VFD izraisītās gultņu strāvas: elektromotora gultņu bojājumu diagnostika

Kāpēc gultņu bojājumu gadījumā jāizmeklē arī elektriskā sistēma?

Motora gultņu bojājumi bieži tiek saistīti ar eļļošanu, centrējumu, piesārņojumu vai pārmērīgu mehānisko slodzi. Tie joprojām ir svarīgi cēloņi, taču neizskaidro katru atkārtotu bojājumu.

Ja gultņu bojājumi parādās pēc mainīgas frekvences piedziņas (VFD) uzstādīšanas vai pārveidošanas, inženieriem jāizpēta arī elektriskā sistēma. Ātra invertora pārslēgšanās var radīt augstfrekvences sprieguma atšķirības, kas virza strāvu pa nevēlamiem ceļiem.

Iegūtie bojājumi var līdzināties parastam mehāniskam nodilumam. Tāpēc gultņa nomaiņa, neizpētot pamatcēloni, var neatrisināt sākotnējo problēmu.

Tomēr kļūme, kas rodas pēc frekvences pārveidotāja modernizācijas, nepierāda, ka tās cēlonis ir pārveidotājs. Lai noteiktu cēloni, nepieciešami pierādījumi, kas iegūti, pārbaudot gultni, motoru, pārveidotāju, kabeļus, zemējumu un ekspluatācijas vēsturi.

Kā frekvences pārveidotāji var radīt gultņu strāvas?

Frekvences pārveidotāji, piemēram, Allen-Bradley 22A-D2P3N104 maiņstrāvas piedziņa, regulē motora ātrumu, kontrolējot motoram pievadītās strāvas frekvenci un spriegumu. Impulsu platuma modulācija strauji pārslēdz invertora izejas ierīces, radot sprieguma pārejas ar augstfrekvences komponentēm.

Šādi elektriskie apstākļi var radīt spriegumu uz vārpstas un nevēlamus strāvas ceļus caur motora gultņiem.

Kas ir kapacitatīvās izlādes strāvas?

Parazītiskā kapacitāte motorā var sasaistīt kopējā režīma spriegumu ar rotoru un vārpstu. Ja spriegums gultņa kontakta vietā pārsniedz tā spēju izturēt elektrisko slodzi, caur rites kontaktu var notikt izlāde.

Atkārtotas izlādes var izraisīt elektriskās izlādes apstrādei raksturīgus bojājumus, tostarp sīkus krāterus uz gultņu virsmām.

Kas ir augstfrekvences cirkulācijas strāvas?

Dažās motoru konstrukcijās augstfrekvences magnētiskā plūsma inducē spriegumu starp dažādiem vārpstas punktiem. Tas var radīt strāvu, kas plūst caur vārpstu, gultņiem un motora korpusu.

Mehānisms ir atkarīgs no motora konstrukcijas un elektriskajiem apstākļiem. Šāda veida izmeklēšanā īpaši nozīmīgi var būt lielāki motori.

Kas ir vārpstas zemējuma strāvas?

Sprieguma atšķirības starp vārpstu, motora korpusu un pievienoto aprīkojumu var radīt vēl vienu strāvas ceļu. Atkarībā no instalācijas šis ceļš var iet caur sakabi un pievienotā sūkņa vai pārnesumkārbas gultņiem.

Šie mehānismi atšķiras, lai gan vienā instalācijā var rasties vairāki no tiem. Pirms korektīva pasākuma izvēles inženieriem jānoskaidro faktiskais strāvas ceļš.

Ko var pastāstīt gultņa bojājumi?

Elektriskā erozija var radīt matētu izskatu, sīkas bedrītes vai regulāri izvietotas rievas, ko sauc par rievveida nodilumu. Šie raksti var liecināt par atkārtotu elektrisko izlādi, taču ar vizuālu pārbaudi vien nepietiek, lai noteiktu galīgo diagnozi.

Pirms tīrīšanas nofotografējiet gultni. Pierakstiet bojājuma vietu, gultņa identifikācijas datus un motora galu. Saglabājiet noņemtās detaļas gadījumam, ja būs nepieciešama papildu pārbaude.

