روش های تست روتور قفس سنجابی - بخش دوم

تست های روتور موتور مونتاژ شده، تست روتور به روش تک فاز، مقایسه دو آمپرمتر، استروبوسکوپ، تجزیه و تحلیل ارتعاش، تجزیه و تحلیل اثرجریان موتور (MCSA)، شار سرگردان و ...

1401/05/15سعید وهابی

قبل از شروع به خواندن این مطلب لازم است بدانید که در اینجا سعی کرده ایم یک مطلب جامع در رابطه با انواع خطا های رایج در روتور های قفس سنجابی و همچنین تمامی روش های تست روتور قفس سنجابی ارائه کنیم. همچنین به دلیل این که مطلب خیلی طولانی و خارج از حوصله نباشد آن را در سه بخش ارائه کرده ایم. برای حفظ پیوستگی مطالب و عدم سردرگمی شما عزیزان، لینک این مقالات بصورت را بصورت زیر آماده کرده ایم. امیدواریم که این مطلب هم مورد توجه و راهگشای شما باشد.

خطا های روتور قفس سنجابی

روش های تست روتور قفس سنجابی - بخش اول

روش های تست روتور قفس سنجابی - بخش دوم

تست های روتور موتور مونتاژ شده

آزمایش در محل کاربری موتور، یعنی نصب شده در محل مور استفاده، می‌تواند فرصتی برای ارزیابی وضعیت روتور در شرایط بار واقعی را فراهم کند. آزمایش‌هایی که می‌توان با موتور خارج از خط انجام داد، از اتلاف زمان انتقال به مرکز خدمات و هزینه‌های مرتبط به زمان خواب دستگاه جلوگیری می‌کند.

تست روتور به روش تک فاز

تست روتوربه روش تک فاز با موتور مونتاژ شده ای که در حال کار نیست انجام می شود. (شکل 14). موتور را از منبع تغذیه جدا کنید و یک منبع تغذیه تک فاز ولتاژ کمتر از نامی را به هر دو سیم موتور وصل کنید.

ولتاژ تغذیه 1/8 تا 1/4 ولتاژ نامی باید جریان آزمایشی حدود 75 تا 125 درصد جریان نامی موتور را ارائه دهد. از آمپرمتر برای نظارت بر جریان در مدار تغذیه تک فاز استفاده کنید و ولتاژ کافی اعمال کنید تا جریان تست بین 50 تا 125 درصد آمپر موتور باشد. شفت را با دست بسیار آهسته بچرخانید و به طور مداوم آمپرمترها را نگاه کنید.

اگر آمپرها بیش از 3 درصد تغییر کنند، از حداقل به حداکثر، این نشانگر روتور شکسته است. الگوی جریان متغیر با هر دور چرخش روتور به تعداد قطب ها تکرار می شود. در طول آزمایش، همانطور که روتور چرخانده می‌شود، حواستان به گشتاور کاگینگ باشد و به افزایش نویز الکتریکی گوش دهید.

توجه داشته باشید که این تست را می توان در مرکز خدمات نیز با استفاده از پنل تست به عنوان منبع تغذیه تک فاز انجام داد.

مقایسه دو آمپرمتر

خطای روتور باز (منظور همان میله های شکسته روتور است) یا یک مشکل مکانیکی می تواند باعث تغییر جریان موتور در شرایط تحت بار شود و زمانی که تغییر جریان وجود دارد می توان از این روش استفاده کرد. دو آمپرمتر که باید از نوع آنالوگ و کاملا یکسان باشند، یعنی سازنده، شماره مدل، دامنه آمپر و غیره یکسان باشند را نیاز داریم. ابتدا هر دو آمپرمتر را روی یک خط موتور اعمال کنید و تغییرات نشانگر آمپرمتررا به صورت چشمی کنترل کنید.

سوزن آمپرمترها باید درست مانند تیغه های برف پاک کن خودرو در هماهنگی با یکدیگر حرکت کنند. اگر آمپرمترها با یکدیگر هماهنگ نباشند، برای آزمایش مناسب نیستند.

