Reduzierung der Komplexität bei der Fehlersuche an Motorantrieben mithilfe des Motorantrieb-Analysators Fluke MDA-550

Motorantriebe finden sich überall und sind unentbehrlich für die Regelung der Drehzahl eines Motors für die Anforderungen einer Anwendung. Diese Antriebe werden als „Antriebe mit variabler Drehzahl“ (VSD), „Antriebe mit variabler Frequenz“ (VFD), „Antriebe mit regelbarer Drehzahl“ (ASD) und im deutschsprachigen Raum meist als „Frequenzumrichterantriebe“ bezeichnet. Motorantriebe sind zwar unscheinbare, und dennoch unverzichtbare Komponenten in Ventilatoren, Pumpen, Verdichtern und anderen motorgetriebenen Maschinen und Geräten.

Norbert Hanigovszki, Projektleiter bei Danfoss Drives, führt den MDA-550 vor

Danfoss, ein weltweit aktives Unternehmen in den Bereichen Wärme- und Kältetechnik sowie Hydraulik- und Motorantriebe, ist eines der größten dänischen Industrieunternehmen und damit auch einer der bedeutendsten Arbeitgeber in Dänemark. Seit nunmehr 50 Jahren stellt dieses von dem legendären Innovator Mads Clausen gegründete Unternehmen Motorantriebe her, die mittlerweile millionenfach auf der ganzen Welt im Einsatz sind. Danfoss hat sich vor kurzem mit Fluke zusammengetan, um den neuen Motorantrieb-Analysator Fluke MDA-550 zu testen.

Norbert Hanigovszki, Projektleiter in der Technologieentwicklungsgruppe bei Danfoss Drives, wird oft gebeten, mit seinem Fachwissen bei der Fehlersuche zu helfen und bei Anwendungen von Motorantrieben in der Praxis zu unterstützen. Norbert Hanigovszki ist seit 16 Jahren im Unternehmen. Er verfügt über einen Bachelor- und einen Master-Abschluss in Elektrotechnik und hat auf dem Gebiet „EMV und Leistungselektronik“ promoviert.

„Wenn Sie heute zu einem Serviceeinsatz vor Ort gerufen werden und nicht genau wissen, wo Sie mit der Suche beginnen oder was Sie untersuchen sollen, werden Sie wahrscheinlich ein Multimeter, ein Oszilloskop und einen Netzanalysator mitnehmen“, sagt Hanigovszki. „Außerdem werden Sie auf spezielle Kenntnisse zurückgreifen müssen, erweitert um einen reichen Erfahrungsschatz.“

Weniger tragen und mehr erreichen – mit dem Motorantrieb-Analysator Fluke MDA-550

„Mit dem Motorantrieb-Analysator ändern sich die Dinge, weil Sie nur ein einziges Messgerät benötigen“, erläutert Hanigovszki. „Der Analysator ermöglicht eine detaillierte Fehlersuche, und ein weiterer Vorteil ist, dass Sie von diesem Gerät durch Abbildungen und Anleitungen unterstützt werden.“

„Das Gerät ist wie ein Assistent. Der Analysator sagt Ihnen, was Sie messen sollten. Wenn Sie z. B. die Spannung am Ausgang des Antriebs messen möchten, stellt dieser Assistent das Gerät genau auf die Messung an diesem bestimmten Punkt ein.“

Im MDA-550 sind geführte Prüfabläufe für alle wesentlichen Messpunkte integriert: Antriebseingang, Restwelligkeit im DC-Zwischenkreis, Antriebsausgang, Motoreingang und Motorwellenspannung. Sobald ein Techniker eine Prüfung ausgewählt hat, geschieht Folgendes:

• Spannungs- und Strommessungen werden visualisiert, und es erfolgt die schrittweise Führung für das problemlose Anschließen des Messgeräts an einen Motorantrieb mit Frequenzumrichter.
• Voreingestellte Messprofile erfassen Daten entsprechend des ausgewählten Prüfverfahrens. Komplexe Einrichtungsvorgänge entfallen.
• Eine integrierte Funktion zur Berichterstellung erleichtert dem Techniker das Erstellen von professionellen Berichten über den Zustand der Motorantriebe vor und nach der Fehlerbehebung.

Was ist die „Super-Anwendung“?

