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Prueba de rotor con MCE
Por Noah Bethel
PROBLEMAS DE ROTOR! Cuntas veces has estado en una situacin donde usted tiene que determinar si existe un problema
de rotor y la nica indicacin que tenemos es la frecuencia de paso polos del rotor bar y una primera impresin. Rotores de
induccin de jaula de ardilla pueden ser unos de los cosas ms difciles de analizar. Existen pocos mtodos que infundir la
confianza que necesita para hacer una llamada, y sin datos histricos, se le puede disparar en la oscuridad. Sin embargo, con las
herramientas adecuadas y un poco de conocimiento bsico, se puede proceder con mucha confianza. Este artculo discutir los
defectos del rotor y las herramientas disponibles para diagnosticar.
Defectos del rotor se calcula que es responsable de aproximadamente el 10% de los fallos de motor sobre la base de un esfuerzo de
investigacin de 1980 sobre los motores de induccin de jaula de ardilla patrocinados por EPRI y realizado por General Electric.
Las cosas han cambiado mucho desde la dcada de 1980. No slo en el diseo del rotor, pero que es ms importante, en el equipo
de anlisis disponible para detectar defectos del rotor. Equipos como el MCE ha aumentado la capacidad de los tcnicos para
identificar defectos del rotor, mucho antes de que se vuelvan catastrficos.
Qu es un defecto del rotor catastrfico? Cules son los diferentes tipos de defectos del rotor? La mayora de la gente piensa en
barras rotas del rotor, cuando se habla de los defectos del rotor. Mecnicamente, se podra pensar de desequilibrio o desajuste.
Estas cosas parecen ser defectos muy visibles y evidentes. El problema con los rotores de induccin de jaula de ardilla es que los
defectos que se producen muchas veces son invisibles a simple vista, sin embargo, todava puede ser catastrfico para el motor. Y
an ms interesante es cmo el mismo defecto en dos motores idnticos puede actuar completamente diferente cuando se coloca
en aplicaciones separadas.
La induccin de jaula de ardilla del rotor viene en muchas variedades diferentes. Estos diversos tipos de diseos de rotor pueden
afectar a la gravedad de un defecto del rotor. La primera cosa que viene a la mente cuando se habla de una induccin de jaula de
ardilla diseo del rotor es si las barras del rotor se componen de cobre o de aluminio. Estas barras se puede moldear o prensado en
las ranuras del rotor en cortocircuito a continuacin, junto a cada extremo del rotor utilizando cobre o aluminio "cortocircuitar"
anillos. Anillos de cortocircuito se refieren comnmente como anillos de los extremos. Las barras del rotor son soldadas o
atornilladas a los anillos de los extremos. Si se trata de un rotor de aluminio fundido del anillo de cortocircuito y las barras del
rotor son emitidos al mismo tiempo y no existen uniones de conexin. Tanto el aluminio y el cobre tienen ventajas y desventajas.
El aluminio es ms probable que tenga porosidad, mientras que el cobre es ms propenso a desarrollar conexiones de alta
resistencia a los anillos de extremo.
La porosidad es ms comn en los rotores del elenco y es uno de los defectos que es invisible a simple vista. Un cierto nivel de
porosidad que se espera en los rotores de fundicin de aluminio, pero si la porosidad se acumula en un solo lugar, entonces
podemos esperar a tener algunos problemas. Si la porosidad tiene una cantidad importante de influencia en la resistencia total del
circuito del rotor, entonces tendr algn nivel de influencia en el funcionamiento del motor. Esto tambin depende de la operacin
y aplicacin del motor. Un motor que tiene numerosos inicios y se detiene o funciona bajo diferentes condiciones de carga se
puede efectuar ms por porosidad a continuacin, un motor que inicia y se ejecuta en el estado estable durante largos perodos de
tiempo. Durante el arranque y la parada o variaciones de carga, el flujo magntico generado por el rotor se desarroll a partir de
diferentes partes de la barra del rotor que la de un motor en funcionamiento en estado estacionario. La corriente que fluye a travs
de las barras puede ser empujada hasta el borde exterior de la barra, o ms profundamente en la barra hacia el eje en funcin de la
aplicacin. Este cambio en las caractersticas del campo magntico del rotor fue testigo durante un esfuerzo de localizacin de
averas en un motor de 300hp 2300V. Cuando se ensay en el campo, distorsiones evidentes estaban presentes en el campo
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magntico del rotor. Despus de que el motor se ha ejecutado en un banco a plena carga, pruebas de seguimiento se realiz y no se
produzcan distorsiones del campo magntico estaban presentes. Investigaciones posteriores mostraron severos porosidad en
numerosos bares.