پس از اطمینان از مناسب بودن آمپرمترها برای آزمایش، یک آمپرمتر را بردارید و روی یکی از دو سیم خط دیگر قرار دهید. نوسانات سوزن هر دو آمپرمتر را به طور همزمان کنترل کنید.

احتمالاً مدتی طول می کشد تا به دید محیطی برای تماشای همزمان هر دو متر عادت کنید.ثبت حرکت آمپرمترها با دوربین فیلمبرداری و بررسی آن در حرکت آهسته می تواند اطمینان ارزیابی تغییرات آمپرمتر را بهبود بخشد.

اگر دو آمپرمتر از نظر هماهنگی با یکدیگر متفاوت باشند، تغییر جریان به دلیل مکانیکی است. اگر به نظر برسد که یک آمپرمتر در نوسان از دیگری پیروی می کند، یعنی یکی از آنها دیگری را هدایت می کند، نشان از خطای روتور باز دارد.

یک مشکل مکانیکی مانند نوسانات سریع بار به طور همزمان روی آمپرمترها مشاهده می شود. یعنی نوسان در همان لحظه یا دوره زمانی اتفاق می افتد، بنابراین به نظر می رسد هر دو سوزن آمپرمتر با هم حرکت می کنند.

روتور باز یک خطای الکتریکی است و اگرچه اختلالی که ایجاد می کند در یک لحظه یا دوره زمانی یکسان رخ می دهد، جریان های دو فاز مختلف (خط تغذیه) با یکدیگر خارج از فاز الکتریکی و زمانی هستند.این منجر به یک اختلاف فاز ( پیشفاز یا پسفاز) بین هر دو فاز می شود.اختلاف زمانی (پیش یا پس) باعث می‌شود که سوزن‌های آمپرمتر به طور همزمان حرکت کنند.

استروبوسکوپ

یک استروبوسکوپ (استروب) می تواند برای تشخیص تغییرات جزئی سرعت ناشی از از دست دادن گشتاور به دلیل روتور باز استفاده شود. در این روش احتیاط کنید زیرا یک تغییر چرخه ای در بار نیز می تواند تغییر سرعت ایجاد کند.

باروشن کردن قسمت قابل دسترس روتور یا شفت، استروب را با سرعت کارکرد موتور هماهنگ کنید.محل خار شفت مکانی مفید است زیرا یک نقطه مرجع قابل تکرار را فراهم می کند. اگر سرعت موتور ثابت باشد، تصویر بارق نقطه مرجع ثابت می ماند، یعنی نمی چرخد. اگر سرعت موتور ثابت باشد، تصویر استروب نقطه مرجع ثابت می ماند، یعنی نمی چرخد. اگر تغییر گشتاور وجود داشته باشد، به نظر می رسد که تصویر استروب به موقعیت های چرخشی مختلف تغییر می کند، گویی که روتور به حال کند شدن و سپس شتاب گرفتن است. در واقع روتور در حال کاهش سرعت و سپس افزایش سرعت در یک الگوی چرخه ای است.

تجزیه و تحلیل ارتعاش

برای شناسایی فرکانس های ارتعاش یک موتور در حال کار می توان از یک آنالایزر ارتعاش استفاده کرد. آنالایزرهای ارتعاش تبدیل فوریه سریع (FFT) دارای وضوح بالایی هستند به طوری که می توان تنها چند سیکل در دقیقه (cpm) اختلاف را حتی در فرکانس های هزاران cpm ایجاد کرد (شکل 15). فرکانس ناشی از مشکلات الکتریکی، مانند قفس روتور باز، دو برابر فرکانس خط است (به عنوان مثال، 7200 cpm برای منبع 60 هرتز).

سایر مشکلات الکتریکی که باعث ایجاد ارتعاش در فرکانس دو برابر خط می شوند عبارتند از خارج شدن روتور از دور، ناهماهنگی روتور و استاتور (شکاف هوای نابرابر)، هسته بیضوی استاتور و سیم پیچ باز یا اتصال کوتاه شده.برای تعیین اینکه ماهیت مشکل الکتریکی است یا مکانیکی، موتور را خاموش کنید و اگر ارتعاشات در لحظه خاموش شدن موتور متوقف شد، احتمالاً علت آن الکتریکی است.

