Qual è il limite di intervallo delle vibrazioni di un motore elettrico industriale?

Il limite di ampiezza delle vibrazioni di un motore elettrico industriale è una specifica tecnica importante che definisce l'intervallo di frequenza delle vibrazioni entro il quale un motore può operare senza subire danni significativi. La vibrazione è un fenomeno meccanico che si verifica quando un oggetto oscilla attorno a una posizione di equilibrio. Nel caso dei motori elettrici industriali, le vibrazioni possono essere causate da una serie di fattori, come disallineamento, squilibrio, attrito, torsione e flessione.

La vibrazione nei motori elettrici è un problema importante per molti responsabili della manutenzione negli impianti industriali, in quanto può causare danni meccanici, come affaticamento dei materiali, usura, disallineamento e rottura dei componenti. Inoltre, la vibrazione può influire negativamente sulle prestazioni del motore, causando perdita di potenza, aumento del consumo di energia, maggiore rumore e vibrazione, e una riduzione della durata utile.

Per minimizzare gli effetti negativi delle vibrazioni sui motori elettrici industriali, viene stabilito un limite di range di vibrazione. Questo limite è definito in base alla geometria, al design e alla configurazione del motore, e viene stabilito tramite test sul motore in condizioni operative reali.

Il limite di range delle vibrazioni può essere misurato utilizzando diverse tecniche di misurazione delle vibrazioni, come accelerometri, sensori di prossimità e telecamere ad alta velocità. Queste tecniche consentono di misurare l'ampiezza e la frequenza delle vibrazioni in diverse parti del motore, consentendo di identificare le aree di maggiore vibrazione e stabilire il limite di range delle vibrazioni appropriato.

Il limite di intervallo di vibrazione per i motori elettrici industriali è definito in base a diversi livelli di vibrazione. Questi livelli sono definiti secondo la norma ISO 10816, che stabilisce i valori limite di vibrazione per diversi tipi di macchine e attrezzature rotanti. I livelli di vibrazione sono classificati in quattro categorie: A, B, C e D, con la categoria A che rappresenta il livello più basso e la D il livello più alto.

Limite di range di vibrazione in velocità (poll/sec)

Abbiamo già commentato che la vibrazione è un fattore fondamentale nella vita utile e nel funzionamento del motore elettrico. Quando c'è una vibrazione nel sistema, spesso la colpa viene attribuita al motore, ma siamo consapevoli che non è sempre così. Per escludere che sia il motore a vibrare, si consiglia di eseguire test sul motore a vuoto. Vengono effettuate misurazioni in due posizioni orizzontali, due posizioni verticali e due posizioni assiali. Nei motori verticali si testano cinque punti, a seconda della velocità del motore. Ad esempio, a una velocità di 60Hz, il valore massimo di vibrazione consentito dal motore è quello che vediamo nell'immagine, in pollici al secondo. Se uno dei punti di misurazione supera questo valore, si considera che il motore vibri. Se nessuno dei punti supera questo valore, il motore non vibra. Dopodiché, il motore viene montato ed eseguito un nuovo test di vibrazione per assicurarsi che la vibrazione non aumenti.

Quindi, se le vibrazioni del motore superano questo valore, non è consigliabile lavorarci. Se le vibrazioni provengono dall'esterno, il motore viene sottoposto a revisione, ribilanciamento o sostituzione dei cuscinetti in modo che il valore delle vibrazioni non superi questo punto. Quando le vibrazioni sono esterne, bisogna cercare la causa altrove.

È comune in molti casi attribuire la vibrazione ai motori, ma è importante effettuare prove a vuoto e misurare la vibrazione in diversi punti per escludere che il motore sia la causa. È un errore incolpare sempre il motore senza prima escludere altre possibili cause come l'accoppiamento, la ventola o la puleggia. Escludendo che il motore sia l'origine della vibrazione, possiamo avere la certezza che questo non abbia alcun problema.

