Bahasa

Lima poin pengujian utama untuk memahami efisiensi dan performa penggerak motor

Penggerak motor adalah teknologi yang banyak digunakan untuk mengubah tegangan konstan dari catu daya listrik ac menjadi tegangan yang dapat divariasikan untuk mengontrol torsi motor dan kecepatan motor yang ideal untuk menggerakkan beban peralatan mekanis. Penggerak motor menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi daripada motor sederhana yang tersambung ke daya dan tingkat pengontrolan yang tidak tersedia di motor sederhana yang digerakkan secara langsung. Faktor seperti ini akan menghasilkan penghematan biaya energi, performa produksi yang lebih tinggi, dan memperpanjang masa pakai motor.

MDA Profile.jpg

Menurut Departemen Energi AS (DOE), sistem motor sangat penting dalam pengoperasian hampir setiap pabrik, diperkirakan sekitar 60% hingga 70% dari semua tenaga listrik yang digunakan. DOE juga mengidentifikasi penggerak frekuensi variabel (VFD) sebagai sumber untuk menghasilkan penghematan biaya yang signifikan di pabrik. Tidak heran kalau penggerak motor banyak digunakan di berbagai industri dan fasilitas. Untuk memastikan waktu operasional sistem motor ini, perawatan dan pemecahan masalah merupakan prioritas.

Tantangan dalam pengujian penggerak motor

Pemecahan masalah dan pengujian pada penggerak motor, atau disebut juga dengan penggerak frekuensi variabel (VFD), atau penggerak kecepatan variabel (VSD), atau penggerak kecepatan yang dapat disesuaikan (ASD) sering kali dilakukan oleh spesialis menggunakan beberapa instrumen pengujian, termasuk osiloskop, multimeter digital, atau alat pengujian lainnya. Pengujian seperti ini bisa melibatkan beberapa kali proses coba-coba yang menggunakan proses eliminasi konvensional. Terkait dengan kompleksitas pada sistem motor, pengujian sering dilakukan setiap tahun kecuali sistem mulai menunjukkan kondisi rusak. Menentukan lokasi untuk memulai pengujian bisa jadi sulit dilakukan karena biasanya tidak adanya atau tidak lengkapnya riwayat pengerjaan pada peralatan. Di sini termasuk juga dokumentasi pengujian dan pengukuran tertentu yang dilakukan sebelumnya, pekerjaan yang telah selesai, atau kondisi masing-masing komponen saat ditinggalkan. Kemajuan dalam teknologi pengujian telah mengeliminasi beberapa tantangan. Instrumen yang lebih baru, seperti Fluke Motor Drive Analyzer MDA-510 dan MDA-550 dirancang untuk membuat pengujian penggerak motor lebih efisien dan bisa ditindaklanjuti dengan kemampuan untuk mendokumentasikan proses dalam setiap langkahnya. Laporan ini dapat disimpan dan dibandingkan dengan pengujian selanjutnya untuk mendapatkan gambaran yang lebih besar tentang riwayat perawatan penggerak motor.

Cara yang lebih mudah untuk pemecahan masalah pada VFD

Dengan memadukan fungsi pengukuran, osiloskop dan perekam genggam, dan dengan dipandu oleh instruktur berpengalaman, alat penganalisis penggerak motor canggih ini menggunakan perintah di layar, diagram penyiapan yang jelas, dan petunjuk langkah demi langkah yang ditulis oleh pakar penggerak motor untuk memandu Anda melakukan pengujian yang penting. Metode baru ini menguraikan dan mempermudah pengujian yang kompleks sehingga memungkinkan spesialis penggerak motor berpengalaman untuk bekerja dengan cepat dan meyakinkan untuk memperoleh detail yang mereka butuhkan. Metode baru ini juga memungkinkan teknisi yang kurang berpengalaman untuk lebih cepat memulai analisis pada penggerak motor.

