HochspannungsmotorenHandbuch zur Diagnose häufiger Störungen: Vibrationen, Temperaturanstieg und Isolationsdurchschlag – alles in einem Artikel erklärt

Wenn ein Hochspannungsmotor ausfällt, belaufen sich die Produktionsausfälle in einer Fabrik oft auf Zehntausende Yuan pro Stunde. Durch den frühzeitigen Aufbau von Fähigkeiten zur Fehlerdiagnose lassen sich Probleme bereits bei ersten Anzeichen schnell lokalisieren und die Verluste auf ein Minimum reduzieren. Dieses Handbuch wurde von Xi’anTaifu Simo MotorenDas Team der Wartungsingenieure der Gruppe hat eine Übersicht über die drei häufigsten Fehlerarten – übermäßige Schwingungen, ungewöhnliche Temperaturanstiege und Isolationsfehler – erstellt, einschließlich Methoden zur Beurteilung vor Ort und Empfehlungen zur Behebung.

Weitere Informationen finden Sie unterXima-Produktreihe für Hochspannungsmotorenoder es ist erforderlich, dassProfessioneller Reparaturservice für Elektromotoren, wenden Sie sich bitte an unser Technikteam.

Kategorie 1: Störungen aufgrund überhöhter Schwingungen

Vibrationen sind der anschaulichste Indikator für den Zustand eines Hochspannungsmotors. Gemäß GB/T 10068 darf der Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit eines Hochspannungsmotors im Leerlauf 2,8 mm/s (Klasse A) bzw. 4,5 mm/s (Klasse B) nicht überschreiten. Bei Überschreitung dieser Grenzwerte muss unverzüglich eine Fehlerbehebung erfolgen.

1.1 Unwuchtschwingungen

Fehlermerkmale:Die Schwingungsfrequenz entspricht der Drehzahlfrequenz des Motors (1X), die Schwingungen in horizontaler Richtung sind stärker als in vertikaler Richtung, und die Lagertemperatur ist normal.

Häufige Ursachen:

• Unwucht des Rotors (Fertigungsfehler oder keine Neuauswuchtung nach einer Reparatur)
• Asymmetrische Rotorwicklung (unterbrochene Leiter oder lokaler Kurzschluss)
• Ungleichmäßige Ablagerungen auf den Lüfterflügeln
• Exzentrische Montage der Kupplung

Einschätzung vor Ort:Werden mit einem Schwingungsmessgerät Zeit- und Frequenzbereichsdaten erfasst und dominiert die 1X-Komponente (mehr als 50% der Gesamtschwingung), kann vorläufig von einer Unwucht ausgegangen werden. Nach dem Abschalten der Maschine den Lüfter reinigen und den Rotor auf lose Teile überprüfen; sofern möglich, sollte vor Ort eine Auswuchtkorrektur durchgeführt werden.

1.2 Unwucht

Fehlermerkmale:Die Schwingungsfrequenz liegt hauptsächlich bei 2X (doppelte Drehzahl), wobei deutliche axiale Schwingungen auftreten und die Schwingungsrichtungen an beiden Lagerseiten entgegengesetzt sind.

Häufige Ursachen:

• Ausrichtung von Motor und Lastmaschine ist nicht korrekt (Winkelversatz oder Parallelversatz)
• Durch lockere Befestigungsschrauben am Motorfuß kam es zu einer Verschiebung des Motors
• Ausrichtungsabweichungen aufgrund von Fundamentabsenkungen oder thermischer Verformung

Entsorgungsmethode:Nach dem Abschalten ist die Ausrichtung der Kupplung mit einer Messuhr zu überprüfen. Der zulässige radiale Rundlauf darf ≤ 0,05 mm und die axiale Abweichung ≤ 0,05 mm/100 mm betragen. Nach der Neuausrichtung sind die Befestigungsschrauben der Maschinenfüße festzuziehen; gegebenenfalls ist die Höhe durch Unterlegscheiben anzupassen.

1.3 Schwingungen aufgrund von Lagerausfällen

Fehlermerkmale:Die Schwingungsfrequenz enthält hochfrequente Anteile (die in der Regel ein Vielfaches – von einigen bis zu mehreren Dutzend – der Drehzahlfrequenz betragen), die Lagertemperatur steigt an und es treten ungewöhnliche Betriebsgeräusche auf.

