ATP、事業開発エンジニアにマーク・コッホを迎える
マーク・コッホがビジネス開発エンジニアとしてチームに加わった！ マークは20年以上にわたる電気および信頼性メンテナンスの経験を持つ！ 2001年、彼は電気技師としてのキャリアをスタートさせた。 この間、彼は現場見習いから現場監督へと昇進し、リフォームや新築プロジェクトの立ち上げと完了を担当した。 2010年、米国オハイオ州グレーター・シンシナティのメトロポリタン下水道局（MSD）で働き始め、電気メンテナンスのベストプラクティスを学び、予知保全プログラム（PdM）の導入に貢献した。 MSDに在職中、彼のチームはアップタイム・マガジンのベスト・エマージング・メンテナンス信頼性プログラム賞とアップタイム・マガジンのベスト・アセット・コンディション・マネジメント・プログラム賞の両方を受賞しました。 MSDでは、サーモグラフィ、振動、潤滑、目視検査、モーター検査、ウルトラソニックスなどの日常的なPdMサービスを学び、提供した。 2014年、マークはALL-TEST Pro, LLC（ATP）のテクニカル・サポート・マネージャーとして、ATP機器のユーザーやディストリビューターに対し、世界中で専門的なサポートを提供した。 2020年、赤外線カメラ・インクのソリューション・エンジニアとして、世界中のICI機器ユーザーに専門的なソリューション、サポート、サービスを提供。 マーク、ようこそ！
電圧アンバランスの影響
三相システムを使用している場合、工業プラントの電力問題の代表格であるアンバランス電圧に注意する必要があります。 植物が不均衡になる可能性は、それを防ぐ対策がない場合に高くなる。 機器に深刻なダメージを与える前にアンバランスをキャッチすることが理想です。 以下では、電圧アンバランスとは何か、その原因は何か、電気システムを保護するために電圧アンバランスを防止し、テストする方法をご紹介します。 3相電圧のアンバランスとは？ 三相電力系統は、三相の電圧と電流が同じ振幅を持つとき、平衡または対称となる。 アンバランスシステムとは、相電圧が不均等であることを意味します。 このアンバランスは、三相システムにおける電圧位相の差を測定するものです。 このような電力問題は、産業用発電所や強力なモーターを備えた大型機械を稼働させる工場でよく見られる。 電圧のアンバランスは、モーターの効率、コスト、損害など、事業の多くの側面に影響を及ぼします。 不平衡電圧の原因とは？ ANSI C84.1には次のように記載されている：電気供給システムは、無負荷条件下で電気メーターで測定した場合、最大電圧アンバランスが3%に制限されるように設計および運用されるべきである。 つまり、自工場の電圧のバランス状態を確認するのは、ユーザーの責任ということになります。 電圧がアンバランスになる場合、多くの場合、システムの負荷分散が原因です。 このようなアンバランスはシステムのどの地点でも起こりうるものであり、アンバランスな電力システムは様々な理由で起こりうるものです。 ここでは、アンバランス電圧の代表的な原因について説明します。 伝送路の対称性の欠如 アーク炉や溶接機など、単相の大負荷の場合 力率改善コンデンサバンクの不具合 オープンデルタまたはワイトランス トルク出力が低いため、機械的ストレスが発生する 三相整流器やモータの大電流化 中性導体に流れる電流のアンバランス 力率改善装置の動作不良 アンバランスまたは不安定なユーティリティ電源 バンクに対して大きすぎる三相負荷に供給するアンバランスなトランス・バンク 同一電力系統に偏在する単相負荷 未確認の単相対地絡故障 コネクタやコンタクタの緩み、腐食、穴あき。 プラントの状態でも電圧アンバランスの原因や要因になることがあります。 例えば、過負荷の変圧器、誤動作の力率改善装置、周期的な制御、リアクトルのデチューンなどは、すべて不均衡につながる可能性がある。 隣の工場で起きていること、あるいはもっと上の送電線で起きていることも、あなたの施設の電圧アンバランスに影響を与える可能性があります。 電圧アンバランスの影響 電圧のアンバランスは、モーターにダメージを与える可能性があります。 三相モーターでは相電圧の違いにより循環電流が発生し、電圧アンバランスの6倍から15倍の電流アンバランスが発生します。 余分な電流はモータの加熱を助長し、アンバランスが十分大きいと深刻な事態を招きます。 このモーター温度の上昇は、周囲の絶縁を劣化させ、モーターの寿命を短くし、モーターの焼損につながります。 その他、電流や電圧の偏りによる影響として、脈動の増加、機械的ストレス、振動、損失などが挙げられます。 さらに、接点の摩耗や接続の緩みといったメンテナンスの問題もよくあります。 これらの問題は、モーターの動作音が大きくなったり、高温で動作したり、早期に故障したりする原因となります。 さらに、電圧アンバランスは、すでに比較的高いロックロータ巻線電流の割合を投げ出すことになり、全負荷速度はわずかに低下し、トルクは低下する。 電圧アンバランスが十分に大きい場合、低減されたトルク能力がアプリケーションに十分でない可能性があり、モータは定格速度に達しない。 