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Rotor porosidad, lo que provoca desequilibrios en el campo del rotor, se transforma en vibraciones de alta frecuencia que resulta
en daos en los rodamientos. Con indicaciones comnmente no ms de menor decoloracin, el rotor es alto durante la sustitucin
del cojinete. No identificada y corregida de la ONU, el rotor seguir causando fallas de rodamientos y otra vez.
Rotos o con grietas barras del rotor se desarrollarn conexiones de alta resistencia ms severas luego porosidad. Estas conexiones
de alta resistencia requiere que la corriente aumente en los bares cercanos para suministrar el par de torsin requerido para el
arranque y funcionamiento del motor. Durante el arranque, temperaturas muy altas se desarrollan alrededor de la grieta o barra
libre causando dao potencial para el ncleo del rotor, as como el aislamiento del estator. La expansin trmica del cobre o de
aluminio puede cambiar la gravedad del defecto. El efecto elctrico de la barra roto o agrietado rotor es un aumento en la
impedancia del circuito del rotor y, por lo tanto, la impedancia del estator tambin.
El dao a las laminaciones del rotor es otro defecto que puede ser catastrfico para el motor. Dao de lminas del rotor puede ser
resultado de numerosas causas, tales como dejar caer el rotor durante el envo, rotor / estator frotacin, sobrecalentamiento durante
una condicin de rotor bloqueado, etc. Rotor / estator frotacin es relativamente fcil de identificar si el motor se desmonta A
menos severa rotor / estator frotar lentamente puede empujar hierro de las laminaciones del rotor sobre las ranuras de ventilacin
del rotor. Esto afecta la circulacin normal de aire de refrigeracin y puede causar un sobrecalentamiento grave del aislamiento del
estator. El dao slo puede ser apreciable en un lado del motor debido a que tienen muchos motores de enfriamiento del flujo de
aire dividida. Dao general desde el sobrecalentamiento de una barra rota, la fabricacin o defectos de sobrecarga es menos
evidente. Individuales son laminaciones del rotor
aislados uno de otro y estn diseados para evitar prdidas excesivas inducidas por IR. Cuando este aislamiento ha sido daado,
las altas corrientes pueden fluir a travs de la plancha, sin trabajar real, pero la creacin de un calor excesivo. Estas altas
temperaturas conducir a un crecimiento anormal trmico creando desequilibrios, y en el peor caso, el roce rotor / estator. Tambin
puede dar como resultado temperaturas excesivas aplicadas al aislamiento del devanado del estator eventualmente desarrollar en
un fallo de aislamiento del estator.
Las tcnicas de deteccin aparte de la MCE (pruebas MCE se discutir ms adelante en este artculo), bsicamente, pueden ser
separados en dos categoras. Mtodos de prueba con el motor montado, desmontado y mtodos de prueba con el motor. Mtodos
de prueba con el rotor montado utilizar seales enviadas a travs del estator para analizar la salud rotor. Mtodos de prueba con el
motor desmontado implican contacto fsico directamente en el rotor.
Las pruebas con el motor montado
En el pasado, las pruebas de campo montado motores de induccin AC ha sido algo de una tarea. El anlisis de vibracin ha
estado alrededor por un tiempo y se identifican defectos barra del rotor de alta frecuencia a travs de anlisis FFT de las
vibraciones mecnicas. Modulacin de las corrientes provocadas por el efecto del campo magntico variable en un rotor rota
producir polos de paso de frecuencia (FP) bandas laterales alrededor de la velocidad de carrera y alrededor de la vibracin de alta
frecuencia se conoce como frecuencia del rotor pase bar
(RBPF). El FP y RBPF puede ser matemticamente obtienen a partir de las siguientes ecuaciones:
FP = P * FSlip
RBPF RB = * FShaft
Donde: P = n de polos
FSlip = frecuencia de deslizamiento
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FShaft = eje de frecuencia
RB = n de barras del rotor
Anlisis de la firma actual tambin ha estado alrededor por un tiempo y que comnmente se analizan a travs de una vibracin
data-logger. Sistemas avanzados, como el Emax, proporcionar anlisis simultneo de las tres fases. El anlisis de la corriente
trifsica simultnea frente a un nico actual ofrece algunas ventajas claras. En primer lugar, teniendo las tres fases de corriente es
una prctica recomendada, incluso cuando se utiliza un analizador de fase nica. Tomando las tres fases simultneamente no slo
ahorra tiempo, sino que puede identificar los desequilibrios actuales que pueden indicar otros mecanismos de fallo. Adems,
cuando el equipo de prueba de alta tensin, la seal de corriente es colectada a travs de un CT en el circuito secundario. Si uno de
los TI es defectuoso o no es equivalente a los otros, es ms fcil identificarse con la adquisicin de tres fases simultneas. Firma
actual tambin identifica los defectos del rotor de barras mediante el anlisis FFT. Abrazadera en ampermetros (CTs) capturar la
seal de corriente, lo convierten en una tensin, y visualizar la seal en un grfico de frecuencia vs dB como se ve en la figura 1.