برای موتورهایی که میله روتور باز است، در بار نامی جریانی بالاتر از جریان معمولی می کشد، با بار نامی آهسته تر از دور در دقیقه کار می کند، و هنگام استفاده از آمپرمتر آنالوگ، سوزن نشانگر ممکن است به نظر برسد که می لرزد، بسیار معمول است.

ارتعاش ناشی از مشکلات الکتریکی معمولاً با افزایش بار افزایش می یابد. هنگام آزمایش برای خطاهای روتور، پیشنهاد می شود که سطح بار حداقل 50٪ باشد. یک نکته احتیاط: روتورهایی که ساختار شفت با بازوهای "عنکبوتی" دارند، ممکن است فرکانس خطای روتور را حتی با میله‌های روتور صوتی نشان دهند، اگر تعداد پایه‌های عنکبوت با تعداد قطب‌های سیم پیچ یکسان باشد.

اگرچه ارتعاش در فرکانس دو برابر خط نشان دهنده یک خطای الکتریکی است، تعیین اینکه آیا روتور یا استاتور، یا هر دو منبع خطا هستند نیاز به تحلیل بیشتری دارد (جدول 2).ناهنجاری در میله های روتور می تواند باعث ایجاد لرزش در فرکانس لغزش برابر تعداد قطب های سیم پیچ استاتور شود.

این فرکانس ارتعاش به فرکانس عبور قطب معروف است. به عنوان مثال، یک موتور 2 قطبی دارای سرعت سنکرون 3600 دور در دقیقه است و ممکن است در بار کامل 3450 دور در دقیقه باشد. سرعت لغزش در بار کامل 3600 - 3450 یا 150 دور در دقیقه خواهد بود. واحدهای ارتعاش سیکل هایی در واحد زمان هستند که معمولاً به صورت چرخه در دقیقه (cpm)بیان می شوند.

بنابراین، سرعت لغزش 150 دور در دقیقه از نظر تحلیل ارتعاش، 150 cpm خواهد بود.

ارتعاش میله روتور در این مورد 150 x 2 = 300 cpm خواهد بود و به عنوان یک اوج قابل توجه در طیف ارتعاش ظاهر می شود. یک "ضربه" قابل شنیدن نیز ممکن است تشخیص داده شود زیرا بزرگی ارتعاش در این فرکانس نسبتا پایین متفاوت است.

علت ارتعاش این است که جریان در میله آسیب دیده کمتر از میله های مجاور خواهد بود، بنابراین هنگام عبور از قطب های سیم پیچ استاتور، گشتاور کمتری ایجاد می کند.

خطاهای قفس روتور معمولاً ارتعاش با سرعت بالای یک برابریهمراه با باندهای جانبی در فرکانس عبور قطب ایجاد می کنند. ترک در میله‌های روتور می‌تواند باندهای جانبی عبور قطب را در فرکانس‌هایی که چند برابر سرعت عملیاتی هستند ایجاد کند.

میله‌های باز یا شل روتور باعث ایجاد سطوح ارتعاش بالا در فرکانس عبور میله روتور، باندهای فرکانس دو برابر خط در اطراف فرکانس عبور میله روتور و چندین فرکانس عبور میله روتور می‌شوند.

فرکانس عبور میله روتور برابر است با تعداد میله های روتور ضربدر سرعت کار. به عنوان مثال، یک روتور 56 باری که در 1750 دور در دقیقه کار می کند دارای فرکانس عبور میله روتور (56x1750) 98000 cpm است. فرکانس دو خط در 60 هرتز ((3600 cpm7200 cpm خواهد بود. باندهای فرکانس دو خطی90800 cpm (98000-7200) و 105200 (98000+7200) خواهد بود.

تجزیه و تحلیل اثرجریان موتور (MCSA)

تجزیه و تحلیل اثر جریان موتور، جریان‌های روتور القا شده به سیم‌پیچ‌های استاتور را به همان روشی که روش اندازه‌گیری شار سرگردان عمل می‌کند، تشخیص می‌دهد. یک ترانسفورماتور جریان در خط موتور سیگنال جریانی را ارائه می دهد که توسط یک آنالایزر طیف، معمولاً یک تحلیلگر ارتعاش FFT نمایش داده می شود.