NEMA規格MG-1では、多相モータは、モータ端子での電圧アンバランスが1％を超えない場合、定格負荷での運転条件下で正常に動作するものとされています。 さらに、5％を超えるアンバランス状態でのモータの運転は推奨されず、おそらくモータの損傷につながります。 一般的には好ましくないが、別の修正措置として、モータをディレーティングすることができる。 電圧アンバランスが1％を超えると、モーターを正常に動作させるためにディレーティングが必要です。 下図に示すディレーティングカーブは、NEMAがアンバランスに対して定めた5％の制限値では、モータは大幅にディレーティングされ、銘板定格馬力の約75％にしかならないことを示しています。 電圧アンバランスは、可変周波数ドライブ（VFD）で使用される3相DCコンバーターにダメージを与える可能性があります。 測定では異常がないにもかかわらず、回路が過負荷になるような不快なトリッピングを起こす問題のある可変周波数ドライブ（VFD）は、位相電流がアンバランスである可能性があります。 VFDのライン電流は、1相または2相に過大な電流が流れるため、非常にアンバランスになることがあります。 これは、三相の平均電流がVFDの定格電流を大きく下回っているにもかかわらず起こることです。 VFDのフロントエンドは、ハイパワー・ダイオードの配列を使って3相交流入力電力を変換し、パワー・インバータ・セクションのリザーバとしてDCバスを生成する。 入力整流部に流れる電流は、パルスで引き出される。 理想的には、各ダイオードを流れる電流は均等に分割されますが、VFDの入力に供給される電圧のアンバランスにより、各ダイオードを流れる電力が不均等になり、その結果、パワーダイオードの早期故障や頻繁な故障が発生します。 電流ダイオードのアンバランスな出力は、高調波成分の増加を生じさせます。 出力パルスがよりアンバランスになると、3倍の電流高調波も増加する。 なぜこれが重要なのか？ 電圧アンバランスを気にする最も分かりやすい理由は、モータの効率と性能の低下であり、これらはいずれも企業の収益に影響します。 モーターの効率は、アプリケーションの種類、負荷、電源電圧などの要因によって異なります。 電圧アンバランスが大きい電源では、ローターとステーターのI2R損失（電流の2乗×抵抗）が大きくなり、供給された電力のうち熱に変換される部分が多くなり、働きが少なくなります。 モーターが高温になり、その結果、効率が悪くなります。 ローターの損失が増えると「滑り」が大きくなり、モーターの回転が少し遅くなり、一定時間での仕事量が少なくなることに注意してください。 基本的なアレニウスの式では、温度が1℃上昇するごとに化学速度は2倍になる。 この方程式をモーターの絶縁に当てはめれば、温度が上昇すればモーターの寿命が劇的に短くなることが簡単にわかる。 電圧アンバランスに起因する巻線温度の影響は、以下の表の通りです。 アンバランスが機器にダメージを与えると、モーターが本来の効率で稼働しないため、工場はダウンタイムを経験することになります。 ダウンタイムの損失に加えて、破損したモーターは高価な交換や修理が必要になります。 電源のアンバランスを防ぐには 電圧アンバランスを防ぐには、パネルボードの各相に負荷を均等に分散させる必要があります。 ある相が他の相より負荷が大きくなると、その相の電圧は低くなり、アンバランスになります。 負荷を均等に分散させることで、1つの相に負荷がかかるのを防ぐことができます。 アンバランスの原因を理解することで、お客様と技術者はその兆候を探し、予防に努めることができます。 アンバランスを防ぐ最善の方法は、電圧のアンバランスをテストし、その原因となるものを特定することです。 たとえシステムのどこかにわずかなアンバランスがあったとしても、今それをテストすることで、影響が損なわれる前に発見することができるかもしれません。 ATPOL III™通電式電気信号解析（ESA）試験装置と付属のATPOL 8.0ソフトウェアは、1分以内に終わる通電式モーター試験の一環として、これらの業界の主力製品に供給される電圧アンバランスを迅速かつ正確に測定および計算できます。 ATPOL 8.0ソフトウェアは、%電圧アンバランスを計算し、適切な電圧ディレーティング係数を提供します。 ポータブルATPOL III™は、あらかじめ設置されたALL-SAFE©コネクタに専用コネクタを使用するか、簡単にアクセスできるモーター制御装置や断路器に取り外し可能なCTと電圧プローブを使用して素早く接続できます。 ますます普及しているVFDの保護を強化するために、これらの高価なコントローラへの入力電力をテストして、整流器セクションの電流不平衡につながる電圧不平衡条件が存在しないことを確認することもできます。 不平衡電流の計算方法 アンバランスな電圧の割合を手動で計算するには、まず平均的な電流または電圧と最大の偏差を決定する必要があります。 そして、偏差を平均電圧で割り、その数字を100倍してパーセンテージを求めます。 電圧アンバランスの割合です。 例えば、以下のような感じです。V1 = 469 V2 = [...]
