VFD Kaynaklı Rulman Akımları: Elektrik Motoru Rulman Hasarının Teşhisi

Rulman arızaları neden elektriksel inceleme gerektirir?

Motor rulmanlarındaki arızalar genellikle yağlama, hizalama, kirlenme veya aşırı mekanik yükle ilişkilendirilir. Bunlar önemli nedenler olmaya devam etse de tekrarlanan her arızayı açıklamaz.

Değişken frekanslı sürücü (VFD) kurulduktan veya değiştirildikten sonra rulman hasarı görülürse mühendisler elektrik sistemini de incelemelidir. Eviricinin hızlı anahtarlanması, istenmeyen yollardan akım geçmesine neden olan yüksek frekanslı gerilim farkları oluşturabilir.

Ortaya çıkan hasar, alışılmış mekanik aşınmaya benzeyebilir. Bu nedenle, altta yatan nedeni araştırmadan rulmanı değiştirmek, ilk sorunu çözmeden bırakabilir.

Ancak VFD montajından sonra meydana gelen bir arıza, arızaya sürücünün neden olduğunu kanıtlamaz. Nedeni belirlemek için rulman, motor, sürücü, kablolama, topraklama ve çalışma geçmişinden kanıtlar gerekir.

VFD'ler rulman akımları oluşturabilir?

Allen-Bradley 22A-D2P3N104 AC sürücü gibi değişken frekanslı sürücüler (VFD), motora uygulanan frekans ve gerilimi kontrol ederek motor hızını ayarlar. Darbe genişlik modülasyonu, evirici çıkış elemanlarını hızla anahtarlayarak yüksek frekanslı bileşenler içeren gerilim geçişleri üretir.

Bu elektriksel koşullar mil gerilimi oluşturabilir ve motor rulmanlarından geçen istenmeyen akım yollarına neden olabilir.

Kapasitif deşarj akımları nedir?

Motor içindeki parazit kapasitans, ortak mod gerilimini rotora ve mile aktarabilir. Bir rulman temasındaki gerilim, temasın elektriksel zorlanmaya dayanma sınırını aşarsa, yuvarlanma teması üzerinden deşarj meydana gelebilir.

Tekrarlanan deşarjlar, rulman yüzeylerinde küçük kraterler de dahil olmak üzere elektriksel erozyon hasarına yol açabilir.

Yüksek frekanslı dolaşım akımları nedir?

Bazı motor tasarımlarında yüksek frekanslı manyetik akı, mil boyunca farklı noktalar arasında gerilim indükler. Bu durum mil, rulmanlar ve motor gövdesi üzerinden akım geçmesine neden olabilir.

Bu mekanizma, motorun yapısına ve elektriksel koşullara bağlıdır. Büyük motorlar bu tür bir inceleme açısından özellikle önem taşıyabilir.

Mil-topraklama akımları nedir?

Mil, motor gövdesi ve bağlı ekipman arasındaki gerilim farkları başka bir akım yolu oluşturabilir. Kuruluma bağlı olarak bu yol, bağlı bir pompa veya redüktördeki kaplin ve rulmanlardan geçebilir.

Bu mekanizmalar birbirinden farklıdır, ancak aynı sistemde birden fazlası görülebilir. Mühendisler, düzeltici önlemi seçmeden önce akımın izlediği gerçek yolu belirlemelidir.

Rulman Hasarı Size Ne Anlatabilir?

Elektriksel aşınma, mat bir görünüme, küçük çukurlara veya fluting olarak bilinen, düzenli aralıklarla sıralanmış oluklara yol açabilir. Bu desenler tekrarlanan elektrik boşalmasına işaret edebilir, ancak kesin tanı için yalnızca görsel inceleme yeterli değildir.

Temizlemeden önce rulmanın fotoğrafını çekin. Hasarın konumunu, rulman tanımlama bilgisini ve motor tarafını kaydedin. Daha ayrıntılı inceleme gerekebileceğinden çıkarılan bileşenleri saklayın.

