Es gibt so viele verschiedene Tests, die Sie an einem Elektromotor durchführen können – und deshalb ist es wichtig, dass Sie wissen, was der Zweck dieser Tests ist, wie sie funktionieren und was die Daten bedeuten. Dieser Blog-Beitrag ist der erste Teil einer zweiteiligen Serie zum Thema Testen von Elektromotoren.
Wir beginnen mit einem kurzen Überblick darüber, warum Testen wichtig ist, gefolgt von einer Diskussion über Rotorstab-, Hipot-, Stoß- und Motorwicklungswiderstand sowie einer Diskussion über die Schwingungsanalyse.
Wichtigkeit des Testens
Lagerprobleme mögen die Hauptursache für das Versagen von Elektromotoren sein, aber elektrische Fehler stehen an zweiter Stelle. Und elektrische Ausfälle erfordern, dass Ihre Wartungsgruppe die Motoren in Ihrer Obhut testet.
Der offensichtlichste Vorteil des Testens ist die Fehlersuche. Wenn ein Motor nicht richtig funktioniert oder ausfällt, können Sie mithilfe von Tests die wahrscheinlichste Ursache des Problems aufspüren. Sie können die Testergebnisse auch als Maß für die Leistung eines Motors verwenden. Diese Daten können wiederum als Entscheidungsgrundlage für Reparaturen, Wartungen, Überholungen und Ersatz dienen.
Regelmäßige Tests sind ein wichtiger Bestandteil Ihres Wartungsprogramms und tragen zur Leistung und Zuverlässigkeit der von Ihnen betreuten Motoren bei. So können Sie zum Beispiel kleinere Probleme erkennen, bevor sie zu teuren Ausfällen werden. Und denken Sie daran, gut gewartete Motoren haben eine viel höhere Zuverlässigkeit, und sowohl die M&O-Kosten als auch die Energiekosten für sie sind geringer.
Rotorstabtests
Gerissene Rotorstäbe sind ein häufiges Problem bei Elektromotoren. Aus diesem Grund gibt es verschiedene Arten von Tests für gerissene Rotorstäbe. Zu diesen Tests gehören der Brummertest, der einphasige Rotortest und der Hochstrom-Rotortest.
Mit dem Brummertest kann man nach Unstetigkeiten im Stromfluss durch den Motor suchen. Sie entfernen den Rotor vom Stator und induzieren dann über ein mit Draht umwickeltes Blechpaket einen Strom in ihm. Mit Hilfe von Eisenfeilspänen können Sie Diskontinuitäten anhand der in den Spänen entstehenden Muster visuell erkennen.
Bei einem einphasigen Rotortest legen Sie einphasigen Strom an den Motor an, so dass sich der Rotor langsam dreht. Mit einem analogen Messgerät überwachen Sie die Phase und achten auf Schwankungen in der Stromaufnahme.
Um einen Hochstrom-Rotortest durchzuführen, entfernen Sie den Rotor vom Stator und legen einen hohen Strom durch die Welle des Rotors an. Dann können Sie mit einer Infrarotkamera die Oberfläche des Rotors visuell auf lokalisierte heiße Stellen untersuchen.
Hipot-Test
Ein Hipot-Test (Hochspannungstest), auch Durchschlagfestigkeitstest genannt, prüft auf Schwachstellen in der Kabel- oder Drahtisolierung. Um diesen Test durchzuführen, legen Sie Strom zwischen den elektrischen Schaltkreisen und dem Rahmen an. Beachten Sie, dass die spezifischen Überspannungspegel, die angelegt werden, vom Motor und seiner spezifizierten Spannung abhängen.
Während dieser Zeit messen Sie den Ableitstrom und berechnen die entsprechenden Megaohm. Bereiche mit niedrigeren Meg-Ohm-Werten weisen eine beschädigte Isolierung auf.
Stoßspannungsprüfung
Die Daten einer Stoßspannungsprüfung (auch als Baker-Test bekannt) helfen Ihnen, einen Motorbrand zu erkennen und können einen möglichen Motorausfall vorhersagen. Anhand der Ergebnisse eines Surge-Tests können Sie eine fehlerhafte Isolierung, tote Kurzschlüsse, lose Verbindungen und Unsymmetrien erkennen.