Come garantire che il motore elettrico operi entro il limite di range di vibrazione

Per garantire che un motore elettrico industriale operi entro il limite di intervallo di vibrazioni, è possibile utilizzare diverse tecniche di controllo delle vibrazioni, come l'equilibratura dinamica, la regolazione dell'allineamento, l'uso di ammortizzatori e la progettazione di componenti che minimizzano le vibrazioni. Inoltre, è possibile utilizzare tecniche di monitoraggio delle vibrazioni per rilevare qualsiasi cambiamento nell'intervallo di vibrazione del motore e adottare misure preventive per evitare danni.

Analisi di rumore e vibrazioni di motori elettrici

Il rumore e le vibrazioni generati da un motore elettrico possono essere suddivisi in tre principali contributori: meccanico, aerodinamico ed elettromagnetico.

Il rumore meccanico e la vibrazione sono correlati a condizioni meccaniche o di fabbricazione, come guasti di attrito, disallineamento o lubrificazione e perdita di contatto tra cuscinetti, ingranaggi e altre interfacce. Queste condizioni dipendono dalla velocità di rotazione, dal carico e dalla temperatura.

Ci sono diversi percorsi di trasferimento per il rumore e le vibrazioni generati da un motore elettrico:

• Rumore aereo irradiato dalla struttura del motore o da qualsiasi parte strutturale del motore. La vibrazione si trasmette attraverso la struttura di supporto e si trasforma in onde sonore nell'aria nel componente risonante.
• Il rumore trasmesso per via aerea si trasmette alla struttura attraverso lo statore tramite i suoi supporti. Le onde di vibrazione trasmesse causano rumore e possono anche essere pericolose per la struttura.
• Rumore dovuto in riduttori e giunti, causato dall'ondulazione della coppia. L'ondulazione di coppia è una perturbazione periodica della coppia, con una frequenza e un componente di ampiezza (un'AC imposta su un valore di DC, guidata dall'eccitazione e dalla costruzione).

Strategie per mitigare il rumore da vibrazioni nel motore elettrico

Le strategie di mitigazione del rumore meccanico includono, ma non sono limitate a:

• Modifica di cuscinetti a sfere danneggiati.
• Uso de aditivos químicos.
• Uso di dispositivi di assorbimento o isolamento delle vibrazioni.
• Modifica della velocità di rotazione.
• Uso di strumenti di allineamento durante il montaggio del motore.
• Applicazione di sigillo per impedire l'ingresso di sporco nei cuscinetti
• Bilanciamento dinamico del rotore.
• Rivestimenti per freni e frizioni industriali.

Il rumore aerodinamico si verifica più frequentemente intorno al sistema di ventilazione o nell'area della macchina che si comporta come una ventola. Questo rumore prevale a velocità del motore più elevate a causa della maggiore fluttuazione di velocità. Le frequenze caratteristiche del rumore aerodinamico nelle macchine elettriche includono la frequenza dei vortici, la frequenza di avanzamento delle pale e la frequenza di avanzamento del condotto del rotore.

Il rumore e le vibrazioni elettromagnetiche sono il tipo principale di rumore e vibrazioni per macchine elettriche piccole e medie ampiamente utilizzate nel settore industriale. Il rumore deriva dalle vibrazioni del motore elettrico nel range udibile sotto l'eccitazione di forze elettromagnetiche, comprese magnetostrizione e forze di Maxwell.

La magnetostrizione nella generazione di rumore può generalmente essere trascurata, poiché raramente è la causa del rumore elettromagnetico e delle vibrazioni nelle macchine rotanti.

Lo stress di Maxwell è la formalizzazione di come le forze magnetiche nascono dai campi elettromagnetici. Comprende forze di attrazione e repulsione tra due magneti, forze reattive che possono accorciare le linee del campo magnetico e forze di Laplace che si applicano alle correnti elettriche in campi magnetici esterni.

