Udstyr til analyse af motorvibrationer: Vibrationsovervågning vs ESA

Mange mennesker opdager først problemer med motorer, når motoren fysisk ryster, vibrerer, bliver overophedet eller giver en hørbar lyd fra sig, før de gør det rigtige for at løse problemet. Vibrationsovervågningssensorer er blevet mere almindeligt anvendt, men nogle gange finder de ikke det sande problem i motoren i tide, før der opstår yderligere skader.

Elektrisk signaturanalyse (ESA), en teknologi, der vurderer kredsløbene i komponenterne i hele motorsystemet (Motor Control Center (MCC) eller Variable Frequency Drive (VFD)), kabler og motorer, bruges i andre typer udstyr til analyse af motorvibrationer, f.eks. det håndholdte ALL-TEST PRO On-Line II™ (ATPOL II). ESA lokaliserer motorfejl på et tidligt stadie, ofte før de er lettere at opdage.

Dette casestudie diskuterer styrker og svagheder ved to forskellige typer udstyr til analyse af motorvibrationer i forbindelse med vurdering og diagnosticering af skader på en motors rotor.

Baggrundshistorien

Easy Tool er en leverandør af tilstandsovervågningsløsninger med service- og supportrepræsentanter i Italien. Easy Tool ligger i byen Fabriano i Ancona-provinsen og repræsenterer ALL-TEST Pro-instrumenter og udfører regelmæssig tilstandsovervågningsservice for en lokal papirproducent.

Hver tredje måned rejser en feltingeniør til papirfabrikken for at teste deres udstyr, herunder ventilatorer, motorer, valser og gearkasser. Data indsamles fire gange i løbet af året til trend- og forudsigelsesanalyse for at understøtte papirproducentens sikkerheds- og udstyrspålidelighedsprogrammer.

I september 2016 brugte Ettore Di Pasquale, feltingeniør, en multiteknologisk tilgang til at diagnosticere et problem med en induktionsmotor korrekt.

Opsætning af motor

En VFD-drevet induktionsmotor på 15 kilowatt blev brugt til at drive en industriel ventilator på en emhætte i tørresektionen på en maskine, der producerer papir.

Mens maskinen producerer papir, suger denne industrielle ventilator dampene ud af maskinen og sender dem gennem et filter, før udstødningsgassen slippes ud i atmosfæren.

Vibrationsanalyse tyder på motorubalance (men elektrisk signaturanalyse viser noget andet)

Den indledende vibrationsanalyse viste høje vibrationsværdier og et spektrum, der kunne have været tolket som motorubalance. Selv om den første del af spektret lignede et ubalancemønster, vidste feltingeniøren, at han skulle fortsætte med at undersøge det.

Hastigheden blev målt med en stroboskop og viste, at omdrejningerne pr. minut (RPM) havde ændret sig meget hurtigt – selvom VFD’en var indstillet til at køre motoren med en fast hastighed på 1.470 RPM. Hvis hastigheden på induktionsmotoren ændrer sig hurtigt, er det tegn på knækkede rotorstænger.

På dette tidspunkt fortsatte feltingeniøren med sin multiteknologiske tilgang og udførte en elektrisk signaturanalyse med det håndholdte ALL-TEST PRO On-Line II™ testinstrument til strømførende motorer for at undersøge tilstanden af motorens rotorstænger.

Analyse af elektrisk signatur bekræfter knækkede rotorstænger

Electrical Signature Analysis (ESA) er en motordiagnoseteknologi, der bruger motorens forsyningsspænding og driftsstrøm til at identificere eksisterende og kommende fejl i hele motorsystemet.

Når ATPOL II™ er i ESA-tilstand, evaluerer den tilstanden af den indkommende strøm, styrekredsløbet, selve motoren og den drevne belastning.

ESA’en for denne induktionsmotor viste betydelige variationer i strømmen, når motoren accelererer, trækker den mere strøm; når den sænker farten, trækker den mindre strøm. De store udsving i strømmen varierede omkring 30%, fordi motoren varierede belastningen på grund af hastighedsvariationer.

.

Løsning af problemet for at forhindre motorfejl og holde medarbejderne sikre

Feltingeniøren gennemgik sin omfattende analyse med papirproducentens Predictive Maintenance and Reliability Manager, og det blev foreslået at udskifte motoren. En ny motor blev straks installeret under en planlagt nedlukning, og endnu en vibrationsanalyse blev udført på den nye motor for at sikre, at den fungerede efter hensigten.

Vibrationsanalysen af den nye motor viste, at vibrationerne var faldet markant. Hvor den oprindelige beskadigede motor havde vist høje vibrationsværdier på omkring 11 mm/sek, viste vibrationsanalysen af den nye motor værdier på omkring 0,35 (30 gange mindre vibration).

Endnu vigtigere var det, at den nye motor kørte med en konstant hastighed, hvilket sikrede, at industriventilatoren kunne evakuere dampe fra papirproduktionsmaskinen med en konstant luftstrøm. At opretholde hastighed og luftstrøm til røgudsugning betød at skabe et sundt og sikkert arbejdsmiljø for producentens medarbejdere.

Konklusion på udstyr til analyse af motorvibrationer

Det har vi lært:

1. Hvis de knækkede rotorstænger ikke var blevet opdaget, ville motoren have svigtet. Motorfejl ville have ført til usikre arbejdsforhold i produktionsanlægget. Programmer til tilstandsovervågning og prædiktiv vedligeholdelse (PdM) er meget vigtige initiativer, som alle producenter bør implementere.

2. Udstyr til analyse af motorvibrationer alene, såsom vibrationsovervågningssensorer, er meget informative og vigtige, men identificerer ikke altid tydeligt motorfejl. Vibrationstest bør udføres sammen med elektrisk signaturanalyse. Det er vigtigt at anvende en multiteknologisk tilgang, når du tjekker dine motorers tilstand, da én teknologi normalt ikke er “nok” til at diagnosticere motorens tilstand korrekt.

3. Der findes brugervenlige bærbare instrumenter, som ALL-TEST PRO On-Line II™ (nu ALL-TEST PRO On-Line III™), der kan hjælpe dig med at kontrollere dine motorers tilstand. ATPOL II™ er et uvurderligt overvågnings- og diagnosticeringsværktøj, der kan hjælpe dig med at se, hvad der virkelig foregår med dit udstyr. Sørg for, at du har de rette værktøjer til at understøtte dit tilstandsovervågningsprogram.

Om All-TEST Pro, LLC.

ALL-TEST Pro indfrier løftet om ægte motorvedligeholdelse og fejlfinding med innovative diagnoseværktøjer, software og support, der gør det muligt for dig at holde din virksomhed kørende.

Om SPM Instrument

SPM Instrument har over 40 års erfaring med tilstandsovervågning af maskiner og samarbejder med adskillige industrier i mere end 50 lande om at levere teknisk service, support og uddannelse i tilstandsovervågningspraksis.