Dobře udržované motory znamenají nejen výrazné úspory energie, ale také snižují dobu strávenou vyhledáváním závad v provozu, což znovu snižuje náklady a umožňuje provádět další potřebné práce. Kolik toho víte o vašem motoru? Přesná diagnostika redukuje vaši námahu, ušetří čas a cenu procesu vyhledání závady. To vše jsou důvody, proč je postup vyhledávání závad důležitý pro vás a pro vaši práci.

Motory spotřebovávají 65 % veškeré produkované energie. Zredukování doby prostojů motorů znamená efektivně využít jejich provozování a energii. Více času stráveného hledáním závady v továrně znamená další náklady navíc.

Postupně se budeme zabývat:

• Principy buzení motorů
• Základní měření a bezpečnosti
• Měření na vstupu systému
• Měření na výstupu systému

V následujících článcích osvětlíme zásady a postupy vyhledávání závad na motorech a pohonech v průmyslových a komerčních aplikacích a osvětlíme základní principy motorů. Podíváme se, jak lze měření na vstupu použít pro vyhledání běžných problémů. Poté se zaměříme se na další části pohonu a podíváme se na běžné problémy, které lze diagnostikovat na výstupní straně. Podíváme se, jaké přístroje můžeme použít v dané situaci a jaká měření lze použít pro identifikaci závady v motorovém systému. Výsledkem by mělo být zefektivnění procesu vyhledávání závady. Cílem je ušetřit čas a peníze použitím efektivních postupů k vyhledávání závad. 

V této první části budeme identifikovat jednotlivé prvky motorové sestavy a jejich součinnost. Dále se dovíme více podrobností o každé z částí systému a naučíme se, jak zde vyhledat závadu. Jak můžete vidět, budeme mapovat problém a měřením jej budeme diagnostikovat.Obsah je rozdělený na různé testované části ve standardních třífázových motorových systémech.

• První část je vstup pohonu, to je střídavý (AC) výkon vstupující do systému ze sítě.
• Druhá část je vlastní pohon a jeho výstup (AC/DC konvertor, DC filtr a DC/AC invertor, které poskytují třífázový výkon pro motor).
• Nakonec vlastní motor a jím poháněná mechanika.

Článek je určený pro vyhledávání závad třífázových motorů a pohonů. Tyto jsou nejběžněji používané v komerčních a průmyslových aplikacích. Obsah dobře neřeší problematiku jednofázových motorů.

Obsah:

• Principy buzení motorů.
• Základní měření a bezpečnost.

Měření na vstupu systému:

• Jmenovité napájecí napětí, proud a frekvence
• Měření nesymetrie
• Přechodné jevy
• Harmonické
• Výkon a účiník

Měření na výstupu:

• Napěťová nesymetrie
• Proudová nesymetrie
• Sigma proud a PE proud
• Řídicí signál
• Přechodné jevy
• Rušení
• Poměr napětí/frekvence

Měření na motoru a připojených pohonech:

• Přetížení motoru
• Chod na dvě fáze
• Závady ložiska
• Vychýlení
• Nerovnováha
• Porucha izolace
• Napětí na ose a ložiskový proud

Popis funkce:

• Střídavé napětí AC je usměrněno na stejnosměrné DC.
• Zbytkový šum je odfiltrován.
• DC napětí a elektronické spínání s pulzní šířkovou modulací (PWM).
• Vytvoření výstupního PWM signálu, který je napěťově a frekvenčně řízený.
• Motor vytváří moment a pohyb řízené mechanické zátěže.

Jádrem moderního 3fázového motorového systému (část, která ho činí účinným a flexibilním) je invertor. V aplikacích s proměnným kmitočtem je úkolem invertoru vzít vstupní napětí s konstantní amplitudou a frekvencí a přeměnit ho na výstupní, kde napětí a frekvence budou přesně řízeny. Řízením výstupního napětí a frekvence můžeme přesně řídit energii do motoru, čímž se ovládá výsledný mechanický pohyb vykonávaný osou motoru. Podívejme se detailněji ve třech krocích, jak pracuje „Variable Frequency Drive" (VFD) motor.

1. Krok – Usměrnění proudu AC na DC

3fázový střídavé napětí (AC výkon) je usměrněno na stejnosměrné (DC výkon) usměrňovačem. Pokud je třeba, je DC výkon zvyšován nebo snižován, aby se dosáhlo požadovaného výstupního napětí.

2. Krok – Pulzní šířková modulace

Po stejnosměrné sběrnici (DC bus) je čistě stejnosměrný výkon dodán do invertoru. Mnoho invertorů používá pulzní šířkovou modulaci (PWM) pro změnu napětí dodávaného do motoru, které mění rychlost a moment. To je způsob jemného řízení VFD motorů.

3. Krok – Motor vytváří moment a pohyb

Výsledek 3 fázového AC výkonu je potom přivedený na stator motoru, který vytváří rotační magnetické pole. Toto pole je příčinou otáčení rotoru.

Podkladem pro článek je publikace „Odstraňování problémů u motorů a pohonů: Od základních zkoušek po pokročilou diagnostiku" (Glen A. Mazur, ve spolupráci s firmou Fluke) a doprovodné soubory přednášek. Pokračování příště.