三相交流誘導電動機の無励磁試験方法について
モーターインダクタンス検査は、全体像を正確に把握できない方法で行われることが多いのです。 不適切なテストは、機器の早期交換やコスト分析の不備など、マイナスの結果につながる可能性があります。 ALL-TEST Pro独自のモーター回路解析（MCA™）装置を使用した無励磁モーターテストは、テストをより正確に、より実用的に、より分かりやすくすることができます。 この記事では、三相交流モーターのテスト方法を紹介し、MCA™メソッドがより包括的である理由を説明します。 従来のテスト方法はどうなっているのか？ 三相モーターを最新の試験方法でテストする方法を説明する前に、絶縁抵抗計やマルチメータを使った従来のテスト方法では十分でない理由を説明します。 これらのツールは、モータの特定の部分を見落とし、三相モータの不良を見分けるのに役立つとは限りません。 絶縁抵抗測定器 電気的なステーターの故障のうち、コイルとモーターフレームの間で発生したり、直接地面にショートしたりするものは約17％に過ぎず、約83％は巻線の絶縁体で発生することが分かっています。 IRGテストは巻線の絶縁を無視するため、ごく一部の故障にしか適用されません。 また、地上壁の断熱材の全体的な状態は評価せず、弱点だけを評価します。 IRGメーターは、GWIの電荷を蓄える能力を判断するために、時代遅れの分極指数を使うことを推奨しています。 これらのガイドラインは、古いタイプの断熱材に基づくものであり、新しい断熱システムには無効となる可能性があります。 IRG測定の目的は、絶縁体の状態を知ることではなく、三相電動機の通電が安全であることを確認することです。 散逸係数や対地静電容量などの追加測定により、GWIの全体的な状態をより完全に把握することができます。 マルチメーター マルチメーターは、特定のモーターのリード線間の電気回路の抵抗値を測定します。 理論的には、導体を包む絶縁体が破壊されると（巻線ショートのように）、ショートしたコイルの抵抗値が他のコイルより低くなり、相間の抵抗アンバランスが生じます。 巻線の絶縁劣化の指標としての抵抗値の問題は、電流が最も抵抗の少ない経路を通るという電気の基本法則にある。 電流がコイルのターンをバイパスする前に、コイル間の絶縁抵抗が、ショートしたターンの導体の抵抗より低くなる必要があります。 これらの値はミリオーム単位で、通常、巻線間の絶縁が完全になくなるまで測定できない。 また、マルチメーターの問題点として、絶縁体の温度係数がマイナスであることが挙げられます。 温度が上がると抵抗値が下がり、電流がコイルの周りを短絡するほど低い値になる可能性があります。 モーターが停止した後に測定すると、巻線と絶縁体の温度が下がり、絶縁体の抵抗が十分に増加し、電流が通常の経路をたどり、相間でバランスのとれた測定値が得られるようになります。 断熱材はどのように分解されるのか？ 三相モーターの状態を把握するためには、絶縁破壊の早期発見が重要です。 そのために、MCA™は低電圧のAC信号を使って巻線絶縁システムを運動させ、巻線絶縁が劣化し始めると起こる化学変化を判断します。 すべての物質は分子と原子で構成されています。 原子はレゴ®ブロックのように、化学結合で分子を形成しています。 これらの結合は、原子の最外殻（価数）で発生します。 絶縁材料は、価電子の結合が非常に強固である。 導電性物質は、価電子帯の電子がゆるく結合しています。 熱は絶縁材料の化学構造を変化させ、導体を囲む絶縁体の導電性を高め、絶縁体に経路を形成させることができます。 これらの経路は、導体間に短絡を生じさせます。 によると、この アーレニウスのほうていしき この化学反応は、温度が10℃上昇するごとに2倍になります。 断熱材は瞬間的に故障することはありません。 電気絶縁材料はすべて誘電体であり、経時的に化学変化が起こりますが、この反応が劣化を早めるのです。 熱によって反応速度が速くなり、それに伴って劣化速度も速くなる。 そうすると、断熱材が段階的に破壊され始めます。 絶縁体にストレスがかかると、導電性が高まり、抵抗性が低下し、静電容量が低下します。 断層帯で温度が上昇し始め、断熱材が炭化経路を形成する。 初期段階では、絶縁体に電流が流れない。 絶縁体の劣化に伴い、抵抗値は減少し続けます。 自己インダクタンスや静電容量が低下し、モーターが断続的にトリップするようになり、絶縁が冷えると正常に動作するようになるかもしれません。 このまま運転を続けると、断層が悪化して断層帯の温度が上昇し続けることになります。 最終的には、断層帯に電流が流れるまで絶縁が劣化する。 この現象により、巻線の絶縁体が完全に破断し、巻線が気化する可能性があります。 このとき、コイルのインダクタンスと巻線抵抗が変化する。 よくあるローターの故障とは？ 大型三相交流誘導電動機の一部（EPRIでは10％）は、ローターの問題で故障します。 これらは、従来のモーターテストでは検出できなかったり、診断に時間がかかったり、複雑な検査機器が必要だったりします。 ここでは、代表的なローターの故障を紹介します。 鋳造ボイド 鋳造ボイドは、リスケージ型ローターの電気部分のローターバーやエンドリングに蒸気バブルが発生することで発生します。 バーやバーの抵抗を増やすのです。 ローターバーは並列回路を作ります。 電気の基本理論では、並列回路の各脚の電圧は同じであるとされています。 ローターバーに鋳巣があると、ローターバーの抵抗が大きくなり、（故障のあるバーを通る）電流の流れが悪くなり、隣接するバーを通る電流の流れが大きくなります。 隣接するローターバーに流れる電流が増加することで、ローターバーがさらに加熱される。 さらに熱が加わることで、影響を受けたバーが熱膨張し、ローターがたわみ、過大な振動やベアリングの早期故障・頻発を引き起こします。 エキセントリックローター 偏芯ローターは、シャフトの幾何学的中心線とローターコアの幾何学的中心線が同心でない場合に発生します。 ローター上でシャフトから最も遠い点（ハイスポット）はステーターに近くなり、ローターの反対側の点（ロースポット）はシャフトに最も近いがステーターからは遠くなる。 偏芯により、ローターコアとステーターコアの間隔が不揃いになります。 偏心ローターにはハイスポットとロースポットがあるため、ローターとステーターの不等間隔はローター位置によって変化します。 このような偏心を動的偏心と呼びます。 この状態は、ローターとステーターの間に電気的にアンバランスな力を発生させ、ベアリングの故障を頻発させることになります。 不等間隔のエアギャップ 同心円状のローターがステーターフィールドの幾何学的中心線上に配置されていない場合、不等間隔のエアギャップが発生します。 [...]