Salud del rotor se determina mediante la comparacin de la amplitud Fp a 56.9hz y la amplitud FL (60 Hz en los EE.UU.). Si el p L
diferencia en estas amplitudes es
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conexin de alta resistencia en el rotor, se producir un aumento en la impedancia del devanado del estator, ya que pasa por
debajo de la fase energizada solo. Esto dar como resultado
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una disminucin de la corriente visto en el ampermetro para cada rotacin. No existe norma absoluta, pero una fluctuacin de%>
5-10 en la corriente general, se considera inaceptable.
Las pruebas con el motor desmontado
Prueba de los rotores de los motores de induccin de CA desmontado tiene ciertas ventajas. Una es la capacidad de ver
fsicamente el rotor. Aunque viendo el rotor puede hacer fcil la identificacin de fallas, en el caso de los rotores de induccin de
jaula de ardilla, viendo no es siempre creer. Como se mencion anteriormente, los defectos tales como grietas y de porosidad no
siempre son visibles. Hay otras pruebas que pueden ser aplicados directamente al rotor, aumentando la confianza de las personas
que realizan la resolucin de problemas.
Growler prueba es uno de los mtodos ms tradicionales que se utilizan para analizar las barras del rotor de un rotor de jaula de
ardilla. Se utiliza una bobina enrollada alrededor de un ncleo de metal con corriente alterna aplicada a la bobina y una pequea
pieza delgada de metal. Mediante la colocacin de la bobina al lado del rotor, el campo magntico generado por las bobinas
induce una corriente en las barras del rotor cercanos. La pieza delgada de metal, comnmente una hoja de sierra, se coloca
entonces en la parte superior de las barras del rotor cercanos. Si una barra de rotor est roto, la tensin alterna en la ubicacin de la
pausa har que la pieza delgada de metal a vibrar. Se sospecha que un mayor nivel de severidad se requiere antes de que este
mtodo es eficaz.
"Prdida en el ncleo \ infrarrojos" Testing utiliza un probador de prdida en el ncleo y una cmara de infrarrojos. Al conectar el
probador de prdida en el ncleo a cada extremo del eje del rotor, la corriente aplicada fluir a travs de las barras del rotor. Rotos
o con grietas barras del rotor, y laminaciones en corto, causar variaciones de calor que son fcilmente identificables con la
cmara infrarroja. En los das ms valientes ante la cmara de infrarrojos, los tcnicos comenzaron a poner las manos en el rotor
para palpar los puntos calientes que se desarrollan con el tiempo. En 1000 amperios o menos, me gusta mucho ms la cmara.
Partculas Magnticas utiliza un grun, y pequeas partculas magnticas flotando libremente entre dos forros de plstico. El
gruidor induce corriente en las barras del rotor como se ha descrito anteriormente. El campo magntico desarrollado a partir de la
corriente inducida en las barras del rotor hace que las partculas magnticas flotantes para alinear entre s a lo largo de la
trayectoria de la barra del rotor. Si una barra de rotor est roto o si el dao laminacin est presente, las partculas magnticas se
mostrar la interferencia magntica.
Prueba de motores con Motor Circuito de Evaluacin
Deteccin de defectos del rotor con tecnologa MCE La prueba es una de las nuevas formas de ensayos rotor en el mercado actual.
Se utiliza una seal de baja tensin, de alta frecuencia para medir la inductancia (L) de lectura para cada uno de los devanados del
estator en un motor de induccin de CA trifsica.
L = (0.4tcN2iiA) x 10-8 l
Donde: L = Inductancia
n = 3,14
N = nmero de vueltas
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H = Permeabilidad del ncleo en unidades
electromagnticas A = seccin transversal del ncleo de
longitud en cm.
l = longitud media del ncleo en cm.