Fiziksel kanıtları çalışma trendleri ve yakın zamanda yapılan elektriksel değişikliklerle ilişkilendirin. Tek başına ne koyu renkli gres ne de titreşim alarmı, elektriksel bir nedeni kanıtlar.

Başka Bir Rulmanı Değiştirmeden Önce Hangi Kontrolleri Tamamlamalısınız?

Arıza kanıtlarını nasıl korursunuz?

Rulman kodunu ve rulmanın tahrik tarafından mı yoksa tahriksiz taraftan mı geldiğini kaydedin. Temizlemeden önce yuvarlanma yollarının, yuvarlanma elemanlarının, keçelerin ve yağlayıcının fotoğrafını çekin.

Mevcut titreşim trendlerini, çalışma saatlerini, yük koşullarını ve bakım kayıtlarını toplayın. Ayrıca VFD modelini, motor tanımlama bilgilerini, yakın zamanda yapılan parametre değişikliklerini ve motor kablosu bilgilerini kaydedin. Sürücü tarafındaki kayıtlarda ABB ACS600 NINT-72C kontrol arayüz kartı ve ABB DIS0012 sürücü arayüz modülü gibi bileşenler yer alabilir.

Mekanik ve elektriksel nedenleri nasıl araştırırsınız?

Yağlamayı, kirlenmeyi, rulman geçmesini, milin durumunu, yatak gövdesinin durumunu, hizalamayı ve yüklemeyi inceleyin. Hasarın konumunu beklenen mekanik yük bölgesiyle karşılaştırın.

Aynı zamanda olası elektriksel aşınmayı da araştırın. Mekanik ve elektriksel hasarlar birlikte görülebileceğinden, inceleme erken aşamada ikisinden birini seçmeye zorlamamalıdır.

Topraklama ve kablo ekranlamasında neleri kontrol etmelisiniz?

Motorun koruyucu topraklama bağlantısını ve topraklama düzeninin tamamını gözden geçirin. Ekran bağlantılarını, eşpotansiyel bağlantı noktalarını, korozyonu, boyalı temas yüzeylerini ve önceki bakımlarda yapılan değişiklikleri kontrol edin.

Kablo ekranlaması ve bağlantıları için VFD ve motor üreticilerinin gerekliliklerine uyun. Belirtildiği durumlarda, motor ve sürücü uçlarındaki 360 derece bağlantıyı doğrulayın.

Yeterli bir DC süreklilik ölçümü, yüksek frekanslarda düşük empedans olduğunu göstermez. Temel bir süreklilik testini, yüksek frekanslı dönüş yolunun yeterli olduğunun kanıtı olarak kabul etmeyin.

Hangi sürücü ve motor ayarlarını gözden geçirmelisiniz?

Yapılandırılmış anahtarlama veya taşıyıcı frekansını, hız aralığını, çalışma profilini ve ilgili sürücü ayarlarını kaydedin. Bu ayrıntıları onaylanmış uygulama yapılandırması ve üretici önerileriyle karşılaştırın.

Bir teoriyi sınamak için anahtarlama frekansını veya çıkış filtresini değiştirmeyin. Bu tür değişiklikler motorun ısınmasını, elektromanyetik uyumluluğu, sürücü performansını ve diğer uygulama gerekliliklerini etkileyebilir.

Ekipman grubunun tamamı neden incelenmeli?

İncelemeye motoru, kaplini, dişli kutusunu, pompayı ve tahrik edilen ekipmanı dahil edin. Olası akım yolları motorun kendisinin ötesine uzanabilir.

Birbirine bağlı ekipmanlar arasındaki eşpotansiyel bağlantıları gözden geçirin ve mekanik ya da elektriksel düzenlemede değişiklik olup olmadığını kontrol edin. Her türlü düzeltici önlem, koruyucu topraklamayı ve geçerli güvenlik gerekliliklerini korumalıdır.

Teşhisi ve düzeltici işlemi nasıl doğrularsınız?