Sie sollten Surge-Tests immer in Übereinstimmung mit der Norm IEEE 522 durchführen. Diese Norm ist wichtig: Sie gibt an, welche Spannungshöhe je nach Wicklungstyp und Motorzustand zu verwenden ist. Wenn eine Stoßspannungsprüfung gemäß der Norm durchgeführt wird, erhalten Sie zuverlässige Daten, ohne Ihren Motor zu beschädigen.
Bei einer Stoßspannungsprüfung verwenden Sie eine spezielle Art von Prüfmaschine, die als Stoßspannungsgenerator bekannt ist, um einen Spannungsimpuls (einen Stoß) an jeden Satz von Motorwicklungen anzulegen. Er wird typischerweise mit der doppelten Netzspannung plus zusätzlichen 1.000 V durchgeführt. Diese Spannung wird in jede Phase eingespeist. Die resultierenden Sinuswellen von jeder Phase müssen gleich sein, andernfalls wird ein Problem angezeigt.
Motorwicklungswiderstand
Das Ziel eines Motorwicklungs-Tests ist ein Offline-Test, der zum Aufspüren von Wicklungsfehlern verwendet wird. Sie sollten diesen Test immer dann durchführen, wenn Sie Risse oder Brandspuren sehen oder einen brennenden Geruch aus dem Motor wahrgenommen haben.
Der Nachteil eines Wicklungstests ist, dass Sie den Motor zerlegen müssen; auf der positiven Seite ist das einzige, was Sie zur Durchführung des Tests benötigen, ein elektrischer Schaltplan des Motors zusammen mit einem Multimeter.
Sie beginnen damit, die Wicklungen mit Werkstattluft zu reinigen und sie zu untersuchen. Stellen Sie dann das Multimeter auf den mittleren Bereich ein und konfigurieren Sie es so, dass es den Widerstand in Ohm misst, und berühren Sie dann die Leitungen, um zu überprüfen, ob der Messwert 0 Ohm beträgt. Prüfen Sie den Schaltplan des Motors oder das Motorwicklungsdiagramm und messen Sie mit dem Multimeter den Widerstand jedes Wicklungsschenkels. Jedes Bein sollte einen kleinen Widerstandswert haben – wenn er offen oder kurz ist, gibt es ein Problem
Schwingungsanalyse
Die Schwingungsanalyse, eine Online-Testmethode, kann Ihnen eine Fülle von Informationen über den aktuellen Zustand Ihres Elektromotors liefern, wenn sie richtig durchgeführt wird. Die Daten für die Analyse stammen von einem MEMs-Sensor, der je nach Bewegung eine unterschiedlich hohe Spannung erzeugt. Wenn Sie diese Verschiebungsdaten mit der Zeit kombinieren, erhalten Sie eine Zeitwellenform. Mit Hilfe der Zeitwellenformdaten können Sie eine FFT (Fast Fourier Transform) durchführen, die noch mehr Informationen liefert.
Die Ergebnisse der Schwingungsanalyse können auf Lagerdefekte, Ausrichtungsfehler, System- oder Komponentenunwucht, Resonanzbedingungen, Rotor/Stator-Fehler und das Vorhandensein von gebrochenen Schweißnähten oder losen Schrauben hinweisen.
Viele Anlagen richten eine Schwingungsroute ein, so dass Schwingungsdaten nach einem Zeitplan entlang einer vorgegebenen Route durch die Anlage gesammelt werden. Diese Art von umfassenden Daten kann Ihnen helfen, Schwingungsveränderungen an den Motoren im Laufe der Zeit zu verfolgen. Anhand der Daten können Sie beispielsweise erkennen, wann ein Lager zu verschleißen beginnt oder sich Schrauben zu lösen beginnen.
Um eine Schwingungsanalyse durchzuführen, benötigen Sie Geräte zur Messung und Speicherung der Daten sowie Software-Tools zur Durchführung der Analyse. Und Sie brauchen jemanden, der sich mit Schwingungen auskennt, um die Daten zu interpretieren (vorzugsweise jemanden, der für die Schwingungsanalyse zertifiziert ist).
Fazit
Das sind nur einige Beispiele für nützliche Tests für Elektromotoren. Wir werden in Teil 2 (nächste Woche) noch mehr behandeln, aber denken Sie in der Zwischenzeit daran, dass die Beherrschung der Durchführung von Elektromotortests und die Interpretation der Daten der Schlüssel zu leistungsstarken, zuverlässigen Motoren ist.
Autor & Kontakt: Steve Mazziotta ([email protected]) 440-429-0656
