Czech

Měření napěťových výbojů na hřídeli motoru pomocí analyzátoru motorových pohonů Fluke MDA-550

Napěťové pulzy pohonů s proměnnými otáčkami se mohou indukovat ze statoru do rotoru motoru. Výsledkem může být přítomnost elektrického napětí na hřídeli rotoru. Pokud toto napětí na hřídeli rotoru překročí izolační schopnosti maziva ložisek, může docházet k elektrickým nebo obloukovým výbojům na strojním vybavení způsobujícím důlkování a vybrušování kroužků motorových ložisek, tedy poškození, které může způsobit předčasné selhání motoru. Tento tip pro použití vysvětluje způsoby použití analyzátoru motorových pohonů MDA-550 a hřídelové napěťové sondy k měření výskytu napěťových výbojů na hřídeli motoru.

Výboje napětí na hřídeli

Kapacitní vazba mezi statorem motoru a rotorem může vytvořit nárůst napětí na hřídeli motoru. Z tohoto důvodu mohou ložiska ve většině elektromotorů trpět opotřebením způsobeným nejen rotací hřídele, ale také elektrickými proudy protékajícími ložisky z hřídele motoru do uzemnění. Na motorech napájených střídavým napětím sinusového průběhu se mohou mezi hřídelem/ložiskem a kostrou objevit napětí okolo 1 V až 2 V. U motorů napájených rychle spínanými průběhy pohonů s proměnnými otáčkami (VFD) však napětí mezi hřídelem/ložiskem a kostrou může být i 8 V až 15 V. Napětí této úrovně již je schopno prorazit izolaci tvořenou mazivem a následné jiskření může způsobovat důlkování, vybrušování a další tavná poškození, která vedou k předčasnému selhání ložisek a motoru.

Vybroušený kroužek ložiska
Vybrušování kroužků ložisek způsobené ložiskovými proudy (fotografie poskytnuta společností Electro Static Technology).
Použití MDA
Měření napětí na motorové hřídeli pomocí sady napěťové sondy

Hřídelová napěťová sonda

Kapacitní vazba mezi statorem motoru a rotorem může vytvořit nárůst napětí na hřídeli motoru. Z tohoto důvodu mohou ložiska ve většině elektromotorů trpět opotřebením způsobeným nejen rotací hřídele, ale také elektrickými proudy protékajícími ložisky z hřídele motoru do uzemnění. Na motorech napájených střídavým napětím sinusového průběhu se mohou mezi hřídelem/ložiskem a kostrou objevit napětí okolo 1 V až 2 V. U motorů napájených rychle spínanými průběhy pohonů s proměnnými otáčkami (VFD) však napětí mezi hřídelem/ložiskem a kostrou může být i 8 V až 15 V. Napětí této úrovně již je schopno prorazit izolaci tvořenou mazivem a následné jiskření může způsobovat důlkování, vybrušování a další tavná poškození, která vedou k předčasnému selhání ložisek a motoru.

Měřicí přístroj

Přístroj MDA-550 umožní snadno a rychle testovat a vyhledávat typické problémy na třífázových i jednofázových systémech motorových pohonů s měničem. Kromě funkcí čtyřkanálového přenosného osciloskopu a záznamníku nabízí speciální funkce pro analýzu motorových pohonů a podrobné pokyny pro nastavení s informacemi zobrazovanými na obrazovce. To zjednodušuje konfiguraci analyzátoru a umožní vám provést potřebná měření pohonu od napětí na vstupu až po instalovaný motor, včetně měření napětí na hřídeli motoru.

Napěťové špičky na hřídeli mohou být velmi rychlé, často kratší než rozsah mikrosekund. Velká šířka pásma (500 MHz) analyzátoru Fluke MDA-550 a vysoká vzorkovací rychlost (až 5 Gvzorků/s) jej předurčují k měření rychlých změn napětí.

F-MDA-550-01a
Analyzátor motorových pohonů Fluke MDA-550

Výsledky měření

Při výchozím měření napětí na hřídeli motoru se zobrazují napěťové křivky naměřené na hřídeli motoru jako takové. Hodnoty napětí špička-špička zobrazované v horní části obrazovky označují maximální hodnotu zaznamenané křivky, což je samo o sobě již známkou výskytu vysokých napětí na hřídeli. Četnost výskytu těchto rychlých výbojů však nelze tímto způsobem určit. S využitím funkce EVENTS ON (Události zapnuty) dokáže MDA-550 zobrazit křivky s výboji na základě předdefinovaného minimálního rozdílu napětí a maximálního rozdílů času.

Zobrazení se aktualizuje s každou zaznamenanou křivkou s prudší dobou náběhu nebo úbytku spolu s počtem detekovaných událostí za sekundu. Křivky výbojů se zobrazují jako nárůst napětí vůči zemi s ostrou vertikální čárou v okamžiku výboje. Pro podrobnou analýzu poslední zachycené křivky nabízí MDA-550 funkci REPLAY (Přehrát) s pamětí obsahující obrazovky posledních 100 zachycených křivek. Obrazovky lze vybírat jednotlivě nebo zobrazovat jako animaci.

Napěťové výboje přesahující 15 V a doby přechodu rychlejší než 50 nanosekund mohou naznačovat elektrické výboje, které mají potenciál poškodit ložiska. Samotný jejich výskyt však k eventuálnímu poškození ložisek nestačí, protože roli hraje i celá řada dalších faktorů.

Pokud jsou na hřídeli zjištěna příliš vysoká napětí, je vhodné ověřit, zda není možné snížit napěťové výboje úpravou kabeláže, uzemnění parametrů pohonu nebo maziva. Jestliže to možné není nebo to nevede k požadovanému výsledku, představují vhodné alternativy uzemňovací zařízení na hřídeli nebo izolovaný hřídel. Účinek těchto opatření pro snížení napětí na hřídeli lze snadno pozorovat porovnáním počtu zaznamenaných událostí před zavedením změn a po něm.

Události na hřídeli motoru vypnuty
Signál napětí na motorové hřídeli s vypnutými událostmi znázorňuje všechny zachycené signály s odečtem napětí špička-špička
Motorová hřídel2
Napěťové výboje na hřídeli se zadaným minimálním napětím a maximální dobou úbytku či náběhu ve formě tabulky
Křivka výboje na hřídeli motoru
Se zapnutými událostmi se zobrazují jen křivky v rozmezí zadaného minimálního napětí a maximální doby úbytku či náběhu
Přehrání údajů naměřených na motorové hřídeli
Funkce REPLAY umí zobrazit posledních 100 zachycených křivek pro účely další analýzy

Chcete získat další informace?

Stačí vyplnit krátký formulář Žádost o předvedení a kontaktujeme vás, abychom s vámi naplánovali předvedení přístroje odborným technikem společnosti Fluke. Přístroj si budete moci sami vyzkoušet přímo na svém pracovišti a otestovat jej na měřeních, která nejčastěji provádíte. Uvidíte, jak snadno se naše přístroje používají, a můžete se nechat proškolit v používání přístroje i souvisejícího příslušenství. Takže pokud si ho koupíte, získáte jistotu, že jste si vybrali ten správný přístroj – a že jej dokážete využít naplno.

Získejte ukázku zdarma