विद्युत हस्ताक्षर विश्लेषण का उपयोग करके पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटेड मोटर ड्राइव दोष का पता लगाना

एसी मोटरों के लिए उद्योग में मोटर ड्राइव का उपयोग लगातार बढ़ रहा है और पल्स-विड्थ मॉड्यूलेटेड ड्राइव (पीडब्लूएम) निम्न से मध्यम हॉर्स पावर अनुप्रयोगों के लिए सामान्य उद्योग मानक बन गया है। मोटर सिस्टम के अन्य घटकों की तरह, पीडब्लूएम ड्राइव में अलग-अलग विफलता मोड होते हैं और समस्या निवारण उद्देश्यों के लिए एक इलेक्ट्रीशियन आमतौर पर एक डिजिटल मल्टी मीटर (डीएमएम), डिजिटल ऑसिलोस्कोप और पावर गुणवत्ता विश्लेषक का उपयोग करता है। ये तीन उपकरण इलेक्ट्रीशियन को आने वाली बिजली और मोटर ड्राइव से संबंधित समस्याओं का निवारण करने की अनुमति देते हैं, लेकिन मोटर के भीतर गलती का पता लगाने और मोटर के संचालित भार के लिए सीमित क्षमता प्रदान करते हैं। इसके अलावा, चूंकि ये उपकरण अलग-अलग हैं और सीमित रिपोर्टिंग क्षमता प्रदान कर सकते हैं, पूर्वानुमानित रखरखाव (पीडीएम) या स्थिति आधारित रखरखाव (सीबीएम) उद्देश्यों के लिए परीक्षण मुश्किल हो सकता है।

यह वह जगह है जहां इलेक्ट्रिकल सिग्नेचर एनालिसिस (ईएसए) विश्वसनीयता परीक्षण उद्देश्यों के लिए डीएमएम, ऑसिलोस्कोप और पावर गुणवत्ता विश्लेषक पर विशिष्ट लाभ प्रदान करता है। इसके अलावा, आने वाली बिजली और मोटर ड्राइव की स्थिति का मूल्यांकन करने के अलावा, यह कई सामान्य विफलता मोड के लिए मोटर की स्थिति और संचालित लोड का भी मूल्यांकन करेगा।

ईएसए के बारे में

ईएसए एक ऑन-लाइन परीक्षण विधि है जहां मोटर सिस्टम चलने के दौरान वोल्टेज और वर्तमान तरंगों को कैप्चर किया जाता है और फिर, फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (एफएफटी) के माध्यम से, प्रदान किए गए सॉफ़्टवेयर के माध्यम से एक वर्णक्रमीय विश्लेषण किया जाता है। इस एफएफटी से, आने वाली बिजली, नियंत्रण सर्किट, मोटर और संचालित लोड से संबंधित दोषों का पता लगाया जाता है और फिर सीबीएम/पीडीएम उद्देश्यों के लिए ट्रेंड किया जा सकता है। हमारा विशेष ईएसए उपकरण हैंडहेल्ड, पोर्टेबल और बैटरी संचालित है।

सभी ईएसए विश्लेषण प्रणालियों को वोल्टेज, चलने की गति, पूर्ण लोड वर्तमान और अश्वशक्ति (या किलोवाट) की मोटर नेमप्लेट जानकारी की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, वैकल्पिक जानकारी जैसे रोटर बार और स्टेटर स्लॉट गिनती, असर भाग संख्या, और संचालित लोड घटकों के लिए जानकारी, जैसे पंखे के लिए ब्लेड गिनती या गियर बॉक्स एप्लिकेशन के लिए टूथ गिनती को अधिक विस्तृत और सटीक विश्लेषण के लिए दर्ज किया जा सकता है।

चूंकि ईएसए कई लोगों के लिए नया है, नीचे एक चार्ट है जो ईएसए द्वारा पहचाने जाने वाले सामान्य दोषों को दर्शाता है। चित्र 1 देखें.