Mengetahui sumber penyebab kerusakan pada penggerak motor atau melakukan pemeriksaan perawatan preventif secara rutin paling baik dilakukan dengan serangkaian pengujian dan pengukuran standar pada poin yang penting dalam sistem. Dimulai dari input daya, pengujian yang penting dengan teknik pengukuran yang berbeda, dan kriteria evaluasi dilakukan secara menyeluruh pada sistem, dan terakhir di bagian outputnya.

Berikut adalah beberapa pengujian penting untuk pemecahan masalah pada penggerak motor:

(Perhatikan bahwa Fluke Motor Drive Analyzer akan memandu Anda menjalankan pengujian ini dan mengotomatisasi berbagai penghitungan yang diperlukan agar Anda dapat memperoleh hasil secara meyakinkan. Selain itu, Anda dapat menyimpan data ke dalam laporan pada hampir semua titik pengujian, sehingga Anda dapat mengunggah dokumen ke dalam sistem manajemen perawatan terkomputerisasi (CMMS) atau membagikannya dengan rekan atau mengonsultasikannya dengan pakar.

Catatan keamanan: Ingatlah untuk selalu membaca informasi keamanan produk sebelum memulai pengujian. Jangan bekerja sendiri, dan patuhi aturan keselamatan setempat dan nasional. Gunakan alat pelindung diri (sarung tangan karet, pelindung wajah, dan pakaian tahan api yang disetujui) untuk menghindari cedera akibat sengatan dan percikan letupan listrik (arc blast) dari konduktor bermuatan listrik yang berbahaya.

Untuk memulai setiap pengujian dengan Fluke Motor Drive Analyzer, cukup hubungkan probe pengujian sesuai diagram, lalu tekan Next (Berikutnya).

Koneksi Fase Ke Fase
Koneksi pengukuran untuk input penggerak dengan panduan langkah demi langkah

1. Input Penggerak

Menganalisis daya yang mengalir ke penggerak motor adalah langkah pertama yang baik untuk menentukan apakah sirkuit feeder pada penggerak memiliki distorsi, disturbansi, atau noise yang dapat memengaruhi ground daya.

Pengujian

Bandingkan tegangan rata-rata nominal pada penggerak dengan tegangan yang disuplai untuk melihat dengan cepat apakah nilainya berada dalam batasan yang dapat diterima. Nilai yang lebih dari 10% di luar kisaran menunjukkan tegangan suplai bermasalah. Tentukan apakah arus input berada dalam nilai maksimum dan konduktor sudah terpasang dengan ukuran yang sesuai.

  • Bandingkan frekuensi yang terukur dengan frekuensi yang ditetapkan. Perbedaan lebih dari 0,5 Hz bisa menimbulkan masalah.
  • Periksa apakah distorsi harmonik berada dalam level yang bisa diterima. Periksa secara visual bentuk gelombang, atau lihat layar spektrum harmonik yang menunjukkan distorsi harmonik total dan harmonik individual. Bentuk gelombang datar di bagian atas, misalnya, dapat mengindikasikan beban non-linear terhubung ke sirkuit feeder yang sama. Jika Distorsi Harmonik Total (THD) lebih dari 6%, kemungkinan ada masalah.
  • Periksa ketidakseimbangan tegangan pada terminal input untuk memastikan ketidakseimbangan fase tidak terlalu tinggi (kurang dari 6 sampai 8%), dan rotasi fase sudah benar. Nilai ketidakseimbangan tegangan yang tinggi mengindikasikan adanya gangguan fase. Nilai di atas 2% bisa menyebabkan ketidakberaturan pada tegangan dan menyebabkan pemutusan pelindung kesalahan akibat kelebihan beban pada penggerak, atau mengganggu peralatan lain.
  • Ujilah ketidakseimbangan arus. Ketidakseimbangan yang berlebihan mungkin bisa mengindikasikan adanya masalah pada rectifier penggerak. Nilai ketidakseimbangan arus di atas 6% dapat menunjukkan adanya masalah pada inverter penggerak motor dan dapat menjadi masalah.