Prüfen auf vorhandene Motorwellenspannung mithilfe des Fluke MDA-550

Hanigovszki erklärt, dass bei einer Motorantriebsanalyse alle Prüfschritte wichtig sind, die „Super-Anwendung“ im Fluke MDA ist für ihn jedoch die Funktion zur Messung der Motorwellenspannung, mit der überprüft werden kann, ob in den Lagern des Motors elektrische Entladungen auftreten.

„Bei der Suche nach den Ursachen von Störungen und Beschädigungen müssen Sie die elektrischen Entladungen in den Lagern sowohl aus qualitativer als auch aus quantitativer Sicht analysieren“, so Hanigovszki. „Das bedeutet, dass Sie sehen möchten, wie stark diese Entladungen sind, denn je stärker die Entladungen, desto größeren Schaden können sie anrichten. Aber Sie möchten auch wissen, wie oft die Entladungen stattfinden, denn je öfter sie auftreten, desto umfangreicher sind die Schäden und desto schneller verschleißen die Lager.“

Messungen an einer sich schnell drehenden Motorwelle können sich schwierig gestalten und sind auch nicht immer ganz ungefährlich. Der Wellenspannungs-Tastkopf des MDA-550 bietet eine sichere und einfache Möglichkeit, mithilfe einer kleinen, elektrisch leitenden Bürste elektrische Verbindungen zur Motorwelle herzustellen. Diese Prüfung ist ein einzigartiges Merkmal des MDA-550 und verfügt über ein vorgefertigtes Prüfprogramm, das direkt aus dem Menü aufgerufen wird und Ihnen genau zeigt, wie Sie erden und Messpunkte für Spannung und Strom anschließen müssen.

„Die Besonderheit des Motorantrieb-Analysators besteht darin, dass er sowohl eine qualitative als auch eine quantitative Analyse ermöglicht, die Ihnen beides liefert: sowohl die Anzahl der aufgetretenen Entladungen als auch die Amplituden der Entladungen, und wie bei jedem Oszilloskop sehen Sie den Signalverlauf. Anhand dieser Informationen können Sie dann Probleme mit Motorlagern schnell beheben.“

Bedeutung einer Oberschwingungsanalyse

Hanigovszki betont, dass Sie nicht nur sehen möchten, was an der Ausgangsseite des Antriebs in Richtung Motor passiert, sondern auch auf die Stromversorgung des Antriebs schauen sollten, um zu erfahren, welche Rückwirkung der Antrieb auf das Versorgungsnetz hat.

Der Motorantrieb-Analysator kann eine Oberschwingungsanalyse an der Eingangsseite des Antriebs durchführen. Motorantriebe können harmonische Verzerrungen erzeugen, die zu Problemen bei anderen elektrischen Anlagen führen können.

„Mit dem MDA 550 haben Sie ein Messgerät in der Hand, das Ihnen sagt, ob das Netz durch Oberschwingungen belastet wird, denn Oberschwingungen sind ein Nebeneffekt bei Leistungselektronik“, erläutert Hanigovszki, „Leistungselektronik neigt dazu, Strom in nicht-sinusförmiger Form aus dem Netz zu ziehen, und der Analysator kann zur Beurteilung der Auswirkungen auf das Netz genutzt werden.“

Einfaches Erstellen von Berichten

Mit dem Fluke MDA-550 können Sie zudem problemlos Daten erfassen und mithilfe eines integrierten Berichtgenerators Prüfberichte erstellen. Außerdem können Sie bis zu 100 der letzten aufgenommenen Bildschirme speichern und wiedergeben.

„Denn wenn Sie vor Ort sind und beispielsweise eine kurze Störung sehen, die dann gleich wieder weg ist, dann werden Sie sich sagen: ‚Ich wünschte, ich hätte das gespeichert oder erfasst‘“, bemerkt Hanigovszki. „Mit diesem Messinstrument ist das jedoch kein Problem. Sie tippen nur auf ‚Wiedergabe‘ und kehren zum Zeitpunkt einer für die Untersuchung interessanten Beobachtung zurück.“

Bei Diskussionen mit Technikern, für die dieses Gerät vorgesehen ist, konnte Hanigovszki feststellen, dass es sich bei diesen Technikern nicht um Antriebsspezialisten handeln muss. Schließlich sind Assistenten und Diagramme vorhanden, die diese Techniker bei der korrekten Ausführung von Messungen an Motorantrieben unterstützen.

„Das Gerät ist bereits auf die Durchführung der Messung eingestellt“, betont Hanigovszki, „und damit ist auch der Zeitraum für die ausgewählte Messung geeignet. Das ist hilfreich für alle, die keine Spezialisten für Motorantriebe sind.“