VFDモーターベアリングの故障：モーターの故障かVFDの問題か？
可変周波数駆動装置（VFD）技術の向上により、コストの削減、信頼性の向上、そして何よりも使用頻度の向上が実現されています。 最近のVFDシステムの多くは、故障時に自動でシャットダウンする内部診断機能を備えています。 しかし、これらの不具合の原因を突き止め、修正することは、時として困難な場合があります。 しかし、非通電（MCA）および通電のモーターテストは、これらの問題の多くを迅速かつ容易に特定するのに役立つ貴重な洞察を提供します。 本書では、この2つの簡単なモーター試験技術をVFDのトラブルシューティングに取り入れる方法を紹介します。 基本操作 VFDは、入力される3相交流電力を整流してDCバスを形成します。 DCバスは、インバータ部に入力される整流された直流をコンデンサで平滑化する。 インバーター分野では、コントローラーがマイクロプロセッサーを使って半導体スイッチを制御し、直流電圧を可変の3相交流電圧と周波数に変換してモーターに入力します。 半導体（SCRやIGBT）の発火時間を制御することで、直流パルスの幅を変調し、電圧と周波数が変化する模擬三相入力電圧を発生させます。 入力電圧の周波数は、磁界がステーターの周りを回転する速度を決定します。 磁界が発生する速度を同期速度（SS）という。 SS= 120 F/P ここでF= 供給電圧の周波数 P = モータの極数 インバータ回路のスイッチング特性により、VFDはプラントの電気系統に高調波を導入し、PQの問題を引き起こす可能性があります。 さらに、VFDはPQの影響を受けやすいため、VFDが停止してしまうこともあります。 多くのVFDは、シャットダウンの原因を示す内部電子回路を備えています。 これらの共通コードは、過電圧、過電流、過負荷、電圧・電流アンバランス、温度過昇、外部故障などの原因を割り当てています。 この情報は重要ですが、実際に問題なのは、何が原因で故障状態が発生したのかです。 故障の原因はVFDにあるのか、VFDが経験したことなのか？ VFDに障害が発生した場合、電源の問題、接続の問題、モーターの問題、駆動する機械やプロセス自体の障害などが考えられます。 VFDに起因する故障の場合。 電子部品の故障や不具合が原因である可能性があります。 一般的な故障としては、整流部のダイオード、DCバスのコンデンサー、インバーター部の半導体の故障や不具合などがあります。 無励磁モーターテストモーター回路解析™（MCA™）について モーター回路解析™ (MCA™) は、モータの巻線に低電圧のAC＆DC信号を注入し、モータを非通電状態にしてモータシステム全体を徹底的に評価するモータ試験技術です。 MCAモーターテストは、モーターで直接、またはVFDの出力からリモートで実施することができます。 従来の無通電モーターテストとは異なり、ローターの問題や巻線の絶縁破壊の発生を特定することができない。 MCAテストは、接地壁の絶縁システムだけでなく、ステーターのコイルを作るための導体周囲の絶縁や、ローターの電気部分の既往症や故障の発生を早期に発見することができます。 MCAは初期段階で故障を特定することができますが、モータの「良」を素早く確認できるため、VFDトリップの原因としてモータを素早く排除することができます。 VFDの出力から3分間のテストを行うことで、「良好」という結果は、モーターだけでなく、関連するケーブルやテスト回路内のすべての電気部品も良好な状態であることを示します。 しかし、結果が悪い場合は、モーターで直接3分間の追加テストを行うだけでよいのです。 モーターのテストが良好な場合は、配線またはコントローラーの故障です。 モーターが現像不良を示す場合、ローターまたはステーターの電気回路に故障があるかどうかを判断するために、オプションのMCAテストが用意されています。 低電圧DCテストは、被試験回路における接続の問題を示すもので、外部および内部のすべての接続が十分に「堅固」であることを確認します。 一連の交流試験では、巻線絶縁体を運動させ、導体間の絶縁が劣化し始めると巻線絶縁体の化学的構成に生じる非常に小さな変化を特定します。 オプションのダイナミックテストでは、テスト対象のモーターシャフトを手動で回転させ、ステーターシグネチャーを作成し、ステーター巻線システムを構成するコイルの導体を囲む絶縁体に発生した不具合を特定します。 ローターシグネチャーは、ローターバーやエンドリングの静的または動的偏心、亀裂、破損、鋳造ボイドなど、ローター電気系統の不具合を特定します。 通電モーターテスト。電気信号解析（ESA） 欧州連合（ESA）加盟国 は、VFDの入出力電圧・電流を利用して、ドライブに供給される電力の状態や品質、ドライブからモーターに出力される電圧・電流を迅速に分析します。 これらのテストには、それぞれ< 1分必要です。 ドライブの入力と出力でESAモーターテストを行うことで、入力と出力の完全なプロファイルを得ることができます。 各テストでは、3相の電圧・電流の同時データ取り込みを行って3相それぞれのPQテーブルを作成し、3相すべての電圧・電流波形を50msecで取り込み、表示・保存します。 さらに、50秒間の電圧・電流波形をデジタル化し、入力と出力の電圧・電流の両方について、高周波と低周波のFFTを実行するために使用します。 入力電力 ドライブへの入力電圧は、ドライブに供給される入力電圧の状態を示す貴重な情報であり、入力電圧や電流のアンバランスや高調波の含有量を計算します。 入力電流は、ドライブの整流部のダイオードの状態を示すものである。 図2はすべてのダイオードが正常に発火した場合の電流波形である。図3では、整流部のダイオードのうち1つ以上が正常に発火していないことがすぐに分かる。 [...]
