Istnieje tak wiele różnych testów, które można wykonać na silniku elektrycznym — i dlatego tak ważne jest, abyś wiedział, jaki jest cel tych testów, jak działają i co oznaczają dane. Ten wpis na blogu jest pierwszym z dwuczęściowej serii poświęconej testowaniu silników elektrycznych.
Zaczniemy od krótkiego przeglądu dlaczego testowanie jest ważne, a następnie omówimy pręt wirnika, hipotetyczne, przepięciowe i rezystancji uzwojenia silnika, jak również analizę drgań.
Ważność testowania
Problemy z łożyskami mogą być główną przyczyną awarii silników elektrycznych, ale usterki elektryczne są na drugim miejscu. Awarie elektryczne wymagają, aby Twoja grupa utrzymania ruchu zajęła się testowaniem silników, którymi się opiekujesz.
Najbardziej oczywistą korzyścią z testowania jest rozwiązywanie problemów. Kiedy silnik nie działa prawidłowo lub ulega awarii, możesz wykorzystać testy do określenia najbardziej prawdopodobnej przyczyny problemu. Wyniki testów można również wykorzystać jako miarę wydajności silnika. Dane te z kolei mogą być podstawą do podejmowania decyzji o naprawach, konserwacji, przebudowach i wymianach.
Regularne testowanie jest kluczem do programu konserwacji i przyczynia się do zwiększenia wydajności i niezawodności silników znajdujących się pod Twoją opieką. Na przykład, można wykryć drobne problemy zanim staną się one kosztownymi awariami. Należy pamiętać, że dobrze utrzymane silniki są znacznie bardziej niezawodne, a zarówno koszty M&O jak i koszty energii są niższe.
Testy prętów wirnika
Pęknięte pręty wirnika są częstym problemem w silnikach elektrycznych. I to prawdopodobnie dlatego istnieją różne rodzaje testów na pęknięte pręty wirnika. Testy te obejmują test growlera, test wirnika jednofazowego oraz test wirnika wysokoprądowego.
Test growlera można wykorzystać do poszukiwania nieciągłości w przepływie prądu przez silnik. W tym celu należy odłączyć wirnik od stojana, a następnie wzbudzić w nim prąd poprzez laminowany rdzeń owinięty drutem. Używając opiłków żelaza, można wizualnie wykryć nieciągłości na podstawie wzorów tworzących się w opiłkach.
W teście wirnika jednofazowego, należy przyłożyć do silnika zasilanie jednofazowe, aby wirnik powoli się obracał. Używając miernika analogowego, należy monitorować fazę, szukając wahań w ilości pobieranych amperów.
Aby wykonać test wirnika wysokoprądowego, należy wyjąć wirnik ze stojana i przyłożyć wysoki prąd do wału wirnika. Następnie za pomocą kamery na podczerwień można wizualnie sprawdzić powierzchnię wirnika pod kątem zlokalizowanych gorących punktów. Te zlokalizowane gorące punkty ujawniają problemy z prętem wirnika.
Test Hipota
Test hipota (wysokiego potencjału), zwany również testem wytrzymałości dielektrycznej, sprawdza słabe punkty w izolacji kabla lub przewodu. Aby wykonać ten test, należy przyłożyć prąd pomiędzy obwody elektryczne a ramę. Należy pamiętać, że konkretne poziomy stosowanego przepięcia zależą od silnika i jego określonego napięcia.
W tym czasie mierzy się prąd upływu i oblicza odpowiedni megomom. Obszary z niższymi odczytami meg-omów mają uszkodzoną izolację.
Test przepięć
Dane z testu przepięć (znanego również jako test Baker) pomogą wykryć przepalenie silnika i mogą przewidzieć potencjalną awarię silnika. Na podstawie wyników testu przepięciowego można zidentyfikować uszkodzoną izolację, martwe zwarcia, luźne połączenia i niewyważenie.
