EXCENTRICITATI IN MASINI ELECTRICE. Mentenanta sistemelor industriale - Curs 7

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "EXCENTRICITATI IN MASINI ELECTRICE. Mentenanta sistemelor industriale - Curs 7"

Παρθενορή Κορνάρος
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 EXCENTRICITATI IN MASINI ELECTRICE 1

2 TIPURI DE EXCENTRICITATI Masina sanatoasa Excentricitate statica Rotorul se deplaseaza din pozitia normala, dar continua sa se roteasca in jurul propriului centru. Excentricitate dinamica Excentricitate mixta Rotorul se deplaseaza din pozitia normala, dar continua sa se roteasca in jurul centrului statorului. 2

3 SURSE ALE EXCENTRICITATILOR Probleme legate de asamblare si producere a masinilor Probleme mecanice: Dezechilibre Alinieri defectuoase Montare defectuoasa EFECTE ALE EXCENTRICITATILOR Ripluri de cuplu Pulsatii ale vitezei Vibratii Zgomote Distrugerea miezurilor statoric/rotoric 3

4 Inductivitatea mutuala intre o faza statorica si un ochi rotoric Masina fara probleme Masina cu excentricitate 50% la amble capete 4

5 METODE DE DETECTIE ALE EXCENTRICITATILOR Monitorizarea zgomotului Monitorizarea cuplului [Nm] [Nm] [s] [s] Monitorizarea fluxului in intrefier f statica / dinamica ( kz ± n )( 1 s) R d = f s ± ns p f mixta = f s ± f m = f s 1 ± ( 1 s) p 5

6 Monitorizarea vibratiilor Masina sanatoasa [db] Masina cu 50% excetricitate [db] [Hz] 6

7 Sanatoasa Nivelul vibratiilor in pozitia 13 Sanatoasa Nivelul vibratiilor in pozitia 83 Sanatoasa Nivelul vibratiilor in pozitia 11 Nivelul vibratiilor in pozitia 81 Sanatoasa 7

8 Monitorizarea componentelor pe d si pe q ale curentilor, respectiv tensiunilor statorice Spectrul curentilor, i d si i q (normalizat) Spectrul tensiunilor, u d si u q (normalizat) [Hz] Mers in gol, 300rpm [Hz] Mers in sarcina, 300rpm [Hz] [Hz] Mers in gol, 1200rpm Mers in sarcina, 1200rpm 8

9 Monitorizarea curentilor statorici f statica / dinamica ( kz ± n )( 1 s) R d = f s ± ns p Masina de inductie trifazata, cu patru poli 28 bare rotorice 43 bare rotorice Masina fara probleme Masina cu o excentricitate de 50% [Hz] [ 3( m ± q) ± r] k Z R = 2 p ± [Hz] m ± q = 0,1,2,3,... r = 0 sau 1 k = 1 sau 2 9

10 Masina fara probleme Masina cu 50% excentricitate [Hz] Masina cu excentricitate neuniforma 45.78% intr-un capat, respectiv 65.06% la celalalt capat [Hz] Masina cu excentricitate neuniforma - 50% intr-un capat, respectiv 50% la celalalt capat [db] [db] [db] [db] [Hz] [db] Dezechilibru al sursei de alimentare Excentricitate statica de 50% [Hz] [Hz] 10

11 PROBLEME IN LAGARELE MASINILOR ELECTRICE Defectele din lagăre reprezintă aproximativ 40 50% din totalul defectelor care apar în maşinile electrice. Cauze ale aparitiei defectelor la nivelul lagarelor: lubrifierea neadecvată sau insuficientă suprasolicitare axială şi radială datorită deformării arborelui montare, centrare sau fundamentare necorespunzătoare acțiunea corosivă a apei, acizilor, etc. contaminarea datorată particulelor minuscule abrazive Probleme legate de circuitul electric al masinii electrice 11

12 ANALIZA VIBRATIILOR IN DETECTAREA DEFECTELOR IN LAGARE Armonica data de tipul de defect(zgarietura pe calea interioara) Lagar cu o zgarietura pe calea interioara Lagar cu mai multe zgarieturi pe calea interioara 12

13 INFLUENTA LUBRIFICARII ASUPRA SPECTRULUI DE VIBRATII Armonica data de zgarieturi pe calea exterioara Armonica data de zgarieturi pe calea interioara Inainte de ungere Dupa ungere 13

14 POTENTIALUL DE ARBORE SI CURENTII DE LAGAR La frecvente de pana la 50Hz, sursele care genereaza potential de arbore sunt reprezentate de: Disimetrii magnetice Excentricitati ale rotorului Flux axial diferit de zero Aparitia unei diferente de potential intre cele doua capete ale arborelui In masinile electrice alimentate prin convertoare de putere, sursele potentialului de arbore si ale curentilor de lagar sunt: Disimetrii magnetice Excentricitati ale rotorului Flux axial diferit de zero Aparitia unei diferente de potential intre cele doua capete ale arborelui Tensiuni de mod comun Curenti de lagar 14