電気絶縁の不具合
電気絶縁は、電流を必要な経路に導き、必要でないところに流れないようにするために使用されます。 電気モーターの性能と長寿命化には、適切な電気絶縁が不可欠です。 絶縁破壊は、電動機の故障の原因として最も多いものの1つです。 例えば、発電機では。 失敗の56%は は、電気絶縁の損傷に起因するものです。 断熱システム モーターには2つの絶縁システムがある。 その一つが、コイルをモーターのフレームやケーシングから分離するグランドウォール絶縁方式です。 2つ目の絶縁方式は、モーターの巻線を作るために巻かれた導体を分離する巻線絶縁方式です。 研究によると、ステーターの電気障害の約80%は巻線の絶縁体で発生し、コイルとモーターフレームの間で発生したり、アースと直接ショートしたりするのは約20%に過ぎないことが分かっています。 絶縁不良とは何ですか？ 電気絶縁不良は、モーター内の絶縁体が経年劣化やその他の理由で劣化し始めることで発生します。 経年劣化や過熱は絶縁体の化学変化を引き起こし、絶縁体の導電性を高め、電流が導体間やモータのフレームに流れるのを防ぐ効果が低下します。 特に地中壁断熱システムにおける断熱材の故障の中には、水分の侵入や汚染、その他異常な固有事象によって瞬間的に発生するものがあります。 これらの事象は、絶縁体のボイドやその他の弱点を攻撃し、早期破壊につながる。 巻線絶縁システムの故障は、徐々に顕在化し、時間の経過とともに劣化していきます。 一般的な絶縁不良の原因には、次のようなものがあります。 オーバーヒート 巻線汚染 過大な電流が流れる 電力品質が悪い 高調波歪み。 このガイドでは、電気絶縁劣化の各段階を説明し、モーター機器の絶縁変化を積極的に追跡できるようにします。 電気絶縁不良の3つのステージ 絶縁破壊の多くは、3つの段階を経て、ゆっくりと着実に進行していきます。 ステージ1 – 早期発見に最適なステージ 電気絶縁破壊の第一段階では、導体間の絶縁体にストレスがかかり、化学的な変化が始まります。 絶縁体が化学的に変化し、導電体になり始める。 絶縁強度と静電容量が低下し始める。 絶縁体が炭化し始め、電流がより抵抗的になり、容量性が低下する可能性があります。 地中壁の断熱材が変化すると、断熱抵抗が減少し、放熱係数が増加します。 巻線の絶縁体が化学変化を起こすと、位相角(Fi)や電流の周波数特性が変化します。 この絶縁破壊の段階で故障を特定することは、プラントの電気系統を確実に「世界最高水準」で稼働させるために非常に重要です。 この段階では、導体間に望ましくない電流が流れることはまだありませんが、流れ始めるリスクは高いです。 幸い、早期発見による 巻き上げ とか、ちゃんと係わる モーターテスト は非常に有益です。 電気モーターの絶縁不良を早期に発見することで、劣化が比較的軽微なうちに対処することができ、時間とコストを節約し、致命的な故障を防ぐことができます。 ALL-TEST Proは、電動機の絶縁不良を安定して早期発見できる世界で唯一の測定器です。 以下の絶縁不良の検出で説明する位相角を参照してください。 ステージ2-断続的なモーター故障の可能性 電気絶縁破壊の第2段階になると、巻線の劣化が顕著になります。 以下は、それらが示す可能性のある故障の特徴です。 断熱材の劣化が進む。 電流は抵抗が大きくなり続けます。 断熱材が破損する主要なポイントでは熱が上昇する。 モーターは、絶縁体が冷えると運転を続けることがありますが、断続的にドライブやサーキットブレーカーをトリップするようになります。 問題の原因を特定するためには、トラブルシューティングを行う必要があります。ALL-TESTプロ測定器は、モーターとそのコンポーネントの真の健康状態を判定します。 以下の絶縁不良の検出で説明した位相角、TVS、電流周波数応答を参照してください。 ステージ3 – 破局的故障 絶縁不良の前兆が発見されなかったり、対処されなかったりすると、モーターが完全に壊れてしまう可能性が高いです。 以下は、この段階で巻きがよく見せる特徴です。 絶縁が完全に破壊され、巻線間のショートカットや巻線からアースやモーターフレームへの電流の直接経路ができる。 断層点では爆発的な破裂が発生する。 インダクタンスと抵抗の変化が起こる。 銅のコイルは、過度の熱に反応して溶け始めます。 起動時にモータがドライブまたはサーキットブレーカをトリップし続ける。 導体間の電流の流れがある。 多くの電気メーターや装置は、モーターの故障のこの段階（あるいは、重大な安全問題を示す完全な接地ショート）で故障を検出するはずです。 モーターを故障するまで動かすのであれば、モーターに何が起こっているのか、モーターの健康状態を知る必要はないかもしれません。 絶縁不良の原因 温度や汚染物質などのストレスや、過電圧が続くなどの電気的ストレスは、電気絶縁を容易に破壊し、故障の原因になります。 また、これらの様々な要因が相互に影響し合って劣化するため、絶縁不良のリスクは時間の経過とともに高まります。 例えば、日常的な摩耗によって、断熱材に小さなピンホールやクラックが発生することがあります。 その結果、断熱材は弱くなり、湿気や化学物質が侵入し、断熱材をさらに劣化させることになります。 以下は、モーターの電気絶縁不良の代表的な原因です。 汚染物質。 工作機械のクーラントやオイルなどの化学物質と接触することで、巻線の絶縁が弱くなる。 これらの汚染物質は、しばしば腐食作用があり、時間の経過とともに絶縁体を破壊する。 水分の多い汚染物質は、不純物を含むため通常導電性であり、小さなクラックや孔から絶縁体に染み込むと抵抗が低下します。 電力品質が悪い。電圧や電流のバランスが悪いなど、電力品質の問題で巻線が過熱することがあります。 このような問題から、わずかな温度上昇でも熱的ホットスポットが発生し、絶縁抵抗の大幅な低下につながることがあります。 過負荷がかかる。 過負荷による大電流が流れるため、巻線が過熱する場合があります。 また、過負荷は電圧サージを引き起こし、絶縁体を破裂させることがあります。 周囲の温度が高い。使用環境が高温のため、巻線が過熱することもあります。 特に換気の悪い場所では、機器が発する熱によってモーターの巻線絶縁に過度のストレスがかかることがあります。 過渡電圧。過渡電圧は、内部または外部ソースから発生する可能性があり、モータの始動時によく発生します。 [...]