Powinno się zawsze przeprowadzać testy przepięciowe zgodnie z normą IEEE 522. Norma ta jest ważna: wskazuje, jaki poziom napięcia należy zastosować w zależności od typu uzwojenia i stanu silnika. Wykonany zgodnie z normą test przepięciowy dostarczy wiarygodnych danych bez uszkodzenia silnika.
Podczas testu przepięciowego, używa się specjalnego typu maszyny testującej, znanej jako generator przepięć, aby zastosować impuls napięcia (przepięcie) do każdego zestawu uzwojeń silnika. Zazwyczaj jest on wykonywany przy napięciu dwukrotnie wyższym od napięcia sieciowego plus dodatkowe 1000V. Napięcie to jest wstrzykiwane do każdej fazy. Wynikowe sinusoidy z każdej fazy muszą być równe, w przeciwnym razie sygnalizowany jest problem.
Oporność uzwojenia silnika
Celem testu uzwojenia silnika jest test off-line używany do śledzenia awarii uzwojenia. Powinieneś wykonać ten test za każdym razem, gdy zauważysz pęknięcia lub ślady spalenia, lub gdy zauważyłeś zapach spalenizny wydobywający się z silnika.
Wadą testu uzwojenia jest konieczność demontażu silnika; z drugiej strony, jedynymi elementami potrzebnymi do wykonania testu jest schemat elektryczny silnika wraz z multimetrem.
Zacznij od oczyszczenia uzwojeń za pomocą powietrza z warsztatu i ich sprawdzenia. Następnie należy ustawić multimetr w połowie zakresu i skonfigurować go do pomiaru oporu w omach, a następnie dotknąć razem przewodów, aby sprawdzić, czy odczyt wynosi 0 omów. Sprawdzić schemat silnika lub schemat uzwojenia silnika i zmierzyć za pomocą multimetru rezystancję każdej nóżki uzwojenia. Każda noga powinna mieć niewielki odczyt oporności — jeśli odczytuje otwartą lub krótką, jest problem
Analiza drgań
Analiza drgań, metoda testowania online, może dostarczyć Ci wielu informacji o aktualnym stanie Twojego silnika elektrycznego, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Dane do analizy pochodzą z czujnika MEMs, który generuje zmienną ilość napięcia w zależności od ruchu. Po połączeniu tych danych o przemieszczeniu z czasem, w wyniku otrzymujemy przebieg czasowy. Korzystając z danych przebiegu czasowego można wykonać szybką transformatę Fouriera (FFT), która dostarcza jeszcze więcej informacji.
Wyniki analizy drgań mogą wskazywać na defekty łożysk, niewspółosiowość, niewyważenie systemu lub komponentów, warunki rezonansowe, usterki wirnika/statora oraz obecność pękniętych spawów lub poluzowanych śrub.
Wiele zakładów ustala trasę drgań, tak aby dane o drganiach były zbierane zgodnie z harmonogramem, wzdłuż z góry określonej trasy przez zakład. Ten rodzaj kompleksowych danych może pomóc w śledzeniu zmian wibracji w silnikach w czasie. Na przykład, można powiedzieć z danych, kiedy łożysko właśnie zaczyna się zużywać, lub śruby zaczynają się poluzowywać.
Aby przeprowadzić analizę drgań, będziesz potrzebował sprzętu do pomiaru i przechowywania danych, jak również narzędzi programowych do przeprowadzenia analizy. I będziesz potrzebował kogoś ze specjalistyczną wiedzą na temat drgań do interpretacji danych (najlepiej kogoś kto posiada certyfikaty do analizy drgań).
Wnioski
To tylko kilka przykładów przydatnych testów dla silników elektrycznych. Więcej omówimy w Części 2 (w przyszłym tygodniu), ale w międzyczasie pamiętaj, że opanowanie sposobu wykonywania testów silników elektrycznych i interpretowania danych jest kluczem do posiadania wydajnych, niezawodnych silników.
Autor & Kontakt: Steve Mazziotta ([email protected]) 440-429-0656
