Chẩn đoán lỗi điện trong động cơ AC
1. Giới thiệu: Sự cố điện là nguồn rung động
Trong khi vibration analysis thường liên quan đến các lỗi cơ học như mất cân bằng and khuyết tật ổ trụcĐây cũng là một công cụ rất mạnh mẽ để phát hiện các sự cố trong động cơ cảm ứng xoay chiều. Các sự cố điện tạo ra lực từ xung khiến stato và rôto của động cơ rung. Những rung động này được truyền qua khung động cơ và có thể được phát hiện bằng máy đo gia tốc.
Chìa khóa để chẩn đoán lỗi điện là tìm kiếm các mẫu cụ thể ở tần số liên quan đến tần số đường dây điện (50 hoặc 60 Hz) và số cực trong động cơ.
2. Lỗi stato
Các vấn đề về stato, chẳng hạn như sắt lỏng, cuộn dây lỏng hoặc lớp phủ bị chập, có thể khiến stato bị lệch tâm hoặc biến dạng. Điều này dẫn đến từ trường không đồng đều.
- Chữ ký rung động: Chỉ số chính của lỗi stato là đỉnh rung động có biên độ cao tại Tần số đường truyền gấp 2 lần (2xFL). Đối với động cơ 60 Hz, đây là 120 Hz (7200 CPM). Đối với động cơ 50 Hz, đây là 100 Hz (6000 CPM).
- Đặc trưng: Đỉnh 2xFL này thường có biên độ rất ổn định và không phụ thuộc vào tải của động cơ. Độ rung thường cao nhất theo hướng chân đế lắp stato.
3. Lỗi rotor (Thanh rotor bị gãy)
Thanh rotor bị nứt hoặc gãy là một dạng hỏng hóc thường gặp ở động cơ cảm ứng AC. Khi thanh rotor bị gãy, nó sẽ làm gián đoạn dòng điện trong rotor, gây ra hiện tượng nóng cục bộ và mô-men xoắn dao động.
- Chữ ký rung động: Dấu hiệu cổ điển của vấn đề thanh rôto là dải tần số cực thông (FP) xung quanh tốc độ chạy (1X) đỉnh và sóng hài của nó.
- Tần suất vượt sào (FP): Đây là tốc độ mà rotor "trượt" qua từ trường quay của stato. Tốc độ này được tính như sau: FP = Số cực × Tần số trượt. Tần số trượt là sự khác biệt giữa tốc độ đồng bộ của từ trường và tốc độ chạy thực tế của rôto.
- Đặc trưng: Hãy tìm đỉnh 1X với hai dải biên rõ ràng, một tại (1X + FP) và một tại (1X – FP). Khi hư hỏng rotor trở nên nghiêm trọng hơn, bạn cũng có thể thấy các dải biên xung quanh sóng hài 2X và 3X. Không giống như các vấn đề về stato, đặc điểm này rất nhạy cảm với tải. Các dải biên sẽ tăng biên độ khi tải của động cơ tăng và có thể biến mất hoàn toàn trong điều kiện không tải.
4. Khe hở lệch tâm
Khe hở không khí là khoảng hở nhỏ giữa rotor và stato. Nếu khe hở này không đồng đều, nó sẽ tạo ra lực hút từ không cân bằng, buộc rotor phải rung.
- Độ lệch tâm tĩnh: Rotor nằm chính giữa ổ trục, nhưng lõi stato không tròn. Điểm hẹp nhất của khe hở không khí được cố định trong không gian.
- Độ lệch tâm động: Bản thân rotor không tròn nên điểm hẹp nhất của khe hở không khí sẽ quay theo rotor.
- Chữ ký rung động: Cả hai loại lệch tâm đều tạo ra các dải biên tần số cực thông (FP) xung quanh đỉnh tần số đường truyền 2x (2xFL). Trong trường hợp nghiêm trọng, bạn có thể thấy một mô hình phức tạp của các dải biên tại 2xFL ± FP và cả các dải biên xung quanh sóng hài tốc độ chạy.
5. Xác nhận và Thực hành Tốt nhất
- Phổ độ phân giải cao: Chẩn đoán lỗi điện đòi hỏi độ phân giải cao FFT spectrum để tách biệt rõ ràng sóng hài tốc độ chạy khỏi sóng hài tần số đường truyền và dải bên của chúng.
- Tải trọng là quan trọng: Đối với vấn đề thanh rôto, động cơ *phải* chịu tải đáng kể (thường là >75%) thì mới có thể nhìn thấy lỗi.
- Xác nhận với các công nghệ khác: Lỗi điện có thể được xác nhận bằng các công nghệ khác như phân tích dòng điện động cơ (MCA) hoặc chụp ảnh nhiệt hồng ngoại, có thể phát hiện hiện tượng nóng cục bộ do thanh rôto bị gãy hoặc lớp phủ bị chập.