งแตกหรือจุดเชื่อมต่อวงแหวนปลายแตก กระแสไฟฟ้าจะไม่สามารถไหลผ่านแท่งที่เสียหายได้อย่างเหมาะสม ทำให้เกิดความไม่สมดุลทางแม่เหล็กไฟฟ้า แรงบิดแบบพัลส์ และลักษณะเฉพาะ การสั่นสะเทือน และลายเซ็นปัจจุบันด้วย แถบข้าง ที่ระยะห่างความถี่สลิป.

ข้อบกพร่องของแท่งโรเตอร์คิดเป็น 10-15% ของความล้มเหลวของมอเตอร์ และเป็นปัญหามากเป็นพิเศษเนื่องจากอาจลุกลามจากแท่งโรเตอร์หักเพียงแท่งเดียวไปจนถึงความล้มเหลวหลายครั้ง ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง แรงบิดสั่น และอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของมอเตอร์ในที่สุด หากไม่ได้รับการตรวจพบและแก้ไข.

ประเภทของข้อบกพร่องของโรเตอร์บาร์

1. แกนโรเตอร์หัก

• Description: แท่งตัวนำแตกอย่างสมบูรณ์
• ที่ตั้ง: โดยทั่วไปใกล้วงแหวนปลายซึ่งเกิดความเครียดจากความร้อนและเชิงกล
• ความก้าวหน้า: โดยปกติจะเริ่มด้วยการแตกร้าวแล้วค่อยๆ แตกร้าวจนหมด
• หลายบาร์: แท่งเหล็กหักหนึ่งแท่งจะเพิ่มแรงเครียดให้กับแท่งเหล็กข้างเคียง ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวอย่างต่อเนื่อง

2. แหวนปลายแตก

• Description: รอยแตกในวงแหวนลัดวงจรที่เชื่อมต่อแท่งโรเตอร์
• ผล: คล้ายกับแท่งเหล็กหัก—ขัดขวางการไหลของกระแสไฟฟ้า
• ที่ตั้ง: มักเกิดขึ้นที่ทางแยกระหว่างบาร์กับวงแหวน
• พบได้บ่อยใน: มอเตอร์ขนาดใหญ่ มอเตอร์ที่สตาร์ทบ่อย โหลดความเฉื่อยสูง

3. ข้อต่อที่มีความต้านทานสูง

• Description: การเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างแท่งและแหวนปลายไม่ดี
• สาเหตุ: ข้อบกพร่องในการผลิต การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ การกัดกร่อน
• ผล: อาการคล้ายบาร์หักแต่บางทีก็อาจเป็นๆ หายๆ
• การตรวจจับ: ลายเซ็นที่ละเอียดอ่อนกว่าการแตกหักอย่างสมบูรณ์

4. ความพรุนของโรเตอร์

• ช่องว่างในโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อ
• ลดหน้าตัดตัวนำที่มีประสิทธิภาพ
• อาจลุกลามเป็นรอยแตกร้าวได้
• ข้อบกพร่องในการผลิตแต่ก็อาจไม่ปรากฏให้เห็นจนกระทั่งภายหลังในชีวิต

สาเหตุของความล้มเหลวของโรเตอร์บาร์

ความเครียดจากความร้อน

• การปั่นจักรยานความร้อน: การขยาย/หดตัวจากการเริ่มต้น/การปิดระบบ
• การขยายตัวเชิงอนุพันธ์: แท่งอลูมิเนียมขยายตัวมากกว่าแกนเหล็ก
• จุดเด่น: ความร้อนสูงเกินไปเฉพาะที่จากความต้านทานสูง
• เริ่มต้นบ่อยครั้ง: การสตาร์ทแต่ละครั้งจะทำให้เกิดการช็อกจากความร้อน

ความเครียดเชิงกล

• แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง: โดยเฉพาะในมอเตอร์ความเร็วสูง
• แรงแม่เหล็กไฟฟ้า: แรงสั่นระหว่างการทำงาน
• แรงบิดเริ่มต้น: กระแสไฟฟ้าสูงในระหว่างการสตาร์ทสร้างความเครียดเชิงกล
• การสั่นสะเทือน: แท่งกันแรงสั่นสะเทือนจากภายนอก

