IEC 60034-14:2003 là một phần của bộ tiêu chuẩn quốc tế IEC 60034 về (máy điện quay) động cơ điện. Tiêu chuẩn này quy định các quy trình thử nghiệm rung tại xưởng và giới hạn rung cho một số máy điện quay trong điều kiện nhất định. Cụ thể, nó áp dụng cho máy điện một chiều và máy điện xoay chiều ba pha có chiều cao tâm trục từ 56 mm trở lên, công suất danh định đến 50 MW, tốc độ quay từ 120 đến 15000 vòng/phút. Khi thử nghiệm, máy được để trong tình trạng không ghép nối tải nào (không có tải hoặc máy dẫn động cơ bản), nghĩa là thử nghiệm ở chế độ không tải theo quy định của tiêu chuẩn. IEC 60034-14:2003 giúp nhà sản xuất, đơn vị bảo trì và kỹ sư đánh giá chất lượng động cơ qua các phép đo rung trước khi máy được đưa vào vận hành hoặc bàn giao.

Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn IEC 60034-14:2003 (TCVN 6627-14:2008) quy định phạm vi và điều kiện áp dụng rõ ràng. Cụ thể, tiêu chuẩn này:

• Gồm các điều kiện thử nghiệm tại xưởng và giới hạn rung cho máy không tải, chưa gắn cánh quạt hay liên kết truyền động.
   
• Áp dụng cho động cơ một chiều và động cơ xoay chiều ba pha có chiều cao tâm trục (H) ≥ 56 mm, công suất danh định ≤ 50 MW, tốc độ vận hành lên đến 15000 rpm.
   
• Không áp dụng cho các trường hợp sau:
   
  • Máy điện đặt tại hiện trường (tham khảo tiêu chuẩn đo rung tại hiện trường như ISO 10816, ISO 7919).
     
  • Động cơ xoay chiều cổ góp ba pha, máy điện một pha hoặc máy ba pha làm việc trong hệ một pha.
     
  • Máy phát điện thủy lực kiểu trục đứng và máy phát tua-bin có công suất > 20 MW.
     
  • Máy điện có thiết kế ổ trục đặc biệt (ổ trục từ, roto cuộn dây nối tiếp, v.v.).
     

Hiểu rõ phạm vi áp dụng giúp kỹ sư, nhà sản xuất quyết định khi nào tiêu chuẩn này cần được sử dụng để đánh giá chất lượng máy điện.

Biểu đồ mô tả mối quan hệ giữa tốc độ định mức (600 → 3 600 vòng/phút) và độ dịch chuyển đàn hồi Z (10 → 24 mm).

Điều kiện thử nghiệm và phương pháp đo rung

IEC 60034-14:2003 quy định phép đo và phân tích rung tiêu chuẩn như sau:

• Điều kiện thử nghiệm: Máy được đưa về trạng thái không tải hoàn toàn (không nối với tải hoặc bộ phận truyền động thứ cấp) để đo rung. Thử nghiệm thực hiện tại nhà máy sản xuất hoặc phòng thí nghiệm, đảm bảo nguồn điện ổn định. Trong quá trình thử nghiệm, quan sát mức độ rung và tính chất phổ tần số rung để phát hiện bất thường.
   
• Cách lắp đặt máy: Máy có thể lắp đặt ở hai điều kiện chính: treo tự do (free suspension) hoặc gắn cứng vững (rigid mounting). Treo tự do thường thực hiện bằng dây cáp hoặc lò xo nhằm giảm xóc, trong khi gắn cứng vững là lắp đặt máy trên nền bê tông chắc chắn. IEC 60034-14 yêu cầu đo rung ở ít nhất một trong hai điều kiện này tuỳ theo yêu cầu thử nghiệm. (Lưu ý: nếu thử nghiệm thường xuyên chỉ thực hiện với treo tự do, thì phép thử điển hình cần bổ sung thêm điều kiện gắn cứng vững để đánh giá mức rung ở điều kiện khắc nghiệt hơn.)
   
• Vị trí đo: Các cảm biến rung (accelerometer hoặc transducer) được đặt trên vỏ hộp ổ trục của máy, ở một hoặc hai đầu máy (tùy thiết kế). Đối với máy nằm ngang, đặt cảm biến tại hai bên của hộp ổ ở mỗi đầu trục; đối với máy đứng, đặt tại hộp ổ hoặc càng gần hộp ổ nhất nếu tiếp cận khó khăn. Độ rung được đo theo phương thẳng góc với trục quay (theo trọng tâm trục), ghi đại lượng gia tốc rung. Ngoài ra, tiêu chuẩn còn cho phép đo độ dịch chuyển tương đối của trục (tương ứng vị trí cảm biến trên vỏ đỡ tĩnh), để đánh giá rung trên trục trong trường hợp cần (thường áp dụng cho ổ trượt lớn, máy công suất lớn).
   