Richtwerte zur Ausfallhäufigkeit von Lagern (4-poliger Motor, Drehzahl 1480 U/min):

• Fehlerfrequenz des Außenrings: ca. 180–250 Hz
• Fehlerfrequenz des Innenkreises: ca. 250–350 Hz
• Fehlerfrequenz der Wälzkörper: ca. 120–180 Hz

Empfehlungen zur Vorgehensweise:Sobald die für einen Lagerausfall charakteristischen Schwingungsfrequenzen auftreten, sollte das Lager bei der nächsten geplanten Stilllegung ausgetauscht werden. Ein Betrieb mit defektem Lager wird nicht empfohlen, da ein Lagerausfall zu einem Rotorausbruch führen und erhebliche Schäden verursachen kann.Simo-MotorenIn den wichtigsten Hochdruck-Produktreihen kommen Standardlager von SKF oder NSK zum Einsatz,Seite zur ZubehörsucheDie entsprechenden Lagertypen können abgerufen werden.

Kategorie 2: Störungen aufgrund ungewöhnlicher Temperaturanstiege

Die Temperatur der Wicklungen von Hochspannungsmotoren ist der wichtigste Indikator für deren Zustand. Bei Motoren mit Isolationsklasse F beträgt der zulässige Temperaturanstieg 105 K (bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C darf die Wicklungstemperatur 145 °C nicht überschreiten). Mit jedem Anstieg der Temperatur um 10 °C verringert sich die Lebensdauer der Isolation um etwa die Hälfte (Arrhenius-Gesetz).

2.1 Temperaturanstieg durch Überlastung

Beurteilungsmethode:Messen Sie den Dreiphasenstrom des Motors und vergleichen Sie ihn mit dem auf dem Typenschild angegebenen Nennstrom. Wenn der Strom den Nennwert um mehr als 10% überschreitet und dieser Zustand über einen längeren Zeitraum anhält, kann dies als Überlastung gewertet werden.

Fehlerbehebung:

• Die tatsächliche Leistungsaufnahme übersteigt den Auslegungswert (geänderte Betriebsbedingungen, Verstopfung der Rohrleitungen, Verschleiß der Pumpe usw.)
• Störungen im Antriebssystem erhöhen den Widerstand (festgefressene Lager, Probleme mit der Kupplung)
• Die Versorgungsspannung ist zu niedrig (mehr als 5% unter dem Nennwert), was zu einem Anstieg des Stroms führt.

2.2 Temperaturanstieg aufgrund eines Defekts im Kühlsystem

IC411 – Vollständig gekapselter, luftgekühlter Motor (die gängigste Kühlungsart):

• Überprüfen Sie, ob sich der externe Lüfter in die richtige Drehrichtung dreht (bei umgekehrter Drehrichtung nimmt die Kühlleistung erheblich ab).
• Prüfen Sie, ob sich Staub auf den Kühlrippen des Gehäuses angesammelt hat und diese verstopft sind (regelmäßig reinigen, in Abständen von höchstens 6 Monaten).
• Überprüfen Sie, ob die Lüfterflügel vollständig sind und keine Brüche aufweisen.

IC611-Motor für Rohrbelüftung (häufig bei Hochleistungs-Hochspannungsmotoren verwendet):

• Überprüfen Sie, ob die Ansaugtemperatur 40 °C überschreitet.
• Überprüfen Sie, ob der Kühlluftkanal undicht oder verstopft ist.
• Überprüfen Sie, ob der Luftdurchsatz des Kühlgebläses den Auslegungsanforderungen entspricht.

2.3 Temperaturanstieg aufgrund einer Unsymmetrie im Dreiphasenstrom

Beurteilungskriterien:Ein dreiphasiger Stromunausgleich von mehr als 5% gilt als Störung; bei Werten über 10% sind sofortige Maßnahmen erforderlich.

Formel zur Berechnung des Ungleichgewichts:Unsymmetrie (%) = (maximaler Abweichungswert ÷ Dreiphasen-Mittelwert) × 100%

Häufige Ursachen und Maßnahmen:

• Unsymmetrische dreiphasige Netzspannung: Überprüfen Sie das Stromversorgungssystem und wenden Sie sich an den Stromversorger, um das Problem zu beheben.
• Kurzschluss zwischen den Wicklungswindungen: Das Gerät muss zur Überprüfung zerlegt werden; in schweren Fällen ist eine Neuwicklung erforderlich.
• Schlechter Kontakt in der Anschlussdose: Die Anschlussklemmen überprüfen und festziehen, Oxidationsschicht entfernen

Kategorie 3: Isolationsfehler

Isolationsfehler gehören zu den schwerwiegendsten Fehlerarten bei Hochspannungsmotoren; eine unsachgemäße Behebung kann zu Erdschlüssen, Sachschäden oder sogar zu Unfällen mit Personenschaden führen.

