Vyvažovanie kotvy elektromotora: prečo je nevyhnutné po previnutí a oprave

Prečo sa pri oprave motora stráca vyváženie

Foto. Rotor elektromotora upnutý na vyvažovacom stroji: podporné ložiská, snímače merania vibrácií a systém analýzy nevyváženosti

Počas previnutia:

Previnutie je najčastejšou príčinou straty vyváženia:

• Nerovnomerné uloženie vodičov: vinutie je navinuté s miernou asymetriou
• Rozdielna hustota vinutia: v niektorých drážkach je vodič uložený hustejšie, v iných voľnejšie
• Rozdielny počet závitov: chyba pri navíjaní
• Kliny a izolácia: nerovnomerné rozloženie izolačných materiálov a klinov v drážkach

Aj malý rozdiel hmotnosti vinutia na protiľahlých stranách rotora (5 – 10 gramov) pri polomere 100 – 150 mm vytvára badateľnú nevyváženosť.

Počas demontáže a opätovnej montáže:

• Tolerancie pri nasadzovaní rotora na hriadeľ
• Mierne nepresné ustavenie pri montáži
• Zmeny vyvažovacích závaží (ak boli osadené vo výrobe)

Počas opravy chladiaceho ventilátora:

Mnohé elektromotory majú na hriadeli chladiaci ventilátor. Výmena alebo oprava jeho lopatiek naruší celkové vyváženie sústavy.

Následky nevyváženosti elektromotora

• Zrýchlené opotrebovanie ložísk: to je prvý a najčastejší dôsledok. Ložiská motorov sú drahý diel a ich častá výmena je neekonomická
• Prenos vibrácií na poháňaný stroj: ak je motor spojený s čerpadlom alebo ventilátorom, vibrácie sa šíria celou sústavou
• Prehrievanie vinutia: vibrácie môžu vyvolať mikropohyby vinutia v drážkach, čo vedie k odieraniu izolácie
• Hluk: nevyvážený motor je hlučnejší
• Znížená účinnosť: časť energie sa premení na vibrácie namiesto užitočnej práce

Špecifiká vyvažovania kotiev elektromotorov

Mechanická a magnetická nevyváženosť

Elektromotory môže postihnúť dvojaká nevyváženosť:

Mechanická nevyváženosť:

• nerovnomerné rozloženie hmoty rotora
• odstraňuje sa bežným vyvažovaním (pridaním/odobraním závaží)

Magnetická nevyváženosť:

• asymetria magnetického poľa pre nerovnomerné vinutie
• vyvoláva vibrácie, ktoré mechanické vyvažovanie neodstráni
• vyžaduje opätovné previnutie

Vyvažovanie ako zostavy

Kotva sa často vyvažuje ako zostava:

• kotva + komutátor (pri jednosmerných motoroch)
• rotor + chladiaci ventilátor + remenica
• celá rotujúca sústava

Požadovaná trieda kvality vyváženia

Podľa použitia:

• G6,3 — elektromotory do 950 ot./min (a výška osi hriadeľa pod 80 mm)
• G2,5 — elektromotory nad 950 ot./min, pohony obrábacích strojov
• G1,0 — vysokootáčkové motory a presné pohony. Norma ISO 1940-1 uvádza pre elektromotory iba G6,3 a G2,5; G1,0 je prísnejšia trieda používaná v praxi

Metódy vyvažovania elektromotorov

Foto 2. Vyvažovanie rotora veľkého elektromotora na špecializovanom vyvažovacom stroji v dielni

Vyvažovanie kotvy na stroji

Najrozšírenejšia metóda v opravovniach:

1. kotva sa vyberie z motora
2. upne sa na vyvažovací stroj
3. vyvažuje sa v 2 rovinách (dynamicky)
4. korekčné závažia sa zvyčajne osadzujú na čelá alebo do osobitných drážok

Výhody:

• vysoká presnosť
• pohodlie (kotva je už na opravu demontovaná)
• možnosť dosiahnuť triedu G2,5 a lepšiu

Vyvažovanie motora v zmontovanom stave

Pri veľkých motoroch inštalovaných na mieste:

• vyvažuje sa bez demontáže
• používa sa prenosné zariadenie
• zohľadňuje vplyv spojky a vyrovnania s poháňaným strojom

Háčik: pri vyvažovaní motora v zmontovanom stave ho treba odpojiť od poháňaného stroja (čerpadla, ventilátora), aby sa vylúčil ich vplyv.

Praktické odporúčania

Kedy je vyvažovanie povinné:

• Po previnutí: vždy, bez výnimky
• Po výmene ložísk: odporúča sa (tolerancie sa pri montáži môžu sčítať)
• Po oprave chladiaceho ventilátora: ak sa vymenili lopatky
• Pri výskyte vibrácií: ak motor začal vibrovať

Ako odlíšiť mechanickú nevyváženosť od magnetickej:

Mechanická nevyváženosť:

• vibrácie na otáčkovej frekvencii (1× = 50 Hz pri 3 000 ot./min. v sieti 50 Hz)
• odstraňuje sa vyvažovaním

Magnetická nevyváženosť:

• vibrácie na dvojnásobku sieťovej frekvencie (2× = 100 Hz v sieti 50 Hz)
• mechanické vyvažovanie ju neodstráni
• vyžaduje kontrolu vinutia (zlomená tyč rotora, asymetria vinutia)

Osadzovanie vyvažovacích závaží:

Typické miesta osadenia:

• čelá rotora (platničky sa privárajú alebo priskrutkujú)
• vyvažovacie drážky na čelách (ak sú)
• lopatky chladiaceho ventilátora (ak je na hriadeli)

Kontrola kvality:

Po vyvažovaní overte, či:

• vibrácie klesli do zóny A alebo B (zvyčajne pod 2,8 mm/s pri motoroch stredného výkonu)
• zvyšková nevyváženosť spadá do triedy G6,3 alebo G2,5
• ložiská sa počas prevádzky neprehrievajú
• nevyskytujú sa nezvyčajné zvuky