مقالات الکتروموتور

  • 15
  • 1246 مرتبه
کاربرد آنالیز اثر جریان در تشخیص عیوب الکتروموتورها

کاربرد آنالیز اثر جریان در تشخیص عیوب الکتروموتورها

31 شهریور 1399

با توجه به نقش حیاتی موتورهای القائی در صنعت، پایش هرچه بهتر این تجهیزات در پیشگیری از توقف‌های ناگهانی آن‌ها و متعاقباً پیشگیری از افت راندمان سیستم، کاهش تولید و افزایش هزینه‌ها بسیار مؤثر است. از طرفی آنالیز اثر جریان موتور یکی از روش‌های بااهمیت پایش وضعیت موتورها است، لذا در مقاله حاضر مطالعه موردی از نتایج ارزنده به‌کارگیری این روش در الکتروپمپ عمودی با توان نامی 1625 kw بررسی‌شده است.

در چند دهه گذشته آنالیز اثر جریان موتور به‌عنوان روشی نا مداخله‌گر درروند کاری موتورها (روشی که در کارکرد موتور هیچ‌گونه تأثیری ندارد) به‌منظور پایش وضعیت آن‌ها شناخته‌شده است. در این روش با نمونه‌برداری جریان از یک‌فاز موتور و آنالیز فرکانس‌های به‌دست‌آمده از تبدیل فوریه سریع این سیگنال می‌توان به وجود، اندازه و نوع برخی از عیوب متداول در موتورها پی برد. در این مقاله ضمن تشریح برخی از مطالب تئوری تلاش شده است با استفاده از فن MCSA به بررسی و نحوه تشخیص عیب یک الکتروپمپ عمودی با توان 1625 kw  پرداخته شود.

تشریح تئوریک خارج از مرکزیت

خارج از مرکز وضعیتی است که در آن فاصله هوایی بین روتور و استاتور متقارن نیست. به‌عبارت‌دیگر عدم تقارن در فاصله هوایی وجود دارد. این پدیده موجب ایجاد نیروی کشش الکترومغناطیسی نامتعادل یا عدم تعادل نیروی شعاعی می‌شود که درنهایت در صورت افزایش بیش‌ازحد، موجب برخورد روتور با استاتور و متعاقب آن توقف آنی است و سبب اثر ارتعاشات بر هسته استاتور و متناسب با آن بر سیم‌پیچ‌های استاتور و روتور  می‌شود. بنابراین چنانچه عیب خارج از مرکزیت در مراحل اولیه شناسایی می‌شود، می‌توان با پایش روند افزایشی آن از توقف آنی موتور جلوگیری کرد.

خارج از مرکزیت در موتورها به سه صورت نمایان می‌شوند که عبارت‌اند از:

Static Eccentricty

 در این حالت فاصله هوایی بین روتور و استاتور در موقعیت کمتر از حد متعارف و در یک موقعیت بیشتر از حد متعارف است این کاهش فاصله هوایی با چرخش روتور تغییر نمی‌کند و هنگامی‌که به وجود می‌آید که مرکز روتور و استاتور یکی نیستند. پدیدار شدن این نوع خارج از مرکزیت می‌تواند ناشی از بیضوی بودن هسته استاتور، نامیزان بودن (Misalignment) یاتاقان‌ها به علت مشکلات نسبی ساییده شدن یاتاقان‌ها، نامیزان بودن کوپلینگ مکانیکی و به وجود آمدن پدیده soft foot  باشد.

Dynamic Eccentricty

این پدیده هنگامی اتفاق می‌افتد که روتور حول مرکز استاتور می‌چرخد اما هم‌محور نیستند. خارج از مرکزیت دینامیک سبب کاهش فاصله هوایی در طول محیط چرخش روتور می‌شود و برخلاف خارج از مرکزیت استاتیکی که فقط در یک نقطه کاهش  فاصله هوایی داشتیم، این تغییرات در فاصله هوایی همراه با چرخش روتور مدام تغییر می‌کند و تمامی محیط استاتور را شامل می‌شود، دلایل به وجود آمدن این پدیده عبارت‌اند از: تشدید مکانیکی اجزاء موتور در سرعت بحرانی، گشادشدن محوطه یاتاقان و ... . افزایش این مؤلفه فرکانسی بسیار بااهمیت‌تر از Static Eccentricty است و افزایش مقدار آن در مقیاس لگاریتمی نسبت به مؤلفه اصلی Eccentricty Static دارای محدوده مجاز 17 dB است.

Mix Eccentricty

در این وضعیت Static Eccentricty و Dynamic Eccentricty تمایل به هم‌زیستی باهم دارند در این شرایط روتور نه حول محور استاتور و ننه حول مرکز خود می‌چرخد، بلکه حول نقطه‌ای بین مرکز استاتور و روتور می‌چرخد.