2. Bus DC

Konversi dari AC menjadi DC di dalam penggerak sangat penting. Untuk menghasilkan performa terbaik dari penggerak, tegangan harus benar dan perlu lonjakan rendah yang dapat diterima. Tegangan riak tinggi dapat menjadi indikator adanya kapasitor yang rusak atau kesalahan pada ukuran motor yang terhubung. Fungsi perekam pada Fluke MDA-500 Series Motor Drive Analyzer bisa digunakan untuk memeriksa performa bus DC secara dinamis dalam mode pengoperasian selama beban diberikan. Sebagai alternatif, Fluke ScopeMeter® Test Tool atau advanced multimeter dapat digunakan untuk pengujian ini.

Pengujian

Drive DC Bus DC Level1
Lonjakan pada Bus DC
  • Tentukan apakah tegangan bus DC proporsional terhadap puncak tegangan di jalur input. Kecuali untuk rectifier terkontrol, nilai tegangan harus sekitar 1,31 hingga 1,41 kali dari tegangan jalur RMS. Nilai tegangan DC yang rendah bisa menyebabkan pemutusan penggerak yang dapat disebabkan oleh input tegangan listrik yang rendah atau distorsi tegangan input, seperti “flat topping” (bentuk gelombang puncak datar).
  • Periksa apakah ada distorsi atau kesalahan pada amplitudo puncak pada tegangan jalur. Kondisi ini bisa menyebabkan kesalahan kelebihan atau kekurangan tegangan. Nilai tegangan DC +/- 10% dari tegangan nominal dapat mengindikasikan adanya masalah.
  • Tentukan apakah puncak lonjakan AC memiliki level pengulangan berbeda. Setelah konversi dari AC-ke-DC, sedikit komponen lonjakan AC akan tetap pada bus DC. Tegangan lonjakan di atas 40V dapat disebabkan oleh gangguan fungsi pada kapasitor atau rating penggerak terlalu kecil untuk motor atau beban yang terhubung.
Drive Output Voltage Current1
Tegangan dan arus pada output penggerak

3. Output Penggerak

Menguji output penggerak sangat penting agar pengoperasian motor benar dan dapat memberi petunjuk tentang masalah pada sirkuit penggerak.

Pengujian

  • Tentukan apakah tegangan dan arus berada di dalam nilai batasnya. Arus output yang tinggi bisa menyebabkan motor berjalan dengan panas, sehingga mengurangi masa pakai isolasi stator.
  • Periksa rasio tegangan/frekuensi (V/Hz) untuk memastikannya berada dalam nilai batas yang ditetapkan untuk motor. Rasio yang tinggi bisa menyebabkan motor kepanasan; rasio yang rendah bisa menyebabkan motor kehilangan torsi. Frekuensi yang stabil dan tegangan yang tidak stabil dapat menunjukkan adanya masalah pada bus DC; frekuensi yang tidak stabil dan tegangan yang stabil dapat menunjukkan adanya masalah switching (IGBT). Frekuensi dan tegangan yang tidak stabil menunjukkan kemungkinan masalah pada sirkuit kontrol kecepatan.
  • Periksa output penggerak yang difokuskan pada rasio tegangan terhadap frekuensi (V/F), dan modulasi tegangan. Jika rasio V/F tinggi, motor mungkin menjadi terlalu panas. Jika rasio V/F rendah, motor yang terhubung mungkin tidak dapat menghasilkan torsi yang diperlukan pada beban agar cukup untuk menjalankan proses yang dimaksudkan.
  • Periksa modulasi tegangan menggunakan pengukuran fase-ke-fase. Puncak tegangan yang tinggi dapat merusak isolasi kumparan motor dan menyebabkan pemutusan pada penggerak. Puncak tegangan yang lebih tinggi 50% daripada tegangan nominal merupakan masalah.
  • Periksa kecuraman impuls switching yang diindikasikan dari nilai penggerak. Waktu kenaikan atau ketajaman impuls diindikasikan melalui nilai dV/dt (nilai perubahan tegangan dari waktu ke waktu), dan harus dibandingkan dengan isolasi yang ditetapkan untuk motor.
  • Ujilah frekuensi switching dengan fase untuk DC. Identifikasi apakah ada potensi masalah pada switching atau grounding elektronik yang mungkin ditunjukkan saat sinyal turun dan naik.
  • Ukur ketidakseimbangan tegangan, sebaiknya pada beban penuh. Ketidakseimbangan tidak boleh lebih dari 2%. Ketidakseimbangan tegangan bisa menyebabkan ketidakseimbangan arus dan menyebabkan kumparan motor kepanasan. Penyebab ketidakseimbangan bisa mencakup sirkuit penggerak yang rusak. Jika fase menunjukkan kegagalan, hal ini disebut “satu fase terbuka" yang dapat membuat motor panas, tidak menyala setelah dimatikan, kehilangan efisiensi yang signifikan, dan berpotensi merusak motor serta beban yang terhubung.
  • Ukur ketidakseimbangan arus, yang tidak boleh melebihi 10% untuk motor tiga fase. Ketidakseimbangan yang besar saat tegangan rendah dapat menunjukkan hubungan singkat pada kumparan motor atau hubungan singkat pada fase ke ground. Ketidakseimbangan yang besar juga dapat menyebabkan pemutusan penggerak, suhu motor yang tinggi, dan terbakarnya kumparan