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Fallas del devanado del estator tiene un efecto muy grande sobre la inductancia debido al nmero de turno (N2) es un factor
cuadrado. Los cambios en la salud rotor no cambian el nmero de vueltas o la longitud de la seccin transversal (A) del ncleo.
Lo hace sin embargo, afectar a la permeabilidad (u) del espacio de aire que rodea a los devanados del estator. Como se ve en la
ecuacin Inductancia, cambios en la permeabilidad son directamente proporcionales a los cambios en la inductancia.
U = B / H
Donde: u = Permeabilidad
B = densidad de flujo
H = intensidad del flujo
Intensidad de flujo es proporcional a la fuerza magnetomotriz, que a su vez es directamente proporcional al flujo de corriente en el
devanado. Puesto que el motor no est energizado durante MCE pruebas y el campo residual en el rotor es esttica, intensidad del
flujo no es un factor importante en la permeabilidad cambiando debido a la degradacin del rotor.
Densidad de flujo es igual a la cantidad total de lneas de flujo dividida por el rea del ncleo. La degradacin del rotor no cambia
el rea del ncleo, pero no cambia las lneas totales de su flujo. Como se mencion antes, un bar rotor defectuoso resultar en
corriente aument fluye alrededor de la barra defectuosa. Despus de la parada esto dar como resultado una densidad de flujo
ms alta con
1800 abrupto cambio de fase, a veces referido como un "swirl".
Por lo tanto, en un motor con una barra rota, la densidad de flujo ms alto (B) da como resultado una mayor permeabilidad (u), y
finalmente un aumento de la inductancia promedio como se ve en la Figura 2.
Tendencias de la lectura de inductancia promedio es un indicador de buena advertencia de que el rotor o devanados se pueden
desarrollar defectos. Recuerde que las vueltas perdidas en los devanados del estator se traducir en una reduccin de la
inductancia y barras rotas del rotor se traducir en un aumento de la inductancia.
Figura 2
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El MCE tambin utiliza las mediciones de inductancia de cada una de las fases de los devanados del estator y los compara
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en diferentes posiciones del rotor para definir an ms el estado del rotor. Esta prueba se conoce como la Entrada Influencia del
rotor (RIC). La figura 3 nos muestra los resultados de una prueba RIC realiz en un motor de induccin de CA saludable.
Figura 3
Tenga en cuenta que cada uno de los tres patrones de inductancia son 120o aparte y viajar a travs de dos
ciclos completos ms de 360 . Esto ocurre como resultado de que el motor bajo prueba ser un motor de 4-
polos. Cada polo se compone de 90 .
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Como se mencion anteriormente, una barra de rotor rotas pueden provocar un cambio en la permeabilidad que rodea la barra rota
rotor y los devanados del estator cercanos, haciendo que el patrn RIC ver en la figura 4. Tenga en cuenta que el defecto en el
rotor influye en cada grupo de polos y fase idntica a medida que pasa por debajo. Esto le permite relacionar definitivamente el
Inductancia errtico al rotor y el estator no. Si el fallo ha sido en el estator, el cambio en la inductancia en relacin con el fallo
afectara las fases de forma desigual basado en donde la falta exista como se ve en la Figura 5.
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Usando estas mediciones de inductancia de tipo proporciona la posibilidad de ver cambios muy pequeos en la firma magntica
del rotor. Esto, a su vez, conduce a la deteccin temprana de la degradacin del rotor. La comprobacin de Influencia del rotor,
con su capacidad nica para identificar las fallas del rotor en las primeras etapas y aislar la causa raz del rotor o el estator, se ha
generado una enorme cantidad de atencin. No slo de los que utilizan los motores, sino de aquellos que fabrican y repararlos.
Como los problemas con los motores nuevos o reparados son llevados a su atencin, ellos tambin tienen la oportunidad de
determinar rpidamente si la anomala existente en el motor o se puede aislar a la carga o circuito. Ellos tienen la oportunidad de
comparar las lecturas en el sitio con las tomadas en el momento de la fabricacin o reparacin, ayudando an ms en el esfuerzo
diagnstico. Ellos tienen la oportunidad de tendencia, solucionar problemas y comprobar la calidad de todas las zonas de fallas
principales cinco. Ellos pueden lograr estas cosas mediante el uso de un MCE.
Figura 5
Inductancia (1-2) y la inductancia (1-3) son ambos un valor inferior Inductancia (2-3). Esto se controla desde un turno a turno corto en fase 1 que es comn tanto en el 1-2 y 1-3