三相モータの巻線チェック方法
モーターの巻線は、磁性体のコアに導線を巻き付けたもので、電流を流して磁界を作り、ローターを回転させるための道筋となります。 モーターの他の部分と同様に、巻線も故障することがあります。 モーターの巻線が故障する場合、実際の導体が故障することはほとんどなく、導体を包むポリマーコーティング（絶縁体）が故障するのです。 高分子材料は、その化学組成が有機物であり、経年変化、炭化、熱などの高分子材料の化学組成を変化させる悪条件により、変化する。 これらの変化は、目視ではもちろん、オームメーターやメガオームメーターといった従来の電気検査機器でも検出することができない。 エンジンのいずれかの部品が突然故障すると、生産の損失、メンテナンス費用の増加、資本の損失または損害、および人身事故の可能性があります。 絶縁不良の多くは時間の経過とともに発生するため、MCA技術は巻線絶縁システムの状態を決定するこれらの小さな変化を特定するために必要な測定を提供します。 巻線のチェック方法を知ることで、チームは積極的に行動し、モーターの不要な故障を防ぐために適切な措置を取ることができます。 地中壁断熱のテスト方法 地絡や対地短絡は、接地壁の絶縁体の抵抗値が低下し、地面や機械の露出部に電流が流れることで発生します。 このため、巻線からの供給電圧がフレームや機械の露出部分にまで及ぶことになり、安全上の問題が発生します。 接地壁の絶縁状態を調べるために、巻線のリード線T1、T2、T3から接地までの距離を測定します。 ベストプラクティスでは、アースへの巻線経路をテストします。 モーター巻線に直流電圧を印加し、絶縁体からアースへ流れる電流量を測定する試験です： 1) 適切に動作する電圧計を使用して、モーターを非通電状態でテストします。 2) 測定器のテストリードを両方ともグランドに置き、測定器リードのグランドへの確実な接続を確認します。 対地絶縁抵抗(IRG)を測定する。 この値は、0MΩとする。 0以外の値が表示された場合は、テストリードをグランドに再接続し、0が表示されるまで再テストしてください。 3) テストリードの1本をグラウンドから外し、各モータリードに接続します。 次に、各リード線の対地絶縁抵抗値を測定し、その値がモータ電源電圧の推奨最小値を超えていることを確認する。 NEMA、IEC、IEEE、NFPAは、モータの電源電圧に依存する推奨試験電圧と最低絶縁対地値に関するさまざまな表とガイドラインを提供しています。 このテストでは、グランドウォールの断熱システムの弱点を特定します。 散逸係数と対地静電容量テストは、絶縁体の全体的な状態を示す追加の指標となります。 これらの試験の手順は同じですが、直流電圧を印加する代わりに交流信号を印加することで、グラウンドウォールの断熱材の全体的な状態をよりよく示すことができます。 接続の問題、オープン、ショートのために巻線をテストする方法 接続の問題接続の問題により、三相モータの相間に電流の不均衡が生じ、過度の加熱や早期の絶縁破壊を引き起こす。 オープン：導体または導体が破損または分離した場合に発生する。 これにより、モーターが始動できなくなったり、「単相」状態で動作し、過剰な電流が流れ、モーターが過熱して早期に故障することがあります。 ショート（Shorts）： 巻線導体を包む絶縁体が、導体間で破壊されることでショートが発生する。 これにより、電流は導体を通らず、導体間で流れる（ショートする）。 その結果、断層で発熱が起こり、導体間の絶縁がさらに劣化し、最終的に故障に至るのです。 巻線の故障を調べるには、モーターのリード線間でACとDCの測定を行い、測定値を比較し、測定値が均衡していれば巻線はOK、不均衡であれば故障と判定されます。 推奨される測定方法は 1）抵抗感 2) インダクタンス 3) インピーダンス 4) 位相角 5) 現在の周波数特性 これらの接続をテストして、巻線の状態をテストしてください： T1〜T3 T2〜T3 T1〜T2 読み取り値は、0.3～2オームの間である必要があります。 0であれば、ショートしています。 2オーム以上、または無限大であれば、オープンです。 また、コネクタを乾燥させてから再テストすると、より正確な結果が得られる可能性があります。 インサートに焼き跡がないか、ケーブルに摩耗がないか確認する。 抵抗のアンバランスは接続の問題を示し、これらの値が平均から5％以上バランスを崩している場合は、緩い高抵抗接続、モーター端子上の腐食または他の蓄積を示します。 モータのリード線を清掃し、再テストしてください。 オープンは、抵抗またはインピーダンスの読みが無限大になることで示されます。 位相角や電流の周波数特性が平均値から2単位以上ずれている場合、巻線ショートの可能性があります。 これらの値は、試験中のリスケージ型ローターの位置によって影響を受ける可能性があります。 インピーダンスとインダクタンスのバランスが平均値から3％以上崩れている場合は、シャフトを約30度回転させて再試験することをお勧めします。 アンバランスがローター位置に追従する場合、アンバランスはローター位置の結果である可能性があります。 アンバランスが変わらない場合は、ステーターの故障が表示されます。 従来のモーター試験機では、モーターの巻線を効果的に試験・検査することはできませんでした。 モーターのテストに使われる機器は、従来、メガオームメーター、オームメーター、あるいはマルチメーターが使われてきました。 これは、ほとんどの工場にこれらの機器があるためです。 メガオームメーターは電気機器やシステムの安全テストに、マルチメーターはその他のほとんどの電気測定に使用されます。 しかし、これらの測定器を単独で、あるいは組み合わせても、モータの絶縁システムの状態を適切に評価するのに必要な情報は得られません。 メガオームメーターは、モーターのグランドウォール絶縁の弱点を特定することはできますが、絶縁システムの全体的な状態を知ることはできません。 また、巻線絶縁システムの状態に関する情報も提供しません。 マルチメーターは、接続の問題やモーター巻線の開きを特定しますが、巻線間の絶縁については情報を提供しません。 モーター回路解析テスト（MCA™）による巻線のテスト モーター回路解析（MCA™）テストは、無通電で巻線などをチェックし、モーターの健康状態を徹底的に評価する方法です。 使いやすく、すぐに正確な結果が得られます。 ALL-TEST [...]