مطالعات موردی

تشخیص عیب در الکتروپمپ خنک کاری اصلی:

پس از راه‌اندازی در مهرماه 1389 و در تحلیل عوامل فرایندی cwp  که یک الکتروپمپ عمودی و دارای توان نامی 1625kw  است، کاهش نرخ جریان خروجی پمپ تشخیص داده شد. با توجه به وجود سروصدای غیرعادی از پمپ، نمونه‌گیری از جریان یکی از فازهای این موتور انجام شد و پس از آنالیز اثر جریان تغییراتی به شرح زیر در عملکرد پمپ مشاهده گردید:

-ظاهر شدن ساید باندهای Dynamic Eccentricty در اطراف فرکانس Static Eccentricty بدون اینکه مقدار دامنه در فرکانس Static Eccentricty افزایش داده باشد.

-افزایش فراوان مقدار دامنه در فرکانس حوالی Mix Eccentricty درحالی‌که بقیه‌ی ساید باندهای این فرکانس افزایش نداشته‌اند به‌عبارتی‌دیگر مسئله Mix Eccentricty تا حدود زیادی رد می‌شود بنابراین می‌بایستی به دنبال نشانه‌های مشکل اساسی دیگر در این الکتروپمپ بود.

با توجه به‌سرعت دورانی خاص این الکتروپمپ (372 rpm)؛ فرکانس دو پدیده Mix Eccentricty و فرکانس گذر (BPF or VPF) بسیار نزدیک به هم می‌باشند. علاوه بر این اگر وقوع پدیده Mix Eccentricty پذیرفته شود، باید مقدار دامنه در فرکانس‌های Static Eccentricty و Dynamic Eccentricty (به‌ویژه static) نیز افزایش می‌داشت که این‌چنین نبوده است. لذا احتمال وقوع پدیده‌ای که فرکانس VPF را ایجاد کند، بسیار بیشتر است.

همچنین افزایش مؤلفه‌های فرکانسی Dynamic Eccentricty نشان از تغییر در فاصله هوایی به‌صورت یکسان در کل محیط 360 درجه چرخشش روتور در فضای بین روتور و استاتور را دارد، نیز این احتمال را بیشتر تقویت می‌کند.

-روند افزایش در طی چهار روز نشان از بروز مشکلی آنی و نه تدریجی در این تجهیز دارد.

در ادامه بررسی‌ها تصمیم به‌اندازه گیری و آنالیز ارتعاشات این پمپ در کنار آنالیز اثر جریان موتور (MCSA) گرفته شد. پس از داده‌برداری؛ ضمن اینکه افزایش مقدار ارتعاشات در این تجهیز مشاهده شد، آنالیز طیف فرکانسی ارتعاشات نیز نشان‌دهنده این بود که این افزایش در فرکانس گذر پره‌ها (7f) اتفاق افتاده است.

با توجه به جمیع بررسی‌ها و در نظر گرفتن نتایج حاصل از سه روش  پارامترهای فرآیندی»، ارتعاشات و "MCSA" به‌ویژه روش سوم تصمیم بر آن شد که این الکتروموتور متوقف و بازدید از داخل آن انجام شود نحوه بازدید به این صورت بود که با باز کردن پیچ دریچه بازدید مکش (suction) و دریچه بازدید خروجی (Discharge) پمپ روی بدنه و استفاده از درجه روشنایی، پمپ به‌صورت دستی چرخانده شد. دریکی از پره (چشمی) های مکش پمپ یک ورق فلزی به ابعاد 2×25×120 در مقیاس cm گیرکرده بود و قسمت اعظم فضای این پره را مسدود کرده بود. همان‌گونه که ملاحظه می‌شود، پس از برداشتن ورق فلزی هم ساید باندهای Dynamic Eccentricty و هم ساید باندهای مؤلفه VPF (به‌ویژه) کاهش پیداکرده است که نشان‌دهنده‌ی تشخیص صحیح در فن MCSA و کمک به عیب‌یابی و رفع به‌موقع عیب توسط این تکنیک بوده است.

مقاله: برگرفته از نشریه صنعت پمپ - نوشته عابث صفری

برای دریافت مقالات بیشتر همراه ما باشید.

 

اخبار مرتبط
نظرات
 
   
 

قوانین ارسال نظر

  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.
  • با توجه به آن که امکان موافقت یا مخالفت با محتوای نظرات وجود دارد، معمولا نظراتی که محتوای مشابه دارند، انتشار نمی‌یابند بنابراین توصيه مي‌شود از مثبت و منفی استفاده کنید.
  • سمائی

    1396/07/10 18:18:43
    • 0
    • 0
    با سلام از مطالب ارزنده شما بسیار ممنونم. خیلی عالی بود. امیدوارم موفق باشید
ثبت سفارش
تعداد
عنوان