ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII ÎN MAȘINI ELECTRICE · 2018-2019 3 Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9 UNDE SONORE Oscilații ale particulelor unui mediu ce se propagăîn mediul

20

18

-20

19

Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9

1

ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII ÎN MAȘINI ELECTRICE

12:36

20

18

-20

19

2


VIBRAȚIE MECANICĂ: mișcări alternative efectuate de sistemulmecanic în raport cu starea de referință, fiind provocate de forțeperturbatoare ale căror mărimi, direcții și puncte de aplicații pot variaîn timp.

SUNET: o vibrație transmisă printr-un mediu (solid, lichid sau gazos)cu o frecvență în domeniul 20…20000Hz.

ZGOMOT: un sunet perceput ca nedorit și dezagreabil.

12:36

20

18

-20

19

3


UNDE SONORE

Oscilații ale particulelor unui mediu ce se propagă în mediul continuude la particulă la particulă sub forma de unde

Unda plană: toate particulele situate într-un plan perpendicular pedirecția de propagare a undei

oscilează identic

Unda plană progresivă: propagarease face de la sursa într-o singură

direcție

Unda longitudinală: elongațiileparticulelor sunt pe direcția de

propagare a undei (se pot propagaatât în medii solide, cât și fluide)

Unda transversală: elongațiileparticulelor sunt pe o direcțieperpendiculară la direcția de

propagare a undei (se pot propaganumai în medii solide)

12:36

https://www.youtube.com/watch?v=px3oVGXr4mo

20

18

-20

19

4


MĂSURAREA SUNETULUI

Presiunea sonoră: valoarea medie efectivă a variației de

presiune

Intensitatea acustică: valoareamedie a densității fluxului de

energie

Puterea acustică: putereaacustică a undei

12:36

Pierderea auzului apare în funcție de durata și intensitatea sunetului

✓ 85 dB – 8 ore

✓ 100 dB – 15 min

✓ 115 dB – 0,44 min

20

18

-20

19

5


MĂSURAREA SUNETULUI

12:36

Măsurarea intensității sunetului în dB

𝐼 𝑑𝐵 = 10 𝑙𝑜𝑔10𝐼

𝐼0𝐼0 - pragul minim al auzului

𝐼 𝑑𝐵 = 10 𝑙𝑜𝑔1010.000∗𝐼0

𝐼0= 10 ∗ 4𝑑𝐵 = 40𝑑𝐵

Pentru I = 10000 * 𝐼0

1 dB – pragul minim de creștere a intensității sunetului detectabil de urechea umană la nivele mici și medii ale zgomotului

1 dB = 1/10 Bel

10 dB – dublare a senzației de zgomot

20

18

-20

19

6


SURSE DE ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII ÎN MAȘINI ELECTRICE

12:36

Sarcina

Cuplaj

Arbore

Stator/rotor

Capace

Ventilator

Surse electromagnetice

Surse mecaniceLagăre

Surseaerodinamice

20

18

-20

19

7


SURSE DE ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII ÎN MAȘINI ELECTRICE

Electromagnetice: datorate forțelor radiale

dezvoltate în mașină

Mecanice: datoratemodului de asamblareși/sau fixare a mașinii,

modului de conectare a sarcinii la arbore,

prezenței unorexcentricități de natură

mecanică

Aerodinamice: generate de fluxul de aer din interiorul mașinii

12:36

20

18

-20

19

8


Surse electromagnetice de zgomote și vibrații

Fortele electromagnetice ce se dezvoltă în mașină

Componente radiale – care se dezvoltă pe direcție

radială și care constituieprincipala sursă de vibrații

în mașini electrice

Componente tangențiale –care pun în mișcare rotorul

12:36

20

18

-20

19

9


Bt este componenta tangențială a inducției magnetice în întrefier

Bn este componenta normală a inducției magnetice în intrefier

Bt<<Bn

12:36

20

18

-20

19

10


Factori care influențează forțele electromagnetice în mașini electrice:

➢ Topologia mașinii (tipul și dimensiunile circuitului magnetic, tipul înfășurărilor,grosimea întrefierului)