यह आलेख PWM ड्राइव के साथ तीन सामान्य दोषों पर चर्चा करता है:

1) रेक्टिफायर ब्रिज में एक खुला इनपुट डायोड।

2) मध्यवर्ती डीसी सर्किट में असफल कैपेसिटर।

3) खराब इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (आईजीबीटी)।

तीनों में से, खराब कैपेसिटर का जल्दी पता लगाना सबसे कठिन है, क्योंकि मोटर के प्रदर्शन की निगरानी से इस स्थिति का कोई तत्काल संकेत नहीं मिलता है।

ड्राइव के बारे में

चित्र 2 पीडब्लूएम मोटर ड्राइव के बुनियादी ब्लॉकों को दिखाता है जिसमें इनकमिंग एसी पावर, फुल-वेव डायोड ब्रिज जो आने वाले एसी वोल्टेज को ठीक करता है, मध्यवर्ती डीसी सर्किट जिसमें कैपेसिटर, इन्वर्टर ब्रिज और मोटर शामिल हैं।

ईएसए के साथ परीक्षण करते समय, परीक्षण किए जा रहे मोटर सिस्टम में वोल्टेज और करंट कनेक्शन बनाए जाते हैं। यह आम तौर पर मोटर नियंत्रण केंद्र में किया जाता है और कनेक्शन प्रदान किए गए पोर्टेबल वोल्टेज जांच और पोर्टेबल वर्तमान ट्रांसफार्मर या पहले से स्थापित विशेष कनेक्शन बक्से का उपयोग करके किया जाता है। कनेक्शन बॉक्स का लाभ इन आवश्यक कनेक्शनों को बनाने के लिए मोटर नियंत्रण पैनल को खोले बिना डेटा लेने की क्षमता है।

पीडब्लूएम अनुप्रयोगों के साथ डेटा के दो सेट लिए जाने चाहिए, एक पीडब्लूएम ड्राइव के इनपुट पर और दूसरा पीडब्लूएम ड्राइव के आउटपुट पर। संपूर्ण डेटा संग्रह प्रक्रिया (कनेक्शन बनने के बाद) में लगभग 4 मिनट लगते हैं और इस बिंदु पर मोटर नेमप्लेट जानकारी की आवश्यकता नहीं होती है। डेटा विश्लेषण करते समय यह जानकारी बाद में दर्ज की जा सकती है।

फिर डेटा फ़ाइलों को दिए गए सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके देखा जाता है और एक Microsoft® Word रिपोर्ट तैयार की जाती है। सॉफ्टवेयर विभिन्न विश्लेषण स्पेक्ट्रा के साथ काम करने के लिए उपयोग में आसान उपकरण प्रदान करता है। सॉफ़्टवेयर निष्कर्षों को पूरी रिपोर्ट तैयार किए बिना देखा जा सकता है।

सॉफ़्टवेयर स्वचालित रूप से निम्नलिखित रिपोर्ट करता है:

पावर फैक्टर, करंट असंतुलन, वोल्टेज असंतुलन और नेमप्लेट पर आरएमएस वोल्टेज, नेमप्लेट पर लोड, फेज़ कनेक्शन, रोटर स्वास्थ्य, स्टेटर इलेक्ट्रिकल और मैकेनिकल स्वास्थ्य, रोटर/स्टेटर एयर गैप, कुल हार्मोनिक विरूपण (वोल्टेज और करंट), मिसलिग्न्मेंट/असंतुलित संकेत और स्वास्थ्य धारण.

यह वोल्टेज और करंट पीक और क्रेस्ट फैक्टर, चरण प्रतिबाधा, पावर (स्पष्ट, वास्तविक और प्रतिक्रियाशील), रनिंग स्पीड और लाइन फ़्रीक्वेंसी की भी रिपोर्ट करता है। एसी इंडक्शन मोटर्स और डीसी मोटर्स के लिए यह मोटर दक्षता की भी गणना करेगा।

एक औसत कुशल उपयोगकर्ता प्रति मोटर 10 मिनट से भी कम समय में पूर्ण विश्लेषण चला सकता है और एक रिपोर्ट तैयार कर सकता है।

