了解转子棒缺陷

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便携式平衡器和振动分析仪 Balanset-1A

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振动传感器。

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光学传感器（激光转速计）。

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Balanset-4

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磁座尺寸-60-kgf。

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反射胶带。

设备

Dynamic balancer "Balanset-1A" OEM

定义：什么是转子棒缺陷？

转子棒缺陷 （也称断转子条或裂转子条）是指鼠笼式感应电机转子导体条上的断裂、裂纹或高阻连接。鼠笼式转子由嵌入铁芯槽中的铝或铜导体条组成，导体条的两端通过短路环（端环）连接。当导体条断裂或端环连接出现裂纹时，电流无法正常流过受损导体条，从而产生电磁不对称、脉动转矩和特性阻抗。振动以及当前的签名边带在滑移频率间隔处。.

转子条缺陷导致 10-15% 的电机故障，而且问题尤其严重，因为单个断裂的转子条可能会发展成多个故障，如果不及时发现和纠正，就会造成严重的振动、扭矩脉动，最终导致电机故障。.

转子棒缺陷类型

1. 转子条断裂

说明导线完全断裂
地点： 通常在端环附近，热应力和机械应力集中的地方。
进展： 通常始于裂缝，逐渐发展为完全断裂。
多条酒吧： 一根断裂的钢筋会增加相邻钢筋的应力，导致连续断裂。

2. 端环开裂

说明连接转子条的短路环出现裂缝
影响： 类似于断电——扰乱水流
地点： 通常在棒材与环的连接处
更常见于： 大功率电机、频繁启动的电机、高惯性负载

3. 高阻力接头

说明钢筋与端环之间的电气连接不良
原因： 制造缺陷、热循环、腐蚀
影响： 症状与钢筋断裂类似，但可能间歇性出现。
检测： 比完全中断更微妙的签名

4. 转子孔隙率

铸铝转子中的空隙
降低导体有效横截面积
可能发展成裂缝和断裂
制造缺陷，但可能要到晚年才会显现。

转子条失效的原因

热应力

热循环： 启动/关闭引起的扩张/收缩
微分展开： 铝棒比铁芯棒膨胀系数更大
热门地点： 高电阻导致局部过热
频繁启动： 每次启动都会产生热冲击

机械应力

离心力： 尤其是在高速电机中
电磁力： 运行过程中的脉动力
启动扭矩： 启动时的高电流会产生机械应力
振动： 外部振动疲劳杆

制造缺陷

铸造转子中的孔隙率
棒材与端环粘合不良
材料夹杂物或空隙
热处理不足

工作条件

频繁启动： 热应力和电磁应力
高惯性载荷： 较长的加速时间会增加钢筋应力
转子锁定事件： 极端的洋流和力量
单相： 单相损耗会导致电流不对称。

振动特征

特征模式

转子棒缺陷的典型特征是运行速度附近出现边带：

中央峰： 1× 跑步速度（fr）
侧边栏： fr±fs、fr±2fs、fr±3fs
其中 fs = 滑移频率（通常为 1-3 Hz）
图案： 对称边带，间隔为滑移频率

滑移频率的计算

fs = (Nsync – Nactual) / 60
例如：4极60赫兹电机
同步转速 = 1800 转/分，实际转速 = 1750 转/分
fs = (1800 – 1750) / 60 = 0.833 Hz
边带出现在 29.17 ± 0.833 Hz（28.3 Hz 和 30.0 Hz）处。

负载依赖性

无负载： 最小边带（低滑差，低断条电流）
轻载： 开始出现细小的侧带
满载： 强烈的侧带，最明显的诊断
诊断策略： 在负载下进行测试以获得最佳灵敏度

当前签名（MCSA）

电机电流分析结果与振动分析结果呈现相同的模式：

线路频率附近的边带（非运行速度）
模式：fline ± 2fs（电流中滑移频率的两倍）
对于 60 Hz、滑差为 1 Hz 的电机：边带频率分别为 58 Hz 和 62 Hz
振幅随断杆数量的增加而增大
在某些情况下，可以比振动更早地检测到

检测与诊断

振动分析程序

计算预期模式： 确定同步转速，测量实际转速，计算滑差频率
高分辨率快速傅里叶变换： 使用高分辨率（< 0.2 Hz) 以分辨边带
寻找侧边栏： 在 1× ± 滑移频率处寻找峰值
负载下： 在电机正常运行负载下进行测试
确认图案： 验证对称边带的间距是否正确。

严重程度评估

边带 < 40% 的 1× 峰值： 可能存在单个断裂的条形，监控器
40-60% 1×： 已确认断裂的钢筋，计划更换。
> 60% 的 1×： 多根钢筋断裂，急需更换。
边带 > 1× 峰值： 情况严重，需立即采取行动

后果与进展

初始失效（单杆）

轻微扭矩脉动
出现细小的侧边带
即使只有一根断杆，也可能运行数月。
性能下降幅度极小

渐进式失效（多杆）

相邻的金属条因电流增大而过热
热应力会导致额外的故障
扭矩脉动增加
震动变得剧烈
几周内即可从单根酒吧过渡到多根酒吧

严重状况

多根相邻的断裂钢筋
严重的扭矩脉动
高振动和噪音
转子过热
转子完全失效的风险
过大的电流可能会损坏定子

纠正措施

检测到

增加监测频率（每月一次→每周一次）
进行 MCSA 以确认诊断
计划更换电机或转子
如果应用场景关键，请准备备用电机
找出根本原因（为什么钢筋断裂）

修复选项

转子更换： 大型电机最可靠的解决方案
电机完全更换： 通常小型电机最经济实惠
转子重铸： 专业维修店可以重铸铝制转子
临时运营： 单根断裂的钢筋可能允许在监控下继续运行。

预防

尽量减少启动次数（使用软启动器或变频器）
避免单相运行条件
确保通风和降温充足
使用额定工作循环的电机（高频应用应使用频繁启动电机）。
监测以便在多次故障前及早发现问题

转子条缺陷是电机故障中最具诊断特征的故障之一，其特征性的滑差频率边带使得通过振动和电流分析均可可靠地检测到该缺陷。早期识别缺陷有助于在多条转子条失效导致灾难性转子损坏和长时间计划外停机之前，进行计划内的电机更换。.

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什么是转子条缺陷？电机中的断条

由 admin 于 10 月 31, 2025 10 月 31, 2025 发布