خطا های روتور قفس سنجابی

مقدمه

تعیین اینکه آیا روتور قفس سنجابی معیوب است یا خیر، موضوعی است که برای هر مرکز خدماتی چالش برانگیز است، زیرا اغلب هیچ راه ساده ای برای تعیین یکپارچگی روتور وجود ندارد. برای ارزیابی وضعیت روتور تست های زیادی وجود دارند که می توان از آن ها در مراکز خدمات موتور و یا محل سایت کاربران نهایی مورد استفاده قرار بگیرند. برخی از این آزمایش ها را می توان روی موتورهای مونتاژ شده هم انجام داد ولی برای بعضی از این آزمایش ها باید روتور جداسازی شود. شما با خواندن این مقاله از روش های تست روتور قفس سنجابی و خطاهای آن آگاه خواهید شد.

تقریباً همه روتورهای قفس سنجاب دارای میله‌ها و حلقه‌های انتهایی هستند که از آلیاژهای آلومینیوم یا مس یا مس خالص ساخته شده‌اند. قفس روتور از میله ها و حلقه های انتهایی تشکیل شده است. روتورهای مس یا آلیاژ مس معمولاً از روی طراحی های موجود ساخته می شوند. یعنی میله ها و حلقه های انتهایی قبل از مونتاژ در روتور ساخته می شوند و سپس لحیم کاری یا جوش داده می شوند.

روتورهای مسی با میله های ریخته گری که بیش از 50 سال پیش ساخته شده اند، زیاد رایج نیستند. فناوری های جدیدی وجود دارند که ممکن است در آینده ای نزدیک بصورت تجاری مورد استفاه قرار بگیرند. روتورهای آلومینیومی عمدتا ساختار دایکاستی دارند که که میله ها و حلقه های انتهایی آن طی پروسه ای ریخته گری می شوند.

موتور های بزرگتر ، معمولا بزرگتر از فریم سایزهای NEMA، ممکن است از روتورهای آلومینیومی ساخته شده استفاده کنند که میله ها را در آن اکسترود می کنند و به حلقه های انتهایی جوش می دهند. بطور کلی این مطلب برای هر دو نوع روتور اعمال می شود مگر اینکه خلاف آن ثابت شود.

اصول عملکرد روتور

آزمایش روتور قفس سنجابی نیاز به درک درستی از نحوه عملکرد روتور دارد. روتور یک موتور القایی مانند سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور است که استاتور موتور اصلی است. در هنگام راه‌اندازی موتور، زمانی که روتور هنوز نمی‌چرخد، به راحتی می‌توان آن را تجسم کرد. جریان و ولتاژ در میله‌ها و حلقه‌های انتهایی که قفس روتور را تشکیل می‌دهند، القا می‌شوند (شکل 2). قفس روتور از نظر ظاهری شبیه به چرخ‌های بازی سنجاب ها که مربوط به بیش از یک قرن پیش است، می باشد. بنابراین به آن «روتور قفس سنجابی» می‌گویند.انواع دیگری از روتورهای مورد استفاده در موتورهای AC مانند روتور سنکرون و … وجود دارد، با این حال، در اینجا تمرکز روی روتور القایی قفس سنجابی خواهد بود.

میله‌های روتور قفس سنجابی بصورت موازی با خود قرار می گیرند که از دو سر با حلقه‌های انتهایی (اند رینگ) به هم متصل می‌شوند. قطب های سیم پیچ استاتور میله های روتور را به مدارهای موازی برابر با تعداد قطب های استاتور تقسیم می کنند.تعداد قطب های روتور همیشه برابر با تعداد قطب های استاتور است.یک سیم پیچ 2 قطبی روتور را به 2 مدار موازی تقسیم می کند که در حین چرخش روتور به طور مداوم در اطراف قفس روتور حرکت می کنند.هرچه تعداد قطب ها بیشتر باشد تعداد مدارهای روتور بیشتر می شود.حلقه‌های انتهایی این مدارها را تکمیل می‌کنند، بنابراین یک حلقه انتهایی سیم‌پیچ 2 قطبی در معرض جریان بیشتری نسبت به تعداد قطب‌های بیشتر در سیم‌پیچ قرار می‌گیرد. این عامل یکپارچگی حلقه انتهایی را با کاهش تعداد قطب ها (و افزایش سرعت) مهم تر می کند.

در مورد اینکه “یک موتور با چند میله شکسته می تواند کار کند” اختلاف نظرات زیادی وجود دارد.همانطور که جدول 1 نشان می دهد، پاسخ ها متفاوت است. به عنوان مثال، یک موتور 4 قطبی با 48 شیاراستاتور و 57 میله روتور می تواند یک ایراد کاسپ را تنها با یک میله باز ایجاد کند، در حالی که همان موتور با 59 میله ممکن است تا زمانی که 3 میله از کار افتاده باشد، ایراد کاسپ ایجاد نکند. این مساله توضیح می‌دهد که چگونه یک موتور می‌تواند «سال‌ها با میله‌های روتور شکسته کار کند» و با از کار افتادن میله‌های بیشتر، عملکرد بدتر یا بهتری داشته باشد.

خطاهای روتور از پیش ساخته شده عمدتاً به دلیل شکستگی در اتصالات بین میله ها و حلقه های انتهایی ایجاد می شوند (شکل 3). عیوب در روتورهای دایکاستی اغلب به تخلخل در میله ها یا حلقه های انتهایی یا هر دو مربوط می شود.خطاها (شکاف ها) اغلب در نتیجه یک بار ضربان دار (نوسانی)، استارت های زیاد یا استارت های مکرر و یا صرفاً فرسودگی قطعات به دلیل به پایان رسیدن عمرشان ایجاد یا بدتر می شوند. سپس میله‌هایی که سالم باقی می‌مانند در معرض جریان‌های بالاتر از حد معمول قرار می‌گیرند که منجر به افزایش خطر شکستگی آن ها می‌شود. خطاهای روتور معمولاً باعث ایجاد ضربان‌های گشتاور، نوسانات سرعت، لرزش و تغییرات اجزای فرکانس در جریان تغذیه و میدان‌های مغناطیسی می‌شوند.

پدیده های دیگری که ممکن است رخ دهد عبارتند از: افزایش صدا، گرم شدن بیش از حد و آرک (قوس) در روتور و آسیب دیدن لمینیت های روتور. خطاهایی که رخ می‌دهند اطلاعاتی را ارائه می‌کنند که با انجام آزمایش روتور قابل تجزیه و تحلیل است.