簡単なモーターテストの手順
Los profesionales de las industrias manufacturera, de generación de energía y del agua confían en los motores eléctricos para completar sus objetivos. Para seguir siendo eficientes, es esencial que los sistemas basados en motores se mantengan en condiciones óptimas de funcionamiento. Un fallo repentino del motor puede [...]
Deenergizedテストのオンラインガイド
多くの産業が生産性を維持するために電気機器に依存しており、機器の不具合は成功に悪影響を及ぼします。 そのため、予防的な対策が重要です。 ALL-TEST Proのようなモーター試験機は、問題を早期に発見し、すぐに対処することができ、不要なダウンタイムを防ぐことができます。 これらの機器の中には、無通電検査法を採用しているものもあります。 脱力系テストとは？ 機器の通電を停止することは、その回路からエネルギー源を取り除くことです。 そのため、機械が電源に接続されていない状態で、無通電テストを行うことができます。 この検査方法は非破壊検査です。 つまり、この試験方法は、欠陥が存在する場合、モーターにさらなる損傷を与えたり、モーターを破壊したりする可能性のあるストレスを与えることなく、モーターの状態を決定することができます。 無通電試験法は、モーターが動作しているときにはマスクされて検出できない不具合を特定できることが証明されています。 これらの問題を早期に発見することで、早期に対処することができ、後に予期せぬシャットダウンや場合によっては致命的な故障を回避することができます。 無通電テストは、回転機器のモータの状態や健全性を判断するための安全で実績のある方法です。 無励磁MCA™テストは、モーターを接続する前にテストを行うことができ、受け入れテストに非常に有効なツールです。 非通電テストの頻度は、以下のような要因によって異なります。 デューティサイクル 装置年齢 負荷条件 クリティカルステータス メーカー推奨品 環境 無励磁のモーターをテストする方法 無通電試験指示の最初のステップは、機器が停止して使用できなくなるため、計画を立てることです。 機械が無通電であることを確認した後、テストを開始することができます。 試験のすべての段階において、OSHA非電源作業基準1910.269(d)および1910.269(m)を遵守する必要があります。 無通電テストの一般的な方法として、モーターコントロールセンター（MCC）やモーターで電気モーターシステムを評価するモーター回路解析（MCA™）があります。 位相、ローター、アース、コイル、抵抗などを調べ、将来的に問題を引き起こす可能性のある欠陥の有無を確認することができます。 この装置は、低電圧のACおよびDC信号を使用して、MCCまたはモーターから一連のテストを行い、絶縁システムを十分に鍛え、モーター内の絶縁および接続、モーターコントローラからの接続、ケーブルなど、MCCからモーター全体のシステムを検査します。 MCA™は、ローター、巻線、アースウォール絶縁の故障を特定します。 無通電テストでは、接続の緩み、巻線の欠陥、汚染された巻線、接地された巻線、またはケーブルとローターの状態を迅速に判断します。 無通電モータのテストを使用するアプリケーション 自動車、発電、下水道、鉱業など、設備の運転に電気モーターを使用するすべての産業は、最も信頼できる状態で機械を運転するために、MCA™の無励磁モーターテストを利用しています。 ALL-TEST Proのテスト機器は、機器オペレーターが問題を特定し、初回に修正するための正しい推奨事項をメンテナンスに提供するためのソリューションを提供します。 また、故障の原因を特定するための推測作業をなくし、すべての電気機器の信頼性を向上させるための知識を提供します。 脱力系の検査機器は、以下のような価値があります。 信頼性試験 あらゆるサイズの送電・配電用変圧器 AC/DCモーター コミッショニングテスト 工作機械用モーター トラブルシューティング 制御用トランス ジェネレーター、オルタネーター サーボモーター 工作機械用モーター ALL-TEST Proで無励磁モーターテスト製品を紹介します。 ALL-TEST Proでは、無電圧テストを行うためのいくつかの機器オプションを用意しています。 オールテストプロ 7™ オールテイストプロ7™プロフェッショナル オールテストプロ 33エバ オールテストプロ 34™ MOTOR GENIE® テスター それぞれ、モーターの健康状態について明確で正確なデータを提供する、当社の特許技術を搭載しています。 この結果をもとに、モーターが確実に動作し、生産性を向上させるためのメンテナンスと維持管理について、十分な情報に基づいて判断することができます。 ALL-TEST Proの無電圧測定器の見積りを依頼する ALL-TEST Proは、お客様のモーターの予知保全を行うために必要な機器を用意しています。無通電試験システムのお見積もりをご依頼いただくか、弊社までご連絡いただければ、効率的な無通電試験の実施方法についてご説明いたします。
4 運用を成功させるためのモーターテスト方法
電気モーターの部品の状態は、さまざまな検査方法で診断することができます。 多くの測定器はモーターテスターとして販売されていますが、その機能はベンチテスト（ポータブルではない）、回転テスター、メガメーター、マルチメーターなどにのみ適している場合があり、モーターのパラメータ測定とモーターの状態の答えを提供するものです。 より包括的なアプローチにより、モーターシステムの寿命をより長く保ち、問題のあるモーターを迅速に診断し、トラブルシューティングすることで、突然のモーター故障や、モーターが作動し続けることで発生する複合的な問題によるダウンタイムや大規模な修理の可能性を回避できます。 これに対し、複数のツールを使ってパラメータを測定し、色付きのグラフを作成することは、答えを出すための分析・解釈を必要とし、モータの状態や健康状態を判断するために、より多くの時間、複数の機器、より高度な技術を必要とします。 温度センサー、メガオームメーター、オシロスコープなど、モーターテストに必要なツールはたくさんあります。 