Per mitigare o gestire il rumore elettromagnetico, è possibile applicare diverse strategie, quali:

• Evitare la risonanza tra le forze magnetiche e i modi strutturali.
• Ridurre le asimmetrie in modo che la tolleranza venga attivata.
• Correggere le eccentricità.
• Ottimizzare la posizione del magnete e la sua magnetizzazione.
• Migliorare la rotondità di laminazione.

Il analisi delle vibrazioni nei motori elettrici  può aiutare i responsabili della manutenzione industriale a prevenire livelli pericolosi di suono e vibrazione, nonché a valutare la causa di guasti di prodotti o sistemi. Specialisti certificati possono quindi misurare le vibrazioni e posizionare un accelerometro su una macchina per ottenere risultati precisi. Suono e vibrazione dipendono dalle condizioni di prova, come temperatura, rumore ambientale e se gli input provengono dalla fonte di eccitazione corretta.

L'analisi delle vibrazioni è un modo efficace per identificare potenziali problemi con le apparecchiature prima che diventino un problema, riducendo i tempi di inattività e i costi di riparazione, aumentando al contempo la durata, la sicurezza e la produzione delle apparecchiature.

L'analisi delle vibrazioni nei motori elettrici è un processo quantitativo che utilizza strumenti e software sofisticati per generare dati che ingegneri e analisti possono utilizzare per intraprendere azioni correttive. Inoltre, l'analisi delle vibrazioni può essere continua installando strumenti e software sull'apparecchiatura per monitorare le vibrazioni in tempo reale 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Le letture possono essere inviate a un computer, a un tablet o a un telefono per l'analisi.

L'analisi delle vibrazioni è un processo non invasivo che può essere eseguito mentre l'apparecchiatura è in funzione, quindi non è necessario perdere tempo di produzione. Inoltre, l'analisi delle vibrazioni può essere utilizzata per stabilire le linee di base delle apparecchiature e fissare criteri di prova di accettazione per valutare se l'installazione e le riparazioni delle apparecchiature sono state eseguite correttamente. È particolarmente adatta per determinati tipi di apparecchiature, come quelle essenziali, molto utilizzate e di difficile accesso, poiché possono essere monitorate continuamente per prevenire problemi e ridurre i costi. Potrebbe interessarti come usare il Analisi delle vibrazioni per ridurre i costi operativi negli impianti industriali.

Il limite di gamma di vibrazioni di un motore elettrico industriale è quello di fornire una soluzione affidabile ed efficace per monitorare e controllare la vibrazione del motore, al fine di aumentarne la durata e ridurre i tempi di inattività.

Possiamo consigliarti diversi esperti nell'analisi del limite di range delle vibrazioni di un motore elettrico industriale che possono fornirti strumenti essenziali per qualsiasi azienda che dipenda dal funzionamento di apparecchiature elettriche nei propri processi produttivi. Questo limite di range si basa sulla norma ISO 10816 sulle vibrazioni meccaniche delle macchine e fornisce un modo efficace per misurare le vibrazioni del motore in tempo reale.

Con le soluzioni adeguate, i responsabili della manutenzione possono definire un intervallo di vibrazione consentito per ogni motore elettrico e ricevere avvisi in tempo reale se il motore opera al di fuori di tale intervallo. Ciò consente loro di intraprendere azioni immediate per prevenire guasti ai motori e ridurre i tempi di inattività.

Inoltre, l'inclusione di questo tipo di tecnologie fornisce informazioni dettagliate sulle cause della vibrazione, aiutando i responsabili della manutenzione industriale a identificare e risolvere i problemi alla fonte. Ciò consente loro di effettuare riparazioni preventive prima che si verifichino guasti, riducendo così i costi di riparazione e prolungando la durata del motore.

Richiedi maggiori informazioni sulle soluzioni di limite di range di vibrazione di un motore elettrico industriale e otterrai un modo efficace e affidabile per monitorare e controllare la vibrazione del motore, aiutandoti a ridurre i tempi di inattività, aumentare la durata del motore e migliorare l'efficienza dei tuoi processi produttivi.