Uzman ölçümlerine gerek olup olmadığına karar vermek için toplanan kanıtları kullanın. Şüphelenilen mekanizmaya bağlı olarak, uygun donanıma sahip bir mühendis şaft gerilimini, yüksek frekanslı akım yollarını veya topraklama performansını inceleyebilir.

Yalıtılmış rulmanlar, şaft topraklama cihazları, ortak mod filtreleri veya diğer azaltma yöntemlerini seçmeden önce motor ve sürücü üreticilerine danışın. Bu önlemler birbirinin yerine kullanılamaz ve motor ile sürücü uygulamasına uygun olmalıdır.

Tekrarlayan Arızaları Nasıl Önleyebilirsiniz?

Etkili önleme, tek bir parçayı değiştirmek yerine kurulumun gözden geçirilmesiyle başlar. Motor kablolarının, ekran bağlantılarının, topraklamanın ve sürücü yapılandırmasının ilgili üretici talimatlarına uygun olduğunu doğrulayın.

Örneğin ABB'nin rulman akımlarıyla ilgili teknik kılavuzunda, olası azaltma önlemleri olarak uygun topraklama yolları, simetrik motor kabloları, çıkış filtreleri ve rulman yalıtımı ele alınır. Doğru önlem bileşimi, sürücü sistemine ve motor tasarımına bağlıdır.

İlk arızaya, seçilen düzeltici önleme ve sonrasındaki çalışma performansına ilişkin kayıtları tutun. Bu kayıtlar, mühendislerin gelecekteki rulman incelemelerini karşılaştırmasına ve tekrarlayan sorunları belirlemesine yardımcı olur.

Uygun olduğu durumlarda temel titreşim ve sıcaklık ölçümlerini kaydedin. Tek bir göstergeye güvenmek yerine bu eğilimleri bakım bulguları ve elektrik incelemesi sonuçlarıyla birlikte değerlendirin. ABB REM610C55HCMR motor koruma rölesi ve GE Multilin 339 motor koruma rölesi gibi izleme cihazları, motorun çalışma koşullarını takip etmek için yaygın olarak kullanılır.

Güvenlik ve Teşhis Açısından Sınırlamalar Nelerdir?

Motor-sürücü sistemlerinde tehlikeli gerilimler ve depolanmış elektrik enerjisi bulunabilir. Elektrik bağlantılarını incelemeden veya bileşenleri çıkarmadan önce onaylı enerji izolasyonu, kilitleme, enerjiyi boşaltma ve doğrulama prosedürlerini uygulayın.

Enerji altındaki ölçümler için uygun cihazlar, yöntemler ve yetkin personel gerekir. Ekipman çalışırken koruyucu topraklama bağlantılarını devre dışı bırakmayın veya gerekli ekranları çıkarmayın.

Son olarak, şüphelenilen bir mekanizmayı doğrulanmış temel nedenden ayırın. En sağlam sonuç; rulmandaki fiziksel bulguları, elektriksel inceleme sonuçlarını, çalışma geçmişini ve üretici kılavuzlarını bir arada değerlendirir.

Sonuç: Tekrarlayan Rulman Değişimlerinden Kaçınma

VFD ile sürülen ekipmanlardaki tekrarlayan rulman arızaları, elektrik ve mekanik sistemlerin koordineli biçimde incelenmesini gerektirir. Arızalı rulmanı koruyun, mekanik koşulları inceleyin, topraklamayı ve kablo ekranlamasını gözden geçirin ve sürücü yapılandırmasını doğrulayın. Düzeltici bir önlem seçmeden önce birbirine bağlı tüm ekipman zincirini inceleyin. Birden fazla arıza mekanizması benzer belirtilere yol açabileceğinden, teşhisi uygun kanıtlar ve üretici kılavuzlarıyla doğrulayın. Bu süreç, bakım ekiplerinin tekrarlanan değişimlerden kaçınmasına ve gerçek kuruluma uygun düzeltici önlemleri seçmesine yardımcı olur.