ข้อบกพร่องในการผลิต

• ความพรุนในโรเตอร์หล่อ
• การยึดติดระหว่างแท่งกับแหวนปลายไม่ดี
• การรวมตัวของวัสดุหรือช่องว่าง
• การอบชุบด้วยความร้อนไม่เพียงพอ

เงื่อนไขการใช้งาน

• การเริ่มต้นบ่อยครั้ง: ความเครียดจากความร้อนและแม่เหล็กไฟฟ้า
• โหลดความเฉื่อยสูง: เวลาเร่งความเร็วที่ยาวนานจะเพิ่มแรงกดของแท่ง
• เหตุการณ์ล็อคโรเตอร์: กระแสและแรงที่รุนแรง
• เฟสเดียว: การทำงานด้วยเฟสเดียวที่สูญเสียไปทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไม่สมมาตร

ลายเซ็นการสั่นสะเทือน

รูปแบบลักษณะเฉพาะ

ข้อบกพร่องของแท่งโรเตอร์คือแถบข้างรอบความเร็วในการทำงาน:

• ยอดเขากลาง: 1× ความเร็วในการทำงาน (fr)
• แถบข้าง: fr ± fs, fr ± 2fs, fr ± 3fs
• โดยที่ fs = ความถี่สลิป (โดยทั่วไป 1-3 เฮิรตซ์)
• ลวดลาย: แถบข้างสมมาตรที่เว้นระยะห่างตามช่วงความถี่สลิป

การคำนวณความถี่การลื่นไถล

• fs = (Nsync – Nactual) / 60
• ตัวอย่าง: มอเตอร์ 4 ขั้ว 60 เฮิรตซ์
• Nsync = 1800 RPM, Nactual = 1750 RPM
• fs = (1800 – 1750) / 60 = 0.833 เฮิรตซ์
• แถบข้างปรากฏที่ 29.17 ± 0.833 Hz (28.3 Hz และ 30.0 Hz)

การพึ่งพาโหลด

• ไม่มีโหลด: แถบข้างที่น้อยที่สุด (การลื่นต่ำ กระแสต่ำผ่านแท่งที่หัก)
• โหลดเบา: แถบข้างเล็ก ๆ เริ่มปรากฏให้เห็น
• โหลดเต็ม: แถบข้างที่แข็งแกร่ง การวินิจฉัยที่ชัดเจนที่สุด
• กลยุทธ์การวินิจฉัย: ทดสอบภายใต้โหลดเพื่อความไวที่ดีที่สุด

ลายเซ็นปัจจุบัน (MCSA)

การวิเคราะห์กระแสมอเตอร์แสดงรูปแบบเดียวกันกับการสั่นสะเทือน:

• แถบข้างรอบความถี่สาย (ไม่ใช่ความเร็วในการทำงาน)
• รูปแบบ: fline ± 2fs (ความถี่สลิปสองครั้งในกระแสไฟฟ้า)
• สำหรับมอเตอร์ 60 Hz ที่มีสลิป 1 Hz: แถบข้างที่ 58 Hz และ 62 Hz
• แอมพลิจูดจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนแท่งที่หัก
• สามารถตรวจจับได้เร็วกว่าการสั่นสะเทือนในบางกรณี

การตรวจจับและการวินิจฉัย

ขั้นตอนการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

1. คำนวณรูปแบบที่คาดหวัง: กำหนดความเร็วซิงโครนัส วัดความเร็วจริง คำนวณความถี่สลิป
2. FFT ความละเอียดสูง: ใช้ความละเอียดละเอียด (< 0.2 Hz) เพื่อแก้ไขแถบข้าง
3. มองหาแถบด้านข้าง: ค้นหาจุดสูงสุดที่ความถี่สลิป 1× ±
4. ภายใต้ภาระ: ทดสอบกับมอเตอร์ภายใต้ภาระการทำงานปกติ
5. ยืนยันรูปแบบ: ตรวจสอบแถบข้างสมมาตรที่ระยะห่างที่ถูกต้อง