केस एक

केस नंबर एक एक मोटर ड्राइव है जो ईएमए इंक, कॉर्टलैंड, एनवाई सेवा सुविधा में प्राप्त हुई थी। परीक्षण के लिए ड्राइव और मोटर को डायनेमोमीटर पर चलाया गया।

दो डेटा सेट एकत्र किए गए। पहला एक तरंग रूप है जो केवल ड्राइव के इनपुट पर कैप्चर होता है और फिर दूसरा सेट ड्राइव के आउटपुट पर लिया गया था। दूसरे डेटा सेट में वोल्टेज और करंट वेवफॉर्म कैप्चर, प्लस 50 सेकंड का वोल्टेज और करंट वेवफॉर्म शामिल हैं।

चित्र 6 चरण सी के लिए आने वाली वर्तमान तरंग को दर्शाता है। ध्यान दें कि नकारात्मक शिखर गायब हैं। यह एक खुले डायोड के कारण होता है।

ईएसए स्वचालित रूप से उत्पन्न रिपोर्ट वर्तमान असंतुलन और अत्यधिक हार्मोनिक विरूपण दोनों की पहचान करती है, जो खुले डायोड के कारण होता है।

रिपोर्ट का यह पहला पृष्ठ केवल सारांश है और इसमें अतिरिक्त पृष्ठ भी हैं जो प्रत्येक मुख्य विषय शीर्षक के लिए विवरण प्रदान करते हैं। एक बड़ा वर्तमान चरण असंतुलन, जैसा कि यहां देखा गया है, पीडब्लूएम ड्राइव के आंतरिक घटकों को नुकसान पहुंचाएगा और मोटर ड्राइव को खिलाने वाले आपूर्ति ट्रांसफार्मर पर दबाव डाल सकता है

केस दो

केस नंबर दो मरम्मत के लिए ईएमए द्वारा प्राप्त किया गया था और इसमें कैपेसिटर बैंक में पुराने कैपेसिटर शामिल हैं। समस्या यह है कि जैसे-जैसे ये कैपेसिटर पुराने और खराब होने लगते हैं, मोटर का प्रदर्शन कोई स्पष्ट संकेत नहीं देगा। एक बार जब कैपेसिटर विफल होने लगते हैं, तो अच्छे कैपेसिटर द्वारा अतिरिक्त करंट प्रवाहित किया जाता है, जो कैपेसिटर में अत्यधिक गर्मी पैदा करता है, और अतिरिक्त गर्मी शेष कैपेसिटर की विफलता को तेज कर देती है। इन कैपेसिटरों के अंदर अत्यधिक दबाव को समाप्त करने के लिए छिद्र होते हैं, लेकिन यदि इन कैपेसिटरों को पर्याप्त तेजी से न निकाला जाए तो इनमें विस्फोट होना संभव है। इसके अतिरिक्त, मोटर को आपूर्ति की जा रही अत्यधिक तरंग वोल्टेज के कारण मोटर द्वारा हार्मोनिक धारा खींची जाएगी। ये हार्मोनिक धाराएँ नकारात्मक अनुक्रम टॉर्क, खराब मोटर प्रदर्शन और मोटर के अंदर अतिरिक्त हानिकारक गर्मी पैदा करेंगी।

चित्र 9 ड्राइव के आउटपुट पर वोल्टेज दिखा रहा है और यह अच्छी स्थिति में कैपेसिटर के साथ एक अच्छी ड्राइव के लिए है।

केस तीन

केस नंबर तीन ईएमए को मरम्मत के लिए प्राप्त हुआ था। आउटपुट वेवफॉर्म एक IGBT (इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर) को चालू नहीं करता दिखाता है। यह धारा में असंतुलन और तरंगरूप विकृति दोनों पैदा करता है।

निष्कर्ष

निष्कर्ष में, डीएमएम, ऑसिलोस्कोप और बिजली गुणवत्ता वाले उपकरण पीडब्लूएम मोटर ड्राइव के लिए अच्छी समस्या-निवारण क्षमता प्रदान करते हैं। हालाँकि, वे डेटा संग्रह और रिपोर्टिंग सीमाओं के कारण विद्युत मोटर परीक्षण विश्वसनीयता कार्यक्रम में अच्छी तरह से एकीकृत नहीं होते हैं। इसके अलावा, वे सामान्य मोटर और लोड संबंधी समस्याओं के बारे में बहुत कम जानकारी प्रदान करते हैं।