فرکانس های مورد توجه برای خطاهای روتور همان است که قبلا در بخش تحلیل ارتعاش توضیح داده شد. سیگنال‌های جریان موتور با اندازه‌گیری تفاوت بین دامنه فرکانس خط و دامنه اولین باند جانبی عبور قطب زیر فرکانس خط تجزیه و تحلیل می‌شوند. تفاوت دامنه بسیار کم است و برای شناسایی آن در مقیاس دسی بل (dB) اندازه گیری می شود. برخی از تحلیلگران ارتعاش جدول 3 را برای ارزیابی وضعیت روتور پیشنهاد کرده اند.

شار سرگردان در روتور

موتورهای الکتریکی پرانرژی میدان های مغناطیسی ایجاد می کنند که هدف اصلی آنها تولید گشتاور و چرخش است. برخی از شارهای مغناطیسی که میدان ها را تولید می کنند به قسمت بیرونی موتور نشت می کنند. شارهای غیرعمدی را شارهای سرگردان می نامند. یک سیم پیچ دایره ای مخصوص برای اندازه گیری شار سرگردان را می توان به قسمت بیرونی موتور متصل کرد که معمولاً با شفت متحدالمرکز است و روی براکت انتهایی بیرونی نصب می شود. سیم پیچ به شرایطی که ویژگی های الکتریکی موتور را تغییر می دهد حساس است. ولتاژ یا جریان حس شده توسط سیم پیچ معمولاً از طریق یک تحلیلگر طیف نمایش داده می شود و آنالیز می شود. آنالایزرهای تبدیل فوریه سریع (FFT) مورد استفاده برای تحلیل ارتعاش معمولاً برای تشخیص و تجزیه و تحلیل خروجی سیم پیچ شار سرگردان مناسب هستند.

خروجی سیم پیچ از فرکانس های متعددی تشکیل شده است که فرکانس های مورد علاقه مربوط به فرکانس خط موتور و سرعت چرخش است. فرکانس‌های طیف شار مرتبط با وضعیت میله روتور در تعداد قطب‌های باند فرکانس لغزش فرکانس خط رخ می‌دهد. تجزیه و تحلیل و تفسیر نتایج آزمایش سیم پیچ شار مانند تجزیه و تحلیل سیگنال های جریان موتور است. اجزای فرکانس خطا به عنوان باندهای جانبی بالا و پایین هارمونیک های خاص سرعت روتور رخ می دهند. تشخیص میله های شکسته شامل اندازه گیری تغییرات در دامنه یک یا چند باند جانبی و مقایسه آنها با جزء فرکانس خط است.

اختلاف نسبی (بر حسب دسی بل) بین فرکانس خط و باندهای جانبی با کاهش روتور کاهش می یابد. معیار خاصی برای مقادیر قابل قبول و غیرقابل قبول شار سرگردان وجود ندارد. کلید این تکنیک انجام تست ها در یک دوره زمانی مشخص و مقایسه نتایج است. تکرارپذیری نصب سیم پیچ بسیار مهم است. سیم پیچ باید دقیقاً در همان مکان برای هر آزمایش قرار گیرد.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

پیشنهاد موتور درایو برای کسب اطلاعات مناسب درباره تست و تعمیر الکتروموتور الکتروموتور مطالعه مقالات زیر می باشد:

1- سیزده دلیل اصلی خرابی موتورها

2- چگونه مقاومت عایقی موتور را اندازه گیری کنیم

3- نحوه تست کردن خازنهای الکتروموتور تکفاز

4- تعویض خازن راه انداز و دائمی الکتروموتور القایی تکفاز

5- دلایل افزایش تلفات در موتورهای بازپیچی

6- تست سیم پیچ موتور سه فاز با اهم متر

7- قواعد تعمیر و نگهداری الکتروموتورها

8- روغن یا گریس در روانکاری الکتروموتورها - قسمت اول

9- روغن یا گریس در روانکاری الکتروموتورها - قسمت دوم

10- نحوه تست موتور تک فاز

11- تعمیر موتور تکفاز - قسمت اول