Đo xả điện áp trục động cơ bằng Máy phân tích biến tần Fluke MDA-550

10-02-2018 |

Xung điện áp từ biến tần có thể ghép điện (coupling) 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, hệ thống gia công tia lửa điện hoặc hồ quang điện áp 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. Ghi chú ứng dụng này giải thích cách sử dụng Máy phân tích biến tần Fluke MDA-550 và que đo điện áp trục để đo các sự kiện xả điện áp trục động cơ.

Xả điện áp trục

Đấu ghép điện dụng giữa stato và rôto của động cơ có thể tạo ra điện áp trên trục động cơ. Vì lý do này, vòng bi trong động cơ điện có thể chịu mòn và nứt không chỉ do hoạt động xoay của trục mà còn bởi dòng điện truyền từ trục động cơ đến đất thông qua vòng bi. Động cơ được cấp nguồn bằng điện ac sóng sin có thể có điện áp trục/vòng bi đến khung xấp xỉ từ 1 đến 2 V. Tuy nhiên, động cơ được cấp nguồn bởi dạng sóng biến tần (VFD) chuyển đổi nhanh chóng có thể có điện áp trục/vòng bi đến khung cao từ 8 đến 15 v. Điện áp ở mức này có thể vượt quá thuộc tính cách điện của mỡ vòng bi và gây ra tia lửa có thể gây rỗ mòn, tạo rãnh, lõm hàn nóng chảy và cuối cùng là hỏng hóc sớm vòng bi và động cơ.

Tạo rãnh vòng ổ bi
Tạo rãnh vòng ổ bi do dòng điện ổ bi gây ra (Ảnh của Electro Static Technology).
Sử dụng MDA
Đo điện áp trục động cơ bằng bộ que đo điện áp trục

Que đo điện áp trục

Đấu ghép điện dụng giữa stato và rôto của động cơ có thể tạo ra điện áp trên trục động cơ. Vì lý do này, vòng bi trong động cơ điện có thể chịu mòn và nứt không chỉ do hoạt động xoay của trục mà còn bởi dòng điện truyền từ trục động cơ đến đất thông qua vòng bi. Động cơ được cấp nguồn bằng điện ac sóng sin có thể có điện áp trục/vòng bi đến khung xấp xỉ từ 1 đến 2 V. Tuy nhiên, động cơ được cấp nguồn bởi dạng sóng biến tần (VFD) chuyển đổi nhanh chóng có thể có điện áp trục/vòng bi đến khung cao từ 8 đến 15 v. Điện áp ở mức này có thể vượt quá thuộc tính cách điện của mỡ vòng bi và gây ra tia lửa có thể gây rỗ mòn, tạo rãnh, lõm hàn nóng chảy và cuối cùng là hỏng hóc sớm vòng bi và động cơ.

Thiết bị đo

MDA-550 được thiết kế để nhanh chóng và dễ dàng kiểm tra và khắc phục sự cố các vấn đề trên các hệ thống truyền động biến tần ba pha và một pha. Bên cạnh chức năng của dao động ký cầm tay 4 kênh và máy ghi, chức năng phân tích truyền động cụ thể cung cấp hướng dẫn thiết lập từng bước với thông tin trên màn hình. Điều này giúp dễ dàng cấu hình máy phân tích và thực hiện đo truyền động từ đầu vào điện đến động cơ được lắp đặt, bao gồm các phép đo điện áp trục.

Tăng điện áp trục đột ngột có thể quá nhanh, thậm chí là dưới phạm vi đo micrô giây. Dải tần 500 MHz cao và tốc độ lấy mẫu nhanh của Fluke MDA-550 (đến 5 mẫu/giây) khiến đây trở thành dụng cụ lý tưởng để đo những thay đổi nhanh chóng trong điện áp.

F-MDA-550-01a
Máy phân tích biến tần Fluke MDA-550

Kết quả đo

Phép đo điện áp trục động cơ mặc định hiển thị dạng sóng điện áp được đo trên chính trục động cơ. Giá trị điện áp đỉnh-đỉnh hiển thị ở đầu màn hình xác định cấp cao nhất của dạng sóng thu được, vốn là chỉ báo mức điện áp cao hiện diện trên trục. Tuy nhiên, không thể dùng cách này để xác định tần xuất xảy ra các lần xả nhanh này. Sử dụng chức năng “EVENTS ON”, MDA-550 sẽ hiển thị dạng sóng với xả dựa trên khác biệt điện áp tối thiểu được xác định trước và khác biệt thời gian tối đa.

Màn hình được cập nhật từng dạng sóng thu được có thời gian tăng lên hoặc giảm xuống nhanh hơn cùng với số sự kiện phát hiện được mỗi giây. Dạng sóng xả cho thấy điện áp đến đất tăng, theo sau là điện áp đường dây đất thẳng đứng đột ngột vào thời điểm xả. Để biết phân tích chi tiết về dạng sóng thu được cuối cùng, MDA-550 cung cấp tính năng “REPLAY” với bộ nhớ đệm của màn hình lưu giữ 100 dạng sóng cuối. Bạn có thể chọn màn hình riêng lẻ hoặc hiển thị dưới dạng hoạt ảnh.

Xả điện áp lớn hơn 15 V và thời gian truyền nhanh hơn 50 nano giây có thể hướng đến xả có khả năng làm hỏng vòng bi. Tuy nhiên, chỉ mình điều này không đủ để xác định hư hỏng tiềm ẩn cho vòng bi vì còn nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến việc này.

Nếu phát hiện điện áp trục quá mức, thì việc nên làm là xem liệu có thể giảm xả điện áp bằng cách điều chỉnh đi cáp, nối đất, thông số truyền động hoặc chất bôi trơn. Nếu không thể làm được việc này hoặc điều này không giúp giảm nhẹ vấn đề, thì các thiết bị nối đất trục hoặc trục cách điện có thể là phương pháp thay thế hữu ích. Có thể dễ dàng hiểu ảnh hưởng của những nỗ lực giảm điện áp trục này bằng cách so sánh số sự kiện được lưu trước và sau khi thực hiện thay đổi.

Tắt sự kiện trục động cơ
Tín hiệu điện áp trục động cơ với sự kiện được tắt cho thấy tất cả tín hiệu được lưu với số đọc điện áp đỉnh-đỉnh
Trục động cơ2
Các sự kiện xả điện áp trục với điện áp tối thiểu và thời gian tăng lên hoặc giảm xuống tối đa được quy định ở dạng bảng
Sóng sự kiện trục động cơ
Với tính năng Events (Sự kiện) được bật, chỉ dạng sóng có điện áp tối thiểu và thời gian tăng lên hoặc giảm xuống tối đa được quy định mới hiển thị
Rơle trục động cơ
Chức năng rơle hiển thị 100 dạng sóng cuối cùng thu được để phân tích nâng cao

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!

Nhận bản demo miễn phí