इलेक्ट्रिकल सिग्नेचर विश्लेषण विश्वसनीयता तकनीशियन को संचालित लोड के माध्यम से आने वाली बिजली से पूरे मोटर सिस्टम को देखने की अनुमति देता है। पीडब्लूएम अनुप्रयोगों के साथ वोल्टेज और करंट कनेक्शन होने के बाद डेटा संग्रह में 4 मिनट से भी कम समय लगता है। इस 4 मिनट की परीक्षण प्रक्रिया से पूर्ण 8 विश्लेषण जल्दी से विफल रेक्टिफायर डायोड, खराब डीसी बस कैपेसिटर, और ड्राइव से पहले विफल आईजीबीटी या मोटर विफलता के कारण मोटर सिस्टम विफल होने जैसी समस्याओं की पहचान कर सकता है।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि तीनों मामलों में लोड और अन्य परिचालन कारकों के आधार पर मोटर अभी भी काम कर रही हो सकती है, लेकिन सिस्टम के चालू रहने की निश्चितता से समझौता हो गया है। मोटर या पीडब्लूएम ड्राइव को अतिरिक्त क्षति होने से पहले इन दोषों की शीघ्र पहचान करने की ईएसए की क्षमता, महंगे डाउनटाइम को कम करने, उपकरण की विश्वसनीयता बढ़ाने और संभवतः उपकरण को भयावह क्षति या कर्मियों को संभावित चोट को रोकने में मदद करेगी।

लेखक के बारे में

रिचर्ड स्कॉट राष्ट्रीय बिक्री प्रबंधक हैं और डॉन हापापुरो, सीएमआरपी, ऑल-टेस्ट प्रो, एलएलसी के लिए मुख्य खाता प्रबंधक हैं। ऑल-टेस्ट प्रो मोटर सर्किट एनालिसिस (एमसीए), इलेक्ट्रिकल सिग्नेचर एनालिसिस (ईएसए), और पावर क्वालिटी एनालिसिस (पीक्यू) के लिए पोर्टेबल टेस्ट उपकरण का निर्माता है, जिसका उपयोग इलेक्ट्रिक मोटर्स के पूर्वानुमानित रखरखाव परीक्षण, गुणवत्ता नियंत्रण और समस्या-निवारण के लिए किया जाता है। जनरेटर, ट्रांसफार्मर, कॉइल और वाइंडिंग। ALLTEST PRO® MCA उपकरण विद्युत दोषों का शीघ्र पता लगाने की सुविधा प्रदान करते हैं जिनमें शामिल हैं: वाइंडिंग दोष, चरण असंतुलन, रोटर दोष और ग्राउंड दोष। ऑल-टेस्ट प्रो® ईएसए और पीक्यू उपकरण आने वाली बिजली, इलेक्ट्रिकल मोटर, संचालित लोड के माध्यम से इलेक्ट्रिकल और मैकेनिकल दोनों से स्वचालित विश्लेषण प्रदान करते हैं। उपकरण हाथ से पकड़े जाने वाले, बैटरी से चलने वाले, उपयोग में आसान हैं और किसी भी आकार या प्रकार की विद्युत मोटर, जनरेटर या ट्रांसफार्मर का परीक्षण करेंगे, यहां तक ​​कि किसी दूरस्थ स्थान से भी। वेबसाइट www.alltestpro.com है।

डीन विलियम्स ईएमए, इंक के लिए तकनीकी सेवाओं के उपाध्यक्ष हैं और वह कॉर्टलैंड, एनवाई सेवा केंद्र से काम करते हैं। ईएमए मोटर ड्राइव बेचता है और उसकी सेवा करता है, साथ ही मोटर ड्राइव का ठीक से समस्या निवारण करने के लिए प्रशिक्षण भी प्रदान करता है। वेबसाइट www.emainc.net है.

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