• Đại lượng đo: Tiêu chuẩn chủ yếu dùng vận tốc rung hiệu dụng (vibration velocity RMS) làm tiêu chí đánh giá chính, do đây là đại lượng phổ biến cho rung cơ khí. Ngoài ra, tiêu chuẩn cũng quy định đo đồng thời độ dịch chuyển (displacement) và gia tốc rung (acceleration) RMS trong một dải tần số đã xác định. Cả ba thông số này (gia tốc, vận tốc, độ dịch chuyển) được sử dụng để đánh giá độ rung nghiêm trọng. Trong quá trình đánh giá, yếu tố quan trọng nhất là giá trị lớn nhất trong ba đại lượng đo đó.
   
  • Ví dụ, một phép đo rung điển hình sẽ tính toán vận tốc rung RMS trên toàn dải tần số cho trước (theo điều 5 của tiêu chuẩn). Nếu cần, cũng có thể tính ngược trở lại độ dịch chuyển (theo phổ tần số) và gia tốc để so sánh với giới hạn cho phép.

Các quy định về thiết bị đo (độ nhạy, dải tần đáp ứng) và môi trường thử (nhiệt độ, tiếng ồn nền) cũng được đề cập nhưng không phức tạp; về cơ bản cần dùng bộ đo rung tiêu chuẩn (thiết bị đo rung) đã hiệu chuẩn hợp lệ.

Giới hạn rung theo tiêu chuẩn IEC 60034-14

IEC 60034-14:2003 đưa ra giới hạn rung cho vỏ hộp ổ trục (mức độ rung cho phép) để phân loại mức độ an toàn và chất lượng của máy điện. Các giới hạn này được trình bày trong Bảng 1 của tiêu chuẩn và phân thành hai nhóm (cấp rung):

• Cấp rung A (tiêu chuẩn): Dành cho máy điện thông thường, không có yêu cầu đặc biệt về rung.
   
• Cấp rung B (rung nghiêm ngặt): Dành cho máy có yêu cầu khắt khe hơn về rung (ví dụ máy chính xác cao hoặc máy quan trọng trong ứng dụng đặc biệt).

Phân loại cấp rung dựa vào: chiều cao tâm trục của máy (H), điều kiện lắp đặt (treo tự do hoặc gắn cứng), và đại lượng rung đo được. Các giá trị giới hạn cụ thể được cho theo từng nhóm chiều cao như sau (chỉ nêu tóm lược):

• Với máy có 56 ≤ H ≤ 132 mm (nhóm nhỏ):
   
  • Cấp A: Vận tốc rung (RMS) tối đa ~1,6 mm/s (treo tự do) hoặc 1,3 mm/s (gắn cứng).
     
  • Cấp B: Giới hạn nghiêm ngặt hơn, vận tốc ~0,7 mm/s (treo) và 0,9 mm/s (cứng).
     
• Với máy có 132 < H ≤ 280 mm (nhóm trung bình):
   
  • Cấp A: Vận tốc ~2,2 mm/s (treo) hoặc 1,8 mm/s (cứng).
     
  • Cấp B: Vận tốc ~1,1 mm/s (treo) hoặc 1,5 mm/s (cứng).
     
• Với máy có H > 280 mm (nhóm lớn):
   
  • Cấp A: Vận tốc ~2,8 mm/s (treo) hoặc 2,3 mm/s (cứng).
     
  • Cấp B: Vận tốc ~1,8 mm/s (treo). (Thường máy lớn cấp B chỉ xét treo tự do.)

(Các giá trị cụ thể đo bằng mm/s RMS tại dải tần đã quy định. Tiêu chuẩn cũng đưa ra giới hạn cho độ dịch chuyển và gia tốc tương ứng, nhưng vận tốc rung thường được nhấn mạnh nhất.)

Lưu ý: Các giá trị trên chỉ mang tính chất ví dụ minh hoạ dựa trên Tiêu chuẩn; khi áp dụng thực tế cần tham khảo chính xác trong Bảng 1 của IEC 60034-14. Giá trị cấp B thường bằng khoảng 40–50% so với cấp A, thể hiện yêu cầu rung khắt khe hơn.

Ngoài ra, tiêu chuẩn còn quy định giới hạn rung tại tần số gấp đôi tần số lưới điện (đối với động cơ hai cực AC) và rung dọc trục ổ trục. Ví dụ, nếu thành phần rung ở tần số 2×50 Hz hoặc 2×60Hz chiếm ưu thế, giới hạn vận tốc cho H lớn có thể tăng nhẹ (từ 2,3 lên 2,8 mm/s) theo IEC 60034-14 (để phù hợp với sự dao động lực điện). Rung dọc trục (theo phương trục quay) cũng cần được kiểm tra cho các ổ chặn và máy có rôto nặng, tuy nhiên cách đánh giá này tương tự với rung va đập trục của ISO 7919.

