Elektrik Motorlarında Rulman Arızalarının Oluşumu Ve Titreşim İşaretlerinin Spektral Analizi İle Arıza Tanısı

Abstract

İndüksiyon motorları, endüstride en dayanıklı ve kullanımı en yaygın olan makinalardır. Sözkonusu bu motorların elektriksel ve mekaniksel kısımlarındaki arızaların erken belirlenmesi ise endüstriyel bir sürecin güvenli ve ekonomik işletimi için çok önemlidir. Bu nedenle endüstriyel bir sistemin süreç donanımlarının izlenmesi ve erken arıza tanısının artan ihtiyacı, makine ölçmelerinden eskimeye duyarlı enformasyonu çıkarma için yeni ve güvenilir bir işaret analizi tekniği geliştirmeye yönelik çabaları da arttırmıştır. Elektrik makinelerinin arıza tanısında, bozuklukların % 50 sinden fazlası, rulman ve mil dengesizlikleri gibi mekaniksel karakterdedir. Bu durumlar için spektral analiz tekniği, farklı işletim koşulları altında dönen makinelerin veri analizini yapmak için kolaylıkla kullanılabilir. Durağan işaretler genellikle standart Fourier Dönüşümü Teknikleri kullanılarak analiz edilir. Sistem durağan olmayan veya geçici bir duruma girdiği zaman Fourier Tekniği, işaretin bu duruma uygun dar bölgesinde çalışamaz. Durağan olmayan analiz, zaman- frekans ve zaman-ölçek teknikleri kullanılarak yerine getirilebilir. Bu anlamda en fazla kullanılan yöntem Spektral Analiz teknikleridir. Spektral analiz yöntemlerinin bir uygulaması olan bu çalışmanın amacı da, makine rulmanlarında hızlandırılmış mekaniksel yaşlanma süreçleri ile ilgili olarak, elektrik motorlarından alınmış titreşim işaretlerinden özellik çıkartmak ve indüksiyon motorlarının her bir yaşlanma sürecinde rulman bozulmasının etkisini belirlemektir. Bu ise, Güç Spektrum Yoğunluğunun titreşim işaretlerine uygulanması ile kolaylıkla başarılmıştır. Böylece rulman arızası kaynaklı rotor dengesizliklerinin gelişimi de eskitme süreçleri vasıtasıyla izlenebilmiştir.

Induction motors are the most rugged and the most widely used machines in industry. The early detection of anomalies in the electrical or mechanical parts of the electric motors is important to the safe and economic operation of an industrial process. The increased need for monitoring and prognosis of process equipment in industrial system has increased the efforts towards developing new and reliable signal analysis tecniques for extracting degradation-sensitive information from machinery measurements. More than fifty percent of the failures are mechanical in nature, such as bearing, balance and alignment-related problems. For these situations, the spectral analysis tecniques can be easily used for the data analysis of rotating machinery under the different operating conditions. Stationary signals are often analyzed by using the standard Fourier Transform Tecniques. When the system is non-stationary or undergoes a transient, the Fourier Tecnique does not provide proper compression of the signals. The analysis of non stationary signals may be performed using the time-frequency and time-scale tecniques. The most used technique is the Spectral analysis tecniques. The purpose of this project is also to extract features from vibration signals measured from motors subjected to accelerated bearing fluting aging, and to detect the effects of bearingfluting at each aging cycle of induction motors. This is achieved by the application of Spectral Analysis Tecniques to vibration signals. Hence, the imbalance of the rotor is easily determined by the evaluation of the aging process.