15 PERTURBATII DE MOD COMUN IN SISTEME DE ACTIONARE ELECTRICA SURSE DE DEFECTE IN LAGARELE MASINILOR ELECTRICE PERTURBATIILE DE MOD COMUN : Conductor activ 1 isi au originea in sursele de perturbatii care apar pe fiecare din conductoarele de semnal fata de masa de referinta I 1 I MN U sursă Z S Z R U 1masă I MC2 Conductor activ 2 I 2 U 2masă Z 1masă Z 2masă I MC Masă de referință 15

16 PERTURBATIILE DE MOD NORMAL : apar intre conductoarele de ducere si de intoarcere ale circuitelor, respectiv intre bornele de intrare ale sistemelor perturbate Conductor activ 1 I 1 I MN U sursă Z S Z R I MN Conductor activ 2 I 2 16

17 Structura unui sistem de acționare electrică cu principalele căi de închidere ale curenților perturbatori. Transformator Convertor de rețea Convertor de maşină Cabluri de alimentare Maşina electrică Potențialul pământului Curent de mod normal Curent de mod comun 17

18 MODEL DE ÎNALTĂ FRECVENȚĂ AL UNEI MA INI ELECTRICE Capacități parazite în masini electrice Carcasa masinii Capacitati parazite intre spirele infasurarii Arborele masinii Miezul statoric Bilele lagarului Inel exterior Inel interior Capacitati parazite datorate lagarelor Conductorul bobinei (N spire) Aer Miez magnetic din tole Aer D h d w D c h d g +2d a h D s (a) (b) Topologia unei bobine (a) şi secțiunea transversală a crestăturii în care este plasată aceasta (b). 18

19 R P1 R P2 L i aer fier = L + L, i =1,2. i i L 1 C 1 R L1 R C1 R L2 R C2 L 2 C 2 R L1, respectiv R L2 - rezistențele de curent alternativ ale porțiunilor de bobină considerate C g R g C g R g R p1, respectiv R p2 - rezistențele ce echivaleaza pierderile în fier Circuit electric de înaltă frecvență al unei bobine. C 1, respectiv C 2 capacitatile parazite ale spirei C g capacitate parazita intre infasurare si masa R c1, respectiv R c2 si R g - modelează fenomenele disipative datorate curentilor de înaltă frecvență şi pierderile în dielectricul condensatorului 19

20 R P A L C R L R C C g M M R P B C C g C g L C L C R P R L R C R L R C M 3C g Puterea maşinii [kw] Modelul de înaltă frecvență al unei maşini de inducție C P [nf] L [mh] R P [kω]

21 Model de înaltă frecvență al unei celule de comutație a unui invertor R G1 Radiator R W1 L W1 L D1 C g1 Radiator L WC R G1 Sursa de tensiune R C EL C CE V G1 R G2 L C Sursa de tensiune R C EL L EL R EL C CE V L G1 CE R CE L S1 L SD L D2 C g2 R G2 L C V G2 R C V G2 L S2 R C R W2 L W2 Sarcina Sarcina 21

22 Curentul de mod normal într-o celulă de comutație a unui convertor de putere (pentru radiator nelegat la masa) R W1 L W1 Radiator I MN L D1 C g1 L WC C CE C EL L S1 R L EL R EL L CE R CE L SD Sarcina L D2 C g2 L C I MN L S2 R C R W2 L W2 22

23 Curentul de mod comun într-o celulă de comutație a unui convertor de putere (cu radiatorul legat la masa) I MC1 R W1 L W1 Radiator L D1 C g1 L WC C EL C CE L Wp R L EL R EL L CE R CE L S1 L SD L D2 C g2 R Wp L C L S2 R C R W2 L W2 I MC2 Sarcina 23

24 Determinarea experimentală a curenților de mod normal şi de mod comun în sisteme de acționare cu maşini de inducție Probe de curent de înaltă frecvență Rețea LISN LISN(a) Invertor de tensiune Maşina de inducție Sursa de c.c. LISN(b) i a, i b i A, i B, i C 24

25 i a i b i a i b (a) I I MC MN = = ( i ) a + ib ( i i ) a b i A i B i C i A i B i C (b) MC ( i + i i ) 1 I = + 3 A B C Mod comun Mod normal I MNk = ik imc, k = A, B, C 25

26 Curenti de lagar Modificari chimice ale lubrifiantului Descarcari electrostatice (rulmentul se comporta ca un condensator cilindric) Temperaturi locale ridicate Deteriorarea in timp a caii de rostogolire prin coroziune Reducerea vietii rulmentului 26

27 Cai ale curentilor de mod comun Modul in care caile de rulare ale bilelor sunt afectate 27

Σχετικά έγγραφα

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent Laborator 3 Divizorul de tensiune. Divizorul de curent Obiective: o Conexiuni serie şi paralel, o Legea lui Ohm, o Divizorul de tensiune, o Divizorul de curent, o Implementarea experimentală a divizorului