Tóm lại, IEC 60034-14:2003 cung cấp ngưỡng giới hạn chuẩn để đánh giá xem máy điện quay đã được cân bằng tốt và có mức rung nằm trong giới hạn an toàn theo yêu cầu thiết kế hay chưa.

Ý nghĩa và ứng dụng của tiêu chuẩn

Đối với kỹ sư cơ điện và nhà sản xuất động cơ, tiêu chuẩn IEC 60034-14:2003 rất quan trọng trong khâu kiểm tra chất lượng sản phẩm. Khi sản xuất hoặc nhập khẩu động cơ, việc thử nghiệm rung theo chuẩn giúp:

• Đảm bảo động cơ đạt chất lượng về mặt cơ khí (quá trình cân bằng động) trước khi lắp đặt. Động cơ đáp ứng giới hạn rung theo tiêu chuẩn sẽ ít gây hao mòn ổ bi, ổ trục và có tuổi thọ cao hơn.
   
• Đáp ứng yêu cầu nghiệm thu sản phẩm giữa nhà sản xuất và khách hàng (hợp đồng cung ứng thường ghi rõ cấp rung cho phép).
   
• Hạn chế tiếng ồn và rung truyền ra hệ thống (rung cơ khí tỷ lệ thuận với tiếng ồn hoạt động). Động cơ rung thấp sẽ êm ái hơn và ít ảnh hưởng đến kết cấu lắp đặt.
   
• Áp dụng làm tiêu chí bảo trì theo thời gian (so sánh với tiêu chuẩn ban đầu để đánh giá máy cũ hoặc máy sau sửa chữa có còn đáp ứng yêu cầu rung ban đầu hay không).

Ngoài ra, dù tiêu chuẩn này chủ yếu cho phép đo tại xưởng, nhưng nó cũng liên quan tới các chuẩn đo rung khác. IEC 60034-14 khuyến cáo rằng nếu đo rung trên máy điện (động cơ điện) tại hiện trường (tức trong quá trình vận hành thực tế) thì nên tham chiếu đến các tiêu chuẩn ISO 10816 và ISO 7919 chuyên về đánh giá rung máy toàn phần. Điều này nhắc nhở kỹ sư rằng IEC 60034-14 chỉ áp dụng cho điều kiện chuẩn tại xưởng; việc đo rung tại hiện trường thường phải tuân theo tiêu chí đánh giá máy tổng hợp (loại bỏ các rung động ngoại cảnh).

Ứng dụng chính của tiêu chuẩn là dành cho các nhà máy, dây chuyền sản xuất động cơ và các đơn vị bảo dưỡng lớn. Nó giúp định hình quy trình kiểm thử động cơ mới và đưa ra mức độ chấp nhận rung rõ ràng. Ngoài ra, các công ty cung ứng động cơ thường giới thiệu tiêu chuẩn này để chứng minh cam kết chất lượng sản phẩm.

Kết luận và khuyến nghị

IEC 60034-14:2003 (và bản sửa đổi bổ sung năm 2007) là tiêu chuẩn quốc tế về rung cơ khí của động cơ điện quay có chiều cao tâm trục ≥56 mm. Bài viết này đã trình bày rõ ràng phạm vi áp dụng, quy trình đo rung tại xưởng, và giới hạn rung theo tiêu chuẩn này. Kỹ sư cơ điện, nhà sản xuất động cơ và doanh nghiệp có thể sử dụng tiêu chuẩn này để:

• Thiết lập quy trình kiểm tra rung sản xuất và nghiệm thu động cơ.
   
• So sánh kết quả đo rung với giới hạn cho phép (các cấp rung A, B) để đánh giá chất lượng động cơ.
   
• Đảm bảo máy đạt yêu cầu về độ rung trước khi lắp đặt vào hệ thống trong nhà máy.

Để tìm hiểu chi tiết nội dung và số liệu cụ thể trong tiêu chuẩn IEC 60034-14:2003, quý khách vui lòng tải file tài liệu đính kèm. 

Link tài liệu IEC: https://drive.google.com/file/d/1p6VKMpGlt1KXKcRj-cCxfyu045w5CkcM/view

Nếu cần tư vấn thêm hoặc hỗ trợ kỹ thuật, xin liên hệ hotline 0902 477 357. Chúng tôi sẵn sàng giải đáp mọi thắc mắc và cung cấp hỗ trợ chuyên nghiệp về các tiêu chuẩn máy điện quay nói chung và các dòng động cơ điện Enertech nói riêng.

Thông tin liên hệ:

Địa chỉ: Tòa nhà EverRich I, 968 đường 3/2, phường 15, quận 11, TPHCM

Hotline: 0902 477 357

Website: https://enertechvn.com/

Email: contact@enertechvn.com

Facebook: https://www.facebook.com/enertechvn