การประเมินความรุนแรง

• แถบข้าง < 40% ของ 1× พีค: เป็นไปได้ว่าแท่งเดียวหัก จอภาพ
• 40-60% ของ 1×: ยืนยันบาร์ที่หักแล้ว วางแผนเปลี่ยนใหม่
• > 60% ของ 1×: บาร์หักหลายอัน ต้องเปลี่ยนด่วน
• แถบข้าง > 1× จุดสูงสุด: อาการรุนแรงต้องรีบดำเนินการทันที

ผลที่ตามมาและความก้าวหน้า

ความล้มเหลวเบื้องต้น (บาร์เดี่ยว)

• แรงบิดสั่นเล็กน้อย
• แถบข้างเล็ก ๆ ปรากฏขึ้น
• อาจใช้งานได้นานหลายเดือนโดยมีบาร์หักเพียงอันเดียว
• ประสิทธิภาพการทำงานลดลงน้อยที่สุด

ความล้มเหลวแบบก้าวหน้า (หลายแท่ง)

• บาร์ที่อยู่ติดกันร้อนเกินไปจากกระแสไฟที่เพิ่มขึ้น
• ความเครียดจากความร้อนทำให้เกิดความล้มเหลวเพิ่มเติม
• แรงบิดเพิ่มขึ้น
• การสั่นสะเทือนรุนแรงขึ้น
• สามารถพัฒนาจากบาร์เดียวไปเป็นหลายบาร์ได้ภายในไม่กี่สัปดาห์

อาการรุนแรง

• แท่งหักที่อยู่ติดกันหลายแท่ง
• แรงบิดสั่นรุนแรง
• การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนสูง
• โรเตอร์ร้อนเกินไป
• ความเสี่ยงของโรเตอร์เสียหายทั้งหมด
• อาจทำให้สเตเตอร์เสียหายจากกระแสไฟที่มากเกินไป

การดำเนินการแก้ไข

เมื่อตรวจพบ

• เพิ่มความถี่ในการตรวจติดตาม (รายเดือน → รายสัปดาห์)
• ดำเนินการ MCSA เพื่อยืนยันการวินิจฉัย
• วางแผนเปลี่ยนมอเตอร์หรือเปลี่ยนโรเตอร์
• เตรียมมอเตอร์สำรองไว้หากใช้งานสำคัญ
• พิจารณาสาเหตุหลัก (ทำไมแท่งเหล็กจึงแตก)

ตัวเลือกการซ่อมแซม

• การเปลี่ยนโรเตอร์: โซลูชันที่เชื่อถือได้ที่สุดสำหรับมอเตอร์ขนาดใหญ่
• เปลี่ยนมอเตอร์ใหม่ทั้งหมด: มักจะประหยัดที่สุดสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก
• การหล่อโรเตอร์ใหม่: ร้านค้าเฉพาะทางสามารถหล่อโรเตอร์อะลูมิเนียมใหม่ได้
• การดำเนินการชั่วคราว: แท่งหักเพียงแท่งเดียวอาจช่วยให้สามารถดำเนินการต่อไปพร้อมการตรวจสอบได้

การป้องกัน

• ลดการสตาร์ทเครื่องบ่อยครั้ง (ใช้สตาร์ทเตอร์แบบนิ่มหรือ VFD)
• หลีกเลี่ยงเงื่อนไขเฟสเดียว
• ให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศและความเย็นเพียงพอ
• ใช้มอเตอร์ที่มีอัตราการทำงานตามรอบ (มอเตอร์สตาร์ทบ่อยสำหรับการใช้งานรอบสูง)
• ตรวจสอบเพื่อตรวจจับในระยะเริ่มต้นก่อนที่จะเกิดความล้มเหลวหลายครั้ง

ข้อบกพร่องของแท่งโรเตอร์เป็นหนึ่งในข้อบกพร่องของมอเตอร์ที่วินิจฉัยได้ชัดเจนที่สุด ด้วยแถบความถี่สลิปที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้สามารถตรวจจับได้อย่างน่าเชื่อถือผ่านการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนและกระแสไฟฟ้า การระบุข้อบกพร่องตั้งแต่เนิ่นๆ ช่วยให้สามารถวางแผนการเปลี่ยนมอเตอร์ได้ก่อนที่จะลุกลามไปสู่ความล้มเหลวของแท่งโรเตอร์หลายครั้ง ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อโรเตอร์และต้องหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนเป็นเวลานาน.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก