Năm điểm đo chính để hiểu hiệu suất và năng suất truyền động

Theo Bộ Năng lượng (DOE) Hoa Kỳ, các hệ thống động cơ thiết yếu cho hoạt động của hầu hết mọi nhà máy, chiếm 60% đến 70% tổng lượng điện được sử dụng. DOE cũng xác định biến tần (VFD) là nguồn tiết kiệm chi phí đáng kể cho nhà máy. Nên việc truyền động được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp và nhà máy không phải điều ngạc nhiên. Để đảm bảo thời gian hoạt động cho những hệ thống truyền động này, bảo trì và khắc phục sự cố là ưu tiên.

Những thách thức khi kiểm tra truyền động

Khắc phục sự cố và kiểm tra truyền động, còn gọi là biến tần (VFD), truyền động biến tốc (VSD) hoặc bộ điều chỉnh tốc độ động cơ (ASD) thường do chuyên gia thực hiện bằng cách sử dụng nhiều thiết bị kiểm tra, bao gồm dao động ký, đồng hồ vạn năng kỹ thuật số hoặc dụng cụ kiểm tra khác. Kiểm tra sử dụng quy trình loại bỏ cũ có thể bao gồm một số lần thử và lỗi. Do mức độ phức tạp của các hệ thống truyền động, kiểm tra thường diễn ra hàng năm trừ khi hệ thống bắt đầu hỏng. Xác định xem cần kiểm tra ở đâu có thể khó thực hiện do thường không có đầy đủ hoặc thiếu lịch sử làm việc của thiết bị. Lịch sử này bao gồm tài liệu kiểm tra và phép đo cụ thể được thực hiện trước đó, công việc đã hoàn thành hoặc tình trạng của các thành phần riêng lẻ sau khi kiểm tra. Những tiến bộ trong công nghệ kiểm tra đã loại bỏ một số những thách thức này. Dụng cụ mới hơn, chẳng hạn như Máy phân tích biến tần Fluke MDA-510 và MDA-550 được thiết kế để thực hiện kiểm tra biến tần hiệu quả và chuyên sâu với khả năng lập hồ sơ từng bước trong quy trình. Những báo cáo này có thể được lưu và so sánh với kiểm tra sau đó để có bước tranh tổng quan hơn về lịch sử bảo trì truyền động.

Một cách dễ dàng hơn để khắc phục sự cố VFD

Kết hợp các chức năng của đồng hồ đo, dao động ký cầm tay và bộ ghi có hướng dẫn từ huấn luyện viên lành nghề, những máy phân tích biến tần nâng cao này sử dụng gợi ý trên màn hình, sơ đồ thiết lập rõ ràng và chỉ dẫn từng bước do các chuyên gia về truyền động viết nhằm hướng dẫn bạn thực hiện các kiểm tra thiết yếu. Phương pháp phân tách và đơn giản hóa kiểm tra phức tạp mới này cho phép chuyên gia truyền động có kinh nghiệm làm việc nhanh chóng và tự tin để có thông tin chi tiết họ cần. Phương pháp này cũng cung cấp cách bắt đầu phân tích biến tần nhanh hơn cho các kỹ thuật viên ít kinh nghiệm hơn.

Việc tìm ra nguyên nhân gốc rễ của lỗi hệ thống truyền động hoặc thực hiện kiểm tra bảo trì phòng ngừa định kỳ tốt nhất nên được thực hiện bằng một bộ các bài kiểm tra và phép đo tiêu chuẩn tại các điểm chính trong hệ thống. Bắt đầu với đầu vào điện, các bài kiểm tra chính với kỹ thuật và tiêu chí đánh giá phép đo khác nhau được hoàn tất thông qua hệ thống, kết thúc ở đầu ra.

Sau đây là các bài kiểm tra thiết yếu để khắc phục sự cố truyền động:

(Lưu ý rằng Máy phân tích biến tần của Fluke hướng dẫn bạn thực hiện các kiểm tra này và tự động hóa nhiều phép tính cần thiết để bạn có sự tự tin vào kết quả. Ngoài ra, bạn có thể lưu dữ liệu vào báo cáo ở gần như mọi điểm đo. Vậy nên, bạn có thể lập hồ sơ rồi tải lên hệ thống quản lý bảo trì điện toán hóa (CMMS) hoặc chia sẻ với đồng nghiệp hoặc chuyên gia cố vấn.)

Lưu ý an toàn: Hãy nhớ luôn đọc thông tin an toàn của sản phẩm trước khi bạn bắt đầu kiểm tra. Không được làm việc một mình và phải tuân thủ bộ quy tắc an toàn địa phương và quốc gia. Sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân (găng tay cao su, mặt nạ bảo vệ và quần áo chống cháy được kiểm duyệt) để tránh bị điện giật và thương tích do nổ hồ quang tại những nơi các vật dẫn điện nguy hiểm bị hở.

Để bắt đầu từng kiểm tra với Máy phân tích biến tần Fluke, chỉ cần kết nối que đo theo sơ đồ, sau đó nhấn Next (Tiếp theo).

• So sánh tần số được đo với tần số quy định. Khác biết hơn 0,5Hz có thể gây ra vấn đề.
• Kiểm tra xem biến dạng sóng hài có nằm trong mức cho phép không. Kiểm tra bằng mắt hình dạng của sóng hoặc xem màn hình phổ sóng hài trình bày cả tổng biến dạng sóng hài và các sóng hài riêng lẻ. Ví dụ như dạng sóng đỉnh bằng có thể cho thấy tải phi tuyến tính được kết nối vào cùng mạch cấp. Tổng biến dạng sóng hài (THD) hơn 6% cho thấy có vấn đề tiềm ẩn.
• Kiểm tra mất cân bằng điện áp tại các cực đầu vào để đảm bảo mất cân bằng pha không quá cao (thấp hơn 6 đến 8%) và rằng chiều quay pha chính xác. Số đọc mất cân bằng điện áp có thể cho thấy lỗi pha. Số hơn hơn 2% có thể dẫn đến cắt rãnh điện áp và ngắt bộ phận bảo vệ lỗi quá tải của truyền động hoặc làm nhiễu thiết bị khác.
• Kiểm tra mất cân bằng dòng điện. Mất cân bằng quá mức có thể cho thấy vấn đề chỉnh lưu truyền động. Số đọc mất cân bằng dòng điện hơn 6% có thể chỉ ra vấn đề trong bộ biến tần của truyền động và có thể khó giải quyết.

• Xác định xem điện áp bus DC có cân xứng với đỉnh của điện áp đường truyền đầu vào không. Trừ các chỉnh lưu được điều khiển, điện áp nên gấp điện áp đường dây RMS khoảng 1,31 đến 1,41 lần. Số đọc điện áp DC thấp có thể ngắt truyền động, gây ra điện áp lưới đầu vào thấp hoặc biến dạng điện áp đầu vào chẳng hạn như cắt đỉnh bằng.
• Kiểm tra bất kỳ biến dạng hoặc lỗi nào trong biên độ đỉnh của điện áp đường dây. Điều này có thể gây ra lỗi quá hoặc dưới điện áp. Số đọc điện áp DC +/- 10% từ điện áp danh định có thể cho thấy vấn đề.
• Xác định xem đỉnh của gợn AC có mức lặp lại khác nhau không. Sau khi chuyển đổi AC sang DC, thành phần gợn AC nhẹ sẽ vẫn nằm trên bus DC. Điện áp gợn trên 40V có thể do các tụ điện bị lỗi hoặc định mức truyền động quá nhỏ đối với động cơ hoặc tải được kết nối gây ra.

• Kiểm tra đầu ra của biến tần tập trung vào cả tỉ số điện áp trên tần số (V/F) và biến điệu điện áp (modulation). Khi tỉ số V/F cao, động cơ có thể bị quá nhiệt. Với tỉ số V/F thấp, động cơ có thể không cung cấp đủ mômen xoắn cần thiết để chạy đủ tải hoặc quá trình như dự tính.
• Kiểm ra biến điệu điện áp sử dụng các phép đo pha đến pha. Đỉnh điện áp cao có thể làm hỏng khả năng cách điện cuộn dây động cơ và khiến truyền động bị ngắt. Đỉnh điện áp cao hơn điện áp danh định 50% có thể khó giải quyết.
• Kiểm tra độ dốc của chuyển xung hiển thị ở số đọc truyền động. Thời gian lên hoặc độ dốc của xung được biểu thị bằng giá trị dV/dt (biến đổi điện áp theo thời gian) và nên so sánh giá trị này với thông số cách điện của động cơ.
• Kiểm tra chuyển tần số bằng pha đến DC. Xác định xem có vấn đề tiềm ẩn nào với chuyển điện hoặc nối đất không, có thể cho biết khi nào tín hiệu tăng lên và giảm xuống.
• Đo mất cân bằng điện áp, thường là với tải đầy đủ. Mất cân bằng không nên quá 2%. Mất cân bằng dòng điện gây mất cân bằng dòng điện, có thể dẫn đến quá nhiệt ở cuộn dây động cơ. Nguyên nhân gây mất cân bằng có thể bao gồm các mạch truyền động bị lỗi. Nếu pha cho thấy lỗi, đây được gọi là “một pha”, có thể khiến động cơ chạy nóng, không khởi động sau khi dừng, mất hiệu suất đáng kể và hư hỏng tiềm ẩn cho động cơ và tải được kết nối.
• Đo mất cân bằng dòng điện không nên vượt quá 10% đối với động cơ ba pha. Mất cân bằng lớn trong khi điện áp thấp có thể chỉ ra cuộn dây động cơ bị đoản mạch hoặc pha bị đoản mạch đến đất. Mất cân bằng lớn cũng có thể ngắt truyền động, nhiệt độ động cơ cao và làm cháy cuộn dây

5. Điện áp trục động cơ

Xung điện áp từ truyền động có thể ghép điện từ stato của động cơ đến rôto khiến điện áp xuất hiện trên trục rôto. Khi xung điện áp trục rôto này vượt khả năng cách điện của mỡ ổ bi, phóng điện (tia lửa) có thể xảy ra, gây rỗ mòn và tạo xẻ rãnh trên ổ bi động cơ. Vòng bi, bạc đạn này hỏng khiến động cơ hỏng sớm.

Kiểm tra

• Đo điện áp giữa khung động cơ và trục truyền động. Ví dụ như MDA-550 cung cấp chỗi sợi các-bon cho mục đích này. Kiểm tra có thể dễ dàng phát hiện sự hiện diện của phóng điện phá hủy đồng thời biên độ xung và số lần xảy ra sẽ cho phép bạn thực hiện hành động trước khi hư hỏng xảy ra.

Bạn có muốn tìm hiểu thêm không?

Điền vào biểu mẫu Yêu cầu bản Demo và chúng tôi sẽ liên hệ với bạn để lên lịch demo từ kỹ sư Fluke. Bạn sẽ được tận mắt nhìn cách thiết bị hoạt động thực tế ngay tại nơi làm việc, tập trung vào các phép đo bạn cần. Bạn sẽ nhìn thấy thiết bị của Fluke dễ sử dụng ra sao và được hướng dẫn sử dụng cùng lời khuyên về cả thiết bị và phụ kiện liên quan. Nếu bạn mua, bạn chắc chắn có được thiết bị đúng dành cho bạn và tận dụng tối đa từ sản phẩm!