Technologie

Wykrywanie pękniętych prętów wirnika i analiza mimośrodowości szczeliny powietrznej w indukcyjnych silnikach klatkowych

Od dawna wiadomo, że pęknięcia prętów w indukcyjnym silniku klatkowym, a także mimośrodowość wirnika są częstą przyczyną uszkodzeń silnika.

Pęknięte pręty silnika pojawiać się mogą szczególnie w silnikach napędowych z wysoką bezwładnością obciążenia, tj. wentylatory lub w silnikach o częstym rozruchu. Mimośrodowość wirnika występuje w silnikach które nie były prawidłowo wycentrowane w otworze stojana lub w przypadku wady łożysk.

Lata doświadczeń w analizie stanu stojanów i wirników, zostały wykorzystane do obiektywnego wykrywania problemu, zanim wystąpi awaria.

W odpowiedzi na te kwestie Qualitrol opracował urządzenie Iris Power MDSP3, które znacznie zmniejsza ryzyko błędnych wskazań. W rezultacie identyfikacja maszyn które potrzebują remontu, jest o wiele bardziej precyzyjna. Iris Power MDSP3 zastąpił Iris Power CSMeter, drugą generację urządzenia CSA.

Co to jest MDSP3?

Iris Power MDSP3 jest przenośnym urządzeniem zaprojektowanym specjalnie do monitorowania indukcyjnych silników klatkowych. Iris Power MDSP3 wykrywa usterki uzwojenia klatki wirnika tj. pęknięte pręty wirnika, pęknięcia w pierścieniu zwierającym, wady produkcyjne odlewu, i nierówne szczeliny powietrzne, ponieważ są one przyczyną wielu usterek mechanicznych i elektrycznych w  silnikach indukcyjnych.

Iris Power MDSP3 wykorzystuje technologię bieżącej analizy zapisu, która opiera się na koncepcji, że wady wirnika silnika indukcyjnego lub elementy napędzane, powodują zmiany w strukturze pola magnetycznego wirnika.

Po co badać pręty wirnika i szczelinę powietrzną?

  • Pęknięte pręty mogą powodować miejscowy wzrost temperatury oraz iskrzenie (szczególnie niebezpieczne w środowisku zagrożonym wybuchem) prowadzące do uszkodzenia wirnika.
  • Problemy z wirnikiem prowadzą do przedwczesnej degradacji łożysk.
  • Pęknięte pręty wirnika mogą wypaść z gniazda wirnika w wyniku działania siły odśrodkowej lub kawałki prętów mogą się oderwać i spowodować uszkodzenie uzwojenia stojana.
  • Duże kieszenie powietrzne w uzwojeniu wirnika mogą prowadzić do nierównego rozkładu sił, które powoduje wygięcia i brak wyważenia wirnika.

Dla obracającego się centralnie wirnika, zarówno statyczna i dynamiczna mimośrodowość w wyniku niesymetrycznego przyciągania magnetycznego może doprowadzić do:

  • wysokiego poziomu drgań przez niesymetryczność wirnika,
  • ocierania stojana przez wirnik, co może spowodować awarię uzwojenia stojana.

Problemy te mogą spowodować natychmiastową awarię, często prowadzą do kosztownych napraw lub mogą być katastrofalne w  skutkach. Tak więc wczesna detekcja przy użyciu IRIS Power MDSP3 zapobiega nieoczekiwanym awariom silnika.

Cel pomiarów

Celem pomiarów urządzeniem IRIS Power MDSP3 jest znalezienie problemu zanim powstaną przerwy w uzwojeniu klatkowym. Dzięki pomiarom można naprawić wirnik w ułamku kosztów jego wymiany. Można zapobiec drogiej wymianie rdzenia wirnika, zminimalizować wymuszone przestoje tj. zapobiec drogim stratom produkcyjnym.

Celem pomiarów jest umożliwienie planowania i ujęcia w budżecie czynności konserwacyjnych oraz zwiększenie niezawodności maszyn i procesów.

Zawartość zestawu:

  • Iris Power MDSP3 procesor i sonda z 2m kablem z gumy silikonowanej
  • Cęgi prądowe: 2 w zestawie; 5A, i rozszerzone 250A, 500A i 1000A; Zacisk typu, 690 V
  • Cyfrowy Obrotomierz
  • DAU USB kabel
  • Uniwersalny zasilacz — 120/240 V, 50/60 Hz
  • Płyta CD zawierająca pakiet oprogramowania MDSP3
  • Skrócona instrukcja obsługi
  • Walizka o normach (IP67, NEMA 4X)

Oprogramowanie

Oprogramowanie posiada zdolność do sporządzania trendu pomiarów (Uwaga: Pomiary te powinny być wykonane przy porównywalnym obciążeniu). Funkcja ta jest przydatna do analizy zmian w intensywności przerwanych prętów wirnika i zmian AGE (mimośrodowość szczeliny powietrznej) w pewnym okresie czasu. Pomiary powinny być wykonywane co najmniej raz na 6 miesięcy. Jeśli pomiary wskazują ostrzeżenia lub poziomy wskazujące na problem, to częstotliwość pomiarów powinna być zwiększona do co najmniej raz w miesiącu.

Korzyści:

Urządzenie Iris Power MDSP3 jest opracowane przez połączenie zaawansowanych algorytmów analizy zapisu prądu, by dokładnie przewidzieć poślizg operacyjny mierzonego prądu. Obliczenia poślizgu mogą być wykonywane pod różnymi obciążeniami. Urządzenie potrafi wykryć usterki uzwojenia klatki i mimośrodowość z użyciem cęgowego czujnika prądu podłączonego do uzwojenia wtórnego 50 i 60 Hz prądu silnika; lub z przewodów fazowych. Wszystkie badania odbywają się on-line (podczas pracy silnika) w mniej niż 75 sekund w normalnym trybie, by zlokalizować problem zanim spowoduje dodatkowe uszkodzenia silnika. MDSP3 może dokładnie przetestować silniki w różnych warunkach obciążenia, przy czym wiele innych systemów testowych daje niejednoznaczne wyniki. Iris Power MDSP3 obsługuje dwie sondy do pokrycia szerokiego zakresu prądu od 5A do 1000A.

ZUT Energoaudyt
Dariusz Wójcik

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top