4. Input Motor

Tegangan yang disuplai ke terminal input motor adalah kuncinya, dan pemilihan kabel antara penggerak dan motor sangatlah penting. Pemilihan kabel yang salah dapat menyebabkan kerusakan pada penggerak dan motor akibat puncak tegangan yang berlebihan. Pengujian ini umumnya sama dengan output penggerak di atas.

Pengujian

  • Periksa apakah arus yang terdapat di terminal berada dalam rating motor. Kondisi arus yang berlebihan dapat menyebabkan motor panas dan menurunkan masa pakai isolasi stator yang dapat menimbulkan kerusakan dini pada motor.
  • Modulasi tegangan membantu mengidentifikasi puncak tegangan tinggi terhadap ground yang dapat merusak isolasi pada motor.
  • Ketidakseimbangan tegangan bisa berpengaruh signifikan pada masa pakai motor dan dapat menjadi penanda kerusakan inverter. Kondisi ini dapat menyebabkan ketidakberaturan tegangan dan menyebabkan pemutusan pelindung kesalahan akibat kelebihan beban.
  • Ketidakseimbangan arus bisa menimbulkan ketidakseimbangan pada tegangan atau masalah pada rectifier penggerak.
Engineer MDA

5. Tegangan Poros Motor

Impuls tegangan pada penggerak motor dihasilkan dari rangkaian antara stator motor ke rotor hingga muncul tegangan pada poros rotor. Jika tegangan poros rotor melebihi kapasitas isolasi pelumas bantalan, dapat terjadi arus flashover (pijar), yang menyebabkan pitting dan fluting putaran bantalan motor, kerusakan yang menyebabkan motor mengalami kerusakan dini.

Pengujian

  • Ukur tegangan antara chassis motor dan poros penggerak. MDA-550, misalnya, menyediakan probe sikat serat karbon untuk tujuan ini. Pengujian dapat dengan mudah mendeteksi arus flashover yang merusak, sementara amplitudo impuls dan jumlah peristiwa akan memungkinkan Anda untuk mengambil tindakan sebelum terjadi kerusakan.
MDA Close Up.jpg

Anda ingin mempelajari lebih lanjut?

Isilah formulir Permintaan Demo dan kami akan menghubungi Anda untuk menjadwalkan demo secara langsung dari engineer Fluke yang berkualifikasi. Anda akan mendapatkan demo instrumen secara langsung di tempat kerja Anda yang difokuskan pada pengukuran yang Anda butuhkan. Anda akan melihat bagaimana instrumen kami begitu mudah untuk digunakan, dan menerima pelatihan serta saran tentang instrumen dan aksesori terkait. Jadi jika Anda membelinya, Anda merasa yakin sudah memilih instrumen yang tepat untuk Anda, dan mendapatkan manfaat maksimal!

Dapatkan demo gratis