Sasaistiet fiziskās pārbaudes rezultātus ar darbības tendencēm un nesenajām elektriskajām izmaiņām. Ne tumša smērviela, ne vibrācijas trauksme pati par sevi nepierāda elektrisku cēloni.

Kādas pārbaudes jāveic pirms cita gultņa nomaiņas?

Kā saglabāt informāciju par bojājumu?

Pierakstiet gultņa apzīmējumu un to, vai tas bijis piedziņas vai nepiedziņas galā. Pirms tīrīšanas nofotografējiet gultņa skrejceļus, rites elementus, blīves un smērvielu.

Apkopojiet pieejamos vibrācijas tendenču datus, darbības stundas, slodzes apstākļus un tehniskās apkopes ierakstus. Pierakstiet arī frekvenču pārveidotāja modeli, motora identifikācijas datus, nesen veiktās parametru izmaiņas un informāciju par motora kabeli. Piedziņas puses ierakstos var būt norādītas tādas komponentes kā ABB ACS600 NINT-72C vadības interfeisa plate un ABB DIS0012 piedziņas interfeisa modulis.

Kā izmeklēt mehāniskos un elektriskos cēloņus?

Pārbaudiet eļļošanu, piesārņojumu, gultņa pielāgojumu, vārpstas stāvokli, korpusa stāvokli, centrējumu un slodzi. Salīdziniet bojājuma vietu ar paredzamo mehāniskās slodzes zonu.

Vienlaikus pārbaudiet arī iespējamu elektrisko eroziju. Mehāniski un elektriski bojājumi var pastāvēt vienlaikus, tāpēc izmeklēšanas gaitā nevajadzētu priekšlaikus izvēlēties tikai vienu no tiem.

Kas jāpārbauda zemējumā un kabeļu ekranējumā?

Pārbaudiet motora aizsargzemējuma savienojumu un visu zemējuma sistēmu. Pārbaudiet ekrānu savienojumus, savienojumu vietas, koroziju, krāsotas kontaktvirsmas un iepriekšējās apkopes laikā veiktās izmaiņas.

Ievērojiet frekvences pārveidotāja un motora ražotāju prasības attiecībā uz kabeļu ekranēšanu un savienošanu. Ja norādīts, pārbaudiet 360 grādu savienojumu gan motora, gan piedziņas galā.

Apmierinošs līdzstrāvas nepārtrauktības mērījums neapliecina zemu pretestību augstās frekvencēs. Neuzskatiet vienkāršu nepārtrauktības pārbaudi par pierādījumu tam, ka augstfrekvences strāvas atgriešanās ceļš ir pietiekams.

Kādi piedziņas un motora iestatījumi jāpārbauda?

Reģistrējiet iestatīto komutācijas jeb nesējfrekvenci, ātruma diapazonu, darbības profilu un attiecīgos piedziņas iestatījumus. Salīdziniet šo informāciju ar apstiprināto lietojuma konfigurāciju un ražotāja ieteikumiem.

Nemainiet komutācijas frekvenci vai izejas filtrēšanu tikai tādēļ, lai pārbaudītu kādu pieņēmumu. Šādas izmaiņas var ietekmēt motora sasilšanu, elektromagnētisko saderību, piedziņas darbību un citas lietojuma prasības.

Kāpēc pārbaudīt visu iekārtu piedziņas ķēdi?

Izmeklēšanā iekļaujiet motoru, savienojumu, reduktoru, sūkni un darbināmo iekārtu. Iespējamie strāvas ceļi var sniegties tālāk par pašu motoru.

Pārbaudiet savienoto iekārtu elektrisko savienojumu un izmaiņas mehāniskajā vai elektriskajā konfigurācijā. Jebkuram korektīvajam pasākumam jāsaglabā aizsargzemējums un jāatbilst piemērojamajām drošības prasībām.

Kā apstiprināt diagnozi un korektīvo rīcību?