3.1 Vorgaben für die Messung des Isolationswiderstands

Die regelmäßige Messung des Isolationswiderstands ist die wirksamste Maßnahme zur Vorbeugung von Isolationsfehlern:

• Messgeräte:Für Motoren mit einer Spannung von über 10 kV wird ein 5000-V-Megaohmmeter verwendet; für Motoren mit einer Spannung von 6 kV wird ein 2500-V-Megaohmmeter verwendet.
• Zeitpunkt der Messung:Vor jeder Inbetriebnahme (nach einer Stillstandszeit von mehr als 48 Stunden) sowie halbjährlich regelmäßig prüfen
• Zulassungskriterien:Der Wert des Isolationswiderstands (MΩ) sollte mindestens der Nennspannung des Motors (kV) × 1000 entsprechen, d. h. der Isolationswiderstand eines 6-kV-Motors sollte mindestens 6 MΩ betragen.
• Absorptionsverhältnis:R60/R15 sollte größer als 1,3 sein (bei Raumtemperatur); bei Werten unter 1,3 ist der Isolationszustand fraglich.

3.2 Ursachen für einen Isolationsabfall und Maßnahmen zur Behebung

Feuchtigkeit (häufigste Ursache):

• Symptom: Niedriger Isolationswiderstand, Absorptionsverhältnis nahe 1; nach dem Abschalten und Abkühlen noch niedriger
• Maßnahmen: Trocknung im Leerlauf unter Strom (Strom unterhalb des Nennwerts 60%) oder Trocknung im Trockenschrank nach Demontage (90–100 °C, 8–12 Stunden)

Verschmutzung der Wicklungen:

• Beobachtung: Der Isolationswiderstand ist zwar niedrig, aber relativ stabil; auf der Oberfläche sind Verschmutzungen sichtbar.
• Maßnahme: Mit einem speziellen Reinigungsmittel reinigen, nach dem Trocknen mit Isolierlack bestreichen

Alterung der Isolierung:

• Symptome: Der Isolationswiderstand nimmt von Jahr zu Jahr ab, der Dämpfungsfaktor steigt an, und an der Oberfläche der Wicklungen sind Risse zu erkennen.
• Maßnahmen: Bewertung der verbleibenden Lebensdauer und Erstellung eines Plans für die Neuwicklung. Das Reparaturteam von Xima Motor bietetWicklungsneuwicklungsservice für Hochspannungsmotoren, wir bieten Vor-Ort-Prüfungen und -Begutachtungen an

3.3 Überwachung von Teilentladungen

Teilentladungen (PD) sind ein Frühwarnzeichen für die Verschlechterung der Isolierung von Hochspannungsmotoren und können ab einem bestimmten Stadium zu einem Isolationsdurchschlag führen. Es wird empfohlen, wichtige Hochspannungsmotoren mit einer Leistung von 1.000 kW oder mehr mit einem Online-Überwachungssystem für Teilentladungen auszustatten, um eine kontinuierliche 24-Stunden-Überwachung zu gewährleisten und so rechtzeitig vor einem Isolationsdurchschlag zu warnen.

Empfohlene Intervalle für vorbeugende Wartungsmaßnahmen

• Tägliche Inspektion:Visuelle Aufzeichnung von Schwingungen, Temperatur, Geräuschen und Stromstärke
• Monatlich:Nachschmieren der Lager (die Nachschmiermenge richtet sich nach der Drehzahl und den Lagerdaten)
• Alle sechs Monate:Messung des Isolationswiderstands, Festziehen der Anschlussklemmen, Reinigung der Kühlkanäle
• Jährlich:Umfassende Inspektion bei Stillstand, einschließlich Messung des Lagerverschleißes, Messung des Luftspalts und Prüfung des Isolationsmedienverlusts
• Alle 3–5 Jahre:Generalüberholung, einschließlich Ausbau und Überprüfung des Rotors, Teilentladungsprüfung der Wicklungen, Austausch der Lager sowie Lackierung zum Korrosionsschutz

Weitere Informationen finden Sie unterTechnische Daten der Xima-Hochspannungsmotorenoder wenden Sie sich anAngebot für die Beschaffung und Wartung von ElektromotorenBei Fragen wenden Sie sich bitte an das technische Team von Xima.

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