Uravnoteženje armature elektromotorja: zakaj je nujno po prenavitvi in popravilu

Zakaj se med popravilom motorja izgubi uravnoteženost

Fotografija. Rotor elektromotorja, nameščen na uravnotežilni stroj: oporni ležaji, senzorji za merjenje vibracij in sistem za analizo neuravnoteženosti

Med prenavitjo:

Prenavitev je najpogostejši vzrok za izgubo uravnoteženosti:

• Neenakomerna namestitev vodnikov: navitje je navito z rahlo asimetrijo
• Spremenljiva gostota navitja: v nekaterih utorih je vodnik tesneje zložen, v drugih bolj ohlapno
• Spremenljivo število ovojev: napaka med navijanjem
• Zagozde in izolacija: neenakomerna porazdelitev izolacijskih materialov in zagozd v utorih

Že majhna razlika v masi navitja na nasprotnih straneh rotorja (5–10 gramov) pri polmeru 100–150 mm ustvari opazno neuravnoteženost.

Med razstavljanjem in ponovnim sestavljanjem:

• Tolerance pri namestitvi rotorja na gred
• Rahla neporavnanost med namestitvijo
• Spremembe uravnotežilnih uteži (kjer so bile nameščene v tovarni)

Med popravilom hladilnega ventilatorja:

Mnogi elektromotorji imajo na gredi hladilni ventilator. Zamenjava ali popravilo lopatic ventilatorja poruši splošno uravnoteženost sistema.

Posledice neuravnoteženosti za elektromotorje

• Pospešena obraba ležajev: to je prva in najpogostejša posledica. Motorni ležaji so draga komponenta in njihova pogosta zamenjava je negospodarna
• Vibracije, ki se prenašajo na pogonski stroj: če je motor sklopljen s črpalko ali ventilatorjem, se vibracije širijo po celotni enoti
• Pregrevanje navitja: vibracije lahko povzročijo mikrogibanja navitja v utorih, kar vodi do drgnjenja izolacije
• Hrup: neuravnotežen motor deluje glasneje
• Zmanjšana učinkovitost: del energije gre v vibracije namesto v koristno delo

Posebnosti uravnoteženja armatur elektromotorjev

Mehanska in magnetna neuravnoteženost

Elektromotorji so lahko izpostavljeni dvema vrstama neuravnoteženosti:

Mehanska neuravnoteženost:

• Neenakomerna porazdelitev mase rotorja
• Odpravlja se z običajnim uravnoteženjem (dodajanje/odstranjevanje uteži)

Magnetna neuravnoteženost:

• Asimetrija magnetnega polja zaradi neenakomernih navitij
• Povzroča vibracije, ki jih z mehanskim uravnoteženjem ni mogoče odpraviti
• Zahteva ponovno izvedbo navitja

Uravnoteženje kot sklop

Armatura se pogosto uravnoteži kot sklop:

• Armatura + kolektor (za motorje na enosmerni tok)
• Rotor + hladilni ventilator + jermenica
• Celoten vrtljivi sistem

Zahtevani razred kakovosti uravnoteženja

Glede na področje uporabe:

• G6.3 — splošnonamenski elektromotorji (standard)
• G2.5 — elektromotorji za posebne namene, pogoni obdelovalnih strojev
• G1.0 — visokohitrostni motorji, precizni pogoni

Metode uravnoteženja elektromotorjev

Fotografija 2. Uravnoteženje rotorja velikega elektromotorja na specializiranem uravnotežilnem stroju v delavnici

Uravnoteženje armature na stroju

Najpogostejša metoda za servisne delavnice:

1. Armatura se odstrani iz motorja
2. Namesti se na uravnotežilni stroj
3. Uravnoteženje se izvede v 2 ravninah (dinamično)
4. Korekcijske uteži se običajno namestijo na čelne ploskve ali v posebne utore

Prednosti:

• Visoka natančnost
• Priročnost (armatura je za popravilo že odstranjena)
• Možnost doseganja razreda G2.5 in boljšega

Uravnoteženje motorja v sestavljenem stanju

Za velike motorje, nameščene na mestu:

• Uravnoteženje se izvede brez razstavljanja
• Uporablja se prenosna oprema
• Upošteva vpliv sklopke in poravnave s pogonskim strojem

Omejitev: pri uravnoteženju motorja v sestavljenem stanju ga je treba odklopiti od pogonskega stroja (črpalke, ventilatorja), da se izključi njihov vpliv.

Praktična priporočila

Kdaj je uravnoteženje obvezno:

• Po prenavitvi: vedno, brez izjeme
• Po zamenjavi ležajev: priporočljivo (tolerance se med sestavljanjem lahko seštejejo)
• Po popravilu hladilnega ventilatorja: če so bile zamenjane lopatice
• Ko se pojavijo vibracije: če se je motor začel tresti

Kako ločiti mehansko od magnetne neuravnoteženosti:

Mehanska neuravnoteženost:

• Vibracije pri vrtilni frekvenci (1× = 50 Hz pri 3000 vrt/min pri napajanju 50 Hz)
• Odpravi se z uravnoteženjem

Magnetna neuravnoteženost:

• Vibracije pri dvojni frekvenci omrežja (2× = 100 Hz pri napajanju 50 Hz)
• Ne odpravi se z mehanskim uravnoteženjem
• Zahteva pregled navitij (prelomljena rotorska palica, asimetrija navitja)

Nameščanje uravnotežilnih uteži:

Tipična mesta namestitve:

• Čelne ploskve rotorja (plošče so privite ali privarjene)
• Uravnotežilni utori na čelnih ploskvah (kjer so predvideni)
• Lopatice hladilnega ventilatorja (če je nameščen na gredi)

Preverjanje kakovosti:

Po uravnoteženju preverite, da:

• so vibracije padle v cono A ali B (običajno pod 2,8 mm/s za motorje srednje moči)
• je preostala neuravnoteženost v mejah razreda G6.3 ali G2.5
• se ležaji med obratovanjem ne pregrevajo
• ni nenavadnih zvokov