➢ Modul de alimentare

➢ Modul de asamblare

➢ Prezența defectelor la nivelul înfășurărilor și/sau miezului magnetic

12:36

20

18

-20

19

11


Deplasare radiala a statorului

Deplasare radiala a statorului

Dep

lasare radiala a stato

rulu

iD

epla

sare

rad

iala

a s

tato

rulu

iForte radiale

Zgomot

Zgomot

Zgom

otZg

om

ot

12:36

20

18

-20

19

12


Forțele radiale Presiune radială

Co

mp

on

enta

no

rmal

ăa

ind

ucț

iei m

agn

etic

e in

in

tref

ier

[T]

Unghiul la centru [rad]Distribuția presiunii radiale în întrefier

12:36

20

18

-20

19

13

Mentenanța sistemelor industriale - Curs 912:361679 Hz 4247 HZ 6251 Hz

20

18

-20

19

14

Mentenanța sistemelor industriale - Curs 912:36

20

18

-20

19

15


TIPURI DE EXCENTRICITĂȚI

Mașina sănătoasă Excentricitate statică

Excentricitate dinamică Excentricitate mixtă

Rotorul se deplasează din poziția normală, dar continuă să se rotească în jurul propriului centru.

Rotorul se deplasează din poziția normală, dar

continuă să se rotească în jurul centrului statorului.

12:36

20

18

-20

19

16


Inductivitatea mutuală între o fază statorică și un ochi rotoric

Mașina fără probleme Mașina cu excentricitate 50% la amble capete

Întrefierul echivalent pentru două tipuri de excentricitate

12:36

20

18

-20

19

17


❑Monitorizarea vibratiilor

[Hz]

[dB

][d

B]

Mașina sănătoasă

Mașina cu 50% excetricitate

12:36

20

18

-20

19

18


Sanatoasa

Nivelul vibrațiilor in pozitia 13

Sanatoasa


Sanatoasa


Sanatoasa


12:36

20

18

-20

19

19


Cauza vibrațiilor Frecvențele ce aparPlanul

vibrațiilor

Arbore rotoric dezechilibrat 1 x RPM Radial

Arbore curbat sau dezaliniere unghiulară 1 x RPM, 2 x RPM Axial

Dezaliniere paralelă 1 x RPM, 2 x RPM Radial

Slăbire a legăturii mecanicen x RPM

(n+1)/1 x RPM, n întregRadial

Probleme ale elementelor de rostogolire ale lagărelor

Rezonanță indusă în carcasă în domeniul 1..20 kHz

-

Excentricitate statică 2 x f, ω x [nZs(1-s)/p ± k1] Radial

Probleme statorice (slăbire a prinderii, dezechilibru la nivelul fazelor, scurtcircuite la nivelul tolelor/spirelor)

2 x f Radial

Slăbire a sistemului de strângere a tolelorstatorice

2 x f si componentele laterale in jurde 1kHz

Radial

Excentricitate dinamică1 x RPM, cu componente laterale la 2 x f și componente la ω x [nZs(1-s)/p

± k1]Radial

Probleme rotorice1 x RPM, cu componente laterale la 2 x f și componente la ω x [nZs(1-s)/p

± k1]Radial

12:36

20

18

-20

19

20


ANALIZA VIBRAȚIILOR ÎN DETECTAREA DEFECTELOR ÎN LAGĂRE

Lagăr cu o zgârietură pe calea interioară Lagăr cu mai multe zgârieturi pe calea interioară

Armonica dată de tipul de defect (zgârietură pe calea interioară)

12:36

20

18

-20

19

21


INFLUENȚA LUBRIFICĂRII ASUPRA SPECTRULUI DE VIBRAȚII

Armonica dată de zgârieturi pe calea interioarăArmonica dată de zgârieturi pe calea exterioară

Înainte de ungere După ungere

12:36

20

18

-20

19

22


Sistem de achizitii date

Senzori vibrații

Senzori curent

Senzori tensiune

Diagrama unui sistem de monitorizare si diagnoză pentru mașini de inducție

Acoperă analiza defectelor:

❑mecanice

❑magnetice

❑electrice

12:36

Documents

ZGOMOTE ȘI VIBRAȚII ÎN MAȘINI ELECTRICE · 2018-2019 3 Mentenanța sistemelor industriale - Curs 9 UNDE SONORE Oscilații ale particulelor unui mediu ce se propagăîn mediul