Izmantojiet savāktos pierādījumus, lai izlemtu, vai vajadzīgi speciālistu mērījumi. Atkarībā no iespējamā mehānisma atbilstoši aprīkots inženieris var pārbaudīt vārpstas spriegumu, augstfrekvences strāvas ceļus vai zemējuma darbību.

Pirms izolētu gultņu, vārpstas zemējuma ierīču, kopējā režīma filtru vai citu mazināšanas metožu izvēles konsultējieties ar motora un piedziņas ražotājiem. Šie risinājumi nav savstarpēji aizvietojami, un tiem jāatbilst konkrētajam motora un piedziņas lietojumam.

Kā novērst atkārtotus bojājumus?

Efektīva novēršana sākas ar uzstādīšanas pārbaudi, nevis tikai viena komponenta nomaiņu. Pārbaudiet, vai motora kabeļi, ekrānu savienojumi, zemējums un piedziņas konfigurācija atbilst attiecīgā ražotāja norādījumiem.

Piemēram, ABB tehniskajos norādījumos par gultņu strāvām aplūkoti iespējamie mazināšanas pasākumi, tostarp piemēroti zemējuma ceļi, simetriski motora kabeļi, izejas filtri un gultņu izolācija. Pareizā pasākumu kombinācija ir atkarīga no piedziņas sistēmas un motora konstrukcijas.

Reģistrējiet informāciju par sākotnējo atteici, izvēlēto koriģējošo pasākumu un turpmāko darbību. Šie ieraksti palīdz inženieriem salīdzināt turpmākās gultņu pārbaudes un noteikt atkārtojošos raksturlielumus.

Ja nepieciešams, nosakiet sākotnējos vibrācijas un temperatūras mērījumus. Izvērtējiet šīs tendences kopā ar apkopes konstatējumiem un elektrotehnisko pārbaužu rezultātiem, nevis paļaujieties uz vienu rādītāju. Motoru darbības apstākļu uzraudzībai bieži izmanto tādas uzraudzības ierīces kā ABB REM610C55HCMR motoru aizsardzības relejs un GE Multilin 339 motoru aizsardzības relejs.

Kādi ir drošības un diagnostikas ierobežojumi?

Motoru un piedziņu sistēmās var būt bīstams spriegums un uzkrāta elektriskā enerģija. Pirms elektrisko savienojumu pārbaudes vai komponentu noņemšanas ievērojiet apstiprinātās atslēgšanas, bloķēšanas, izlādes un pārbaudes procedūras.

Mērījumiem iekārtas darbības laikā nepieciešami piemēroti instrumenti un metodes, kā arī kvalificēts personāls. Iekārtas darbības laikā neatvienojiet aizsargzemējuma savienojumus un nenoņemiet nepieciešamos ekrānus.

Visbeidzot, nošķiriet iespējamo atteices mehānismu no apstiprināta pamatcēloņa. Pārliecinošākais secinājums balstās uz gultņa fizisko stāvokli, elektrotehniskās pārbaudes rezultātiem, ekspluatācijas vēsturi un ražotāja ieteikumiem.

Secinājums: kā izvairīties no atkārtotas gultņu nomaiņas

Atkārtotas gultņu atteices ar frekvenču pārveidotāju darbinātās iekārtās prasa koordinētu elektrotehnisku un mehānisku izmeklēšanu. Saglabājiet bojāto gultni, pārbaudiet mehāniskos apstākļus, izvērtējiet zemējumu un kabeļu ekranējumu, kā arī pārbaudiet piedziņas konfigurāciju. Pirms koriģējoša pasākuma izvēles izmeklējiet visu savstarpēji savienoto iekārtu ķēdi. Tā kā līdzīgus simptomus var izraisīt vairāki atteices mehānismi, apstipriniet diagnozi ar atbilstošiem pierādījumiem un ražotāja ieteikumiem. Šāda pieeja palīdz apkopes komandām izvairīties no atkārtotas nomaiņas un izvēlēties koriģējošus pasākumus, kas atbilst faktiskajai instalācijai.