Zakłady produkcyjnie nie mogą sobie pozwolić na nagłe przerwanie pracy spowodowane awarią silnika elektrycznego, który napędza pracę wielu maszyn i podzespołów. Diagnostyka silników elektrycznych powinna być przeprowadzona regularnie, by wcześniej wykryć ewentualne błędy w działaniu, które mogą prowadzić do poważnych awarii. Kontrola silnika i jego analiza może znacznie wydłużyć czas eksploatacji.
Dlaczego trzeba przeprowadzać diagnostykę silników elektrycznych?
Silniki elektryczne odpowiadają za wytwarzanie energii w przemyśle, a ich awaria może prowadzić do poważnych i kosztownych przestojów produkcyjnych. Dbałość o odpowiednią pracę silnika elektrycznego należy do służb utrzymania ruchu, które powinny być obecne w każdym zakładzie. To między innymi od nich zależy dbałość o niezawodną pracę silników elektrycznych, szybkie wykrycie odchyleń od normy w pracy maszyny oraz ich ewentualną naprawę. Bardzo często wystarczy odpowiednia korekta ustawień maszyn, aby silnik działał sprawnie. Każdy sprzęt się zużywa, także silnik elektryczny, dlatego odpowiednia diagnostyka pomoże w porę wykryć problem i go zniwelować.
Diagnostyka silników jest konieczna, jeśli chce się uniknąć kosztownych napraw i przestojów w pracy. Silniki elektryczne napędzają pracę pomp wodnych, wentylatorów przemysłowych lub suwnic. Zakłócenie pracy tych urządzeń przez niepoprawne działanie silnika mogłoby prowadzić do krytycznych skutków, gdyż zakłóciłoby to pracę zakładu. Diagnostykę pracy silnika przeprowadza się, by ocenić stan techniczny urządzenia, zweryfikować powstanie zaistniałego problemu, a także po to, by określić czas, w którym usterka powinna zostać naprawiona. Jest to możliwe dzięki licznym narzędziom pomiarowym, które w szybki sposób pozwolą określić przyczynę problemu. Mierzą one między innymi parametry funkcjonalne maszyny, takie jak prędkość, prąd i moc, parametry zużycia (wszelkie odchylenia od normy i powstałe luzy), a także analizują strumień osiowy i drgania.
Metody diagnostyczne silnika elektrycznego
Diagnostyka silników elektrycznych polega na pełnej analizie i teście maszyn, w których zawiera się sprawdzenie poprawności działania połączeń elektrycznych. Ważne jest także, aby zdiagnozować zasilanie poprzez przeanalizowanie go odpowiednimi narzędziami i wykresami.
Rezystancja izolacji
W silnikach elektrycznych przeprowadza się przede wszystkim testy na wytrzymałość układu izolacyjnego, który w przypadku silników pełni kluczową funkcję. Nie można dłużej eksploatować silnika, który posiada bardzo słabą izolację, dlatego trzeba kontrolować jej jakość. Pomiar rezystancji izolacji jest konieczny, gdyż jest to podstawowa ochrona silników, która ma wpływ na prawidłowe funkcjonowanie urządzeń, instalacji i sieci elektroenergetycznych. Izolacja jest barierą, która chroni przed porażeniem.
Pogarszający się stan ten bariery może być skutkiem czynników zewnętrznych i wewnętrznych, takich jak:
- • narażenie mechaniczne,
- • narażenie elektryczne,
- • narażenie chemiczne,
- • narażenie termiczne,
- • zanieczyszczenie środowiska.
Diagnostyka termowizyjna
Kolejnym testem diagnostycznym jest analiza temperatury, gdyż trzeba pamiętać, że zbyt wysoka często prowadzi do awarii urządzenia. Podwyższona temperatura może wpływać także na szybsze zużycie i żywotność rezystancji izolacji. Nawet niewielkie przekroczenie dopuszczalnej normy może w silniku doprowadzić do drastycznych i negatywnych zmian, które wpłyną na prawidłowe funkcjonowanie urządzenia. W celu kontrolowania temperatury silnika elektrycznego stosuje się oporniki, które sprawują funkcję czujników. Oporniki kontrolują temperaturę i chronią silnik przed termicznym przeciążeniem. Na zwiększenie temperatury silnika może wpływać środowisko pracy, a także zanieczyszczenia. Ważne jest, aby nie podkręcać pracy silnika.
Inna niż nominalna prędkość obrotowa silnika również wpływa na nagrzewanie się maszyny. Pomiar temperatury można przeprowadzić w sposób kontaktowy lub bezkontaktowy (za pomocą pirometru). Dokładniejsze są zdecydowanie pomiary kontaktowe.
Pomiary drgań/wibracji
Diagnostyka wibracji pozwala określić aktualny stan silnika, a zwłaszcza łożysk. Urządzenie, które działa poprawnie, będzie miało stosunkowo niski współczynnik wibracji. Ciągła eksploatacja maszyny powoduje powstawanie luk, wyginanie się elementów, przemieszczanie łożysk, co w konsekwencji prowadzi do wzmożonej aktywności drgań, a tym samym zwiększenia mocy obrotowej i obciążenia silnika. Dlatego analiza pomiaru drgań może dać cenne informacje o tym, czy niezbędna będzie naprawa silników elektrycznych. Pomiary wibracji maszyny nie wymagają jej wyłączania i przerywania pracy. Za pomocą wibrometru można oszacować, czy silnik działa prawidłowo i czy nie pojawiły się odchylenia od normy. Drgania przekazują cenne informacje o tym, czy nie doszło do przemieszczenia elementów, starcia łożysk lub kół zębatych, czy zagięcia wału.
Narzędzia pomiarowe, takie jak Fluke 805 c, umożliwiają:
- • pomiar drgań ogólnych (przemieszczenie, prędkość, przyspieszenie),
- • pomiar crest factor (kondycja łożyska),
- • pomiar obwiedni,
- • analizę FFT,
- • pomiar dwukanałowy i synchroniczny.
Pomiar parametrów zasilania
Zasilanie silnika powinno być utrzymane na odpowiednim poziomie, aby urządzenie było prawidłowo eksploatowane. Trzeba sprawdzać parametry zasilania, gdyż wszelkie odchylenia od normy mogą negatywnie wpływać na żywotność maszyn. W celu pomiaru stosuje się analizator jakości zasilania silnika, który w precyzyjny sposób określa współczynniki prądu, częstotliwość, moc czynną czy napięcie.
Diagnostyka prewencyjna
Zapobieganie poważnym awariom powinno być wdrożone w każdym przedsiębiorstwie. Serwis silników elektrycznych należy przeprowadzać regularnie, aby szybko wykryć i naprawić powstałe usterki. Prowadzone w tym celu kontrole, których dokonują wykwalifikowani pracownicy, pozwolą uniknąć krytycznych awarii, które zaburzają pracę przedsiębiorstwa. Służby utrzymania ruchu powinny sprawdzać temperaturę silnika, jego system izolacyjny, częstotliwość i moc drgań oraz parametry zasilania - z użyciem nowoczesnych narzędzi wspieranych sprawdzonym oprogramowaniem. Diagnostyka silników elektrycznych umożliwia szybkie wykrycie awarii, a także wpływa na wydłużenie czasu eksploatacji urządzenia.