ALL-TEST Proでは 製品ラインアップ あらゆる業界の技術者に、簡単で包括的なモーターテストを提供することができます。 1.電圧バランス 相間電圧のアンバランスは、モーターの動作に影響を与えます。 その効果は、アンバランスな電流、全負荷速度のわずかな低下、アプリケーションに応じた小さなロックローターとブレークダウントルクを含みます。 さらに、これらの電圧問題は動作温度の上昇につながり、3.5％のアンバランスは25％の温度変動につながります。 しかし、モーター巻線の本当の状態を知るためには、抵抗、インピーダンス、インダクタンス、位相角、絶縁抵抗など、モーター回路の構成要素をすべて見る必要があります。 モーターのディレーティングを防ぐには、以下のような精密機器を使用します。 オールテストプロ 7™ を開発し、3分間の自動検査でインピーダンスのアンバランスを検出し、抵抗、インダクタンス、位相角を計算し、絶縁抵抗も計算することができます。 お見積もりはこちら 2.巻線絶縁の制限と地絡検出について 巻線の抵抗値や絶縁状態を監視することは、モーターの検査や故障予防において重要なステップです。 平均的なメガオームメーターは、絶縁と接地の整合性を判断できますが、システム全体の健全性を判断することはできません。 これらのツールでは、地中壁の断熱材を越えた断層を読み取ることはできません。 ステーターコアと部品に隣接する導体との間の経路しか検出できないのです。 そのため、モーターの検査では、ステーター、ローター、モーターの接続部、ターン間の巻線を測定する方法を採用するのがよいでしょう。 この組み合わせで、内部の異常を見逃すことはありません。 電気機器を安全に使用するためには、電気機器の絶縁システムの状態が必要です。 メグオメーターは、高電圧を使用してグランドウォール絶縁の弱点を見つけますが、絶縁システムの全体的な健康状態に関する情報はほとんど得られず、ステーターの電気的故障の80%以上を占める巻線絶縁システムを完全に無視しています。 MCA™は、グランドウォールと巻線絶縁システムの両方を行使する唯一の技術です。 MCA™は、P-Fカーブの非常に早い段階で、巻線システムのどこのターン間にも発生する故障を発見します。 MCAは、巻線全体、導体、グランドウォールの絶縁を徹底的にテストし、発生しつつある障害を迅速に特定するために設計された一連のテストを実施します。 3.コンタミネーションとモータークリーンネス モータのメンテナンスプログラムにおいて、モータの清浄度は見落とされがちです。 汚染は、モーターの冷却能力を阻害し、絶縁体をより早く劣化させるため、モーターの早期故障の原因となることが多い。 コンタミの一般的な原因は、ベアリングの過剰なグリスアップで、通常、モーターが故障するまで発見されない。 活用する モーター回路解析TM 巻線の汚染問題を検出し、絶縁体の状態を維持するための適切な処置を行うことができます。 4.サージテスト サージテストでは、最初の2、3回転で欠陥が見つかるだけです。 サージテストは高電圧のパルスを発生させるため、正しく行わないとモーターに破壊的な影響を与える可能性があります。 楽器は持ち運びできません。 そのため、現場で持ち運びができ、システム全体に低電圧を導入できる測定器を選択することを検討します。例えば、ALL-TEST Proの製品は、無害な低電圧正弦波AC信号で測定するため、設置したモーターをベンチテストする代わりに迅速かつ安全なアプローチができます。 ALL-TEST Proでモーターテストが簡単に ALL-TEST Pro製品は、モーターテスト用に設計された軽量な装置1台で、複数の診断手順を実行することができます。 必要な点検を短時間で完了させることで、将来的にモーターのメンテナンスや修理をよりお得に行うことができます。 お客様のモーターテストに必要な製品を、当社の知識豊富な担当者がお探しします。 オンラインで問い合わせる今日も お見積もりはこちら
ACモーターとDCモーターの比較
モーターを扱ったことのある方にとっては、ACモーターとDCモーターの違いはよくご存じだと思います。 電気モーターが初めての方、復習したい方、ご説明します。 AC（交流）モーターとDC（直流）モーターは、根本的に違うものです。 それぞれ異なる部品やパーツで構成されており、どちらも指示された電子の流れによって電力を発生させます。 DCモーターとACモーターの違い 直流モーターと交流モーターの違いは、単純に言えば、電線を伝って電力を送るための電子の流れが違うということです。 主な相違点を整理してみます。 直流モーターです。 直流モーターでは、電子は一方向に押し進められます。 これらのモーターは高出力を出すことができ、AC電源に変換するための優れたソースとなります。 直流電力はバッテリーに蓄える効率が高く、エネルギーを蓄えるためによく使われます。 交流モーターです。交流モーターは交流電流を発生させるので、電子が前進したり後退したりすることができる。 交流は、変圧器を通して変換され、ネットワークを通じて分配される際に、より多くの電力を保持するため、より長距離に電力を伝送するためには、両者のうちより安全です。 ACモーターとDCモーターのテスト どんなに良いメンテナンスをしていても、電気モーターの部品には寿命があり、いずれは故障します。 ACモーターやDCモーターをテストすることは、継続的なメンテナンスにおいて、その継続的な動作と最適な出力を確保するための重要なステップとなります。 モーターが正常に動作しているように見えても、検出されない不具合を放置しておくと、部品やシステムの故障につながる恐れがあります。 代表的なモーターテストには、測定があります。 シャフトとハウジングの振動 部品の温度 トルクと巻き上げ条件 コンポーネントの位置と速度 電流・電圧の発生 AC Versus DCモーターテスト これらのモーターのテストは、基本的に同じ数値を求めるものですが、テストの方法は異なります。 最新の機器を使えば、通電状態や非通電状態のモーターをテストすることができます。 これらにはそれぞれ利点があります。 エナジャイズド・テスト 通電テスト は、通常の動作状態を模擬するために機器に負荷がかかったときに発生します。 モーターの動作に必要な熱や振動を発生させることで、未発見や断続的な不具合を発見することができる方法です。 通電テストでは、すべての部品の性能を監視し、摩耗や注意を要する異常な状態がないかどうかをチェックします。 デエナジーテスティング デエナジーテスティング は、機械の電源が落ちている間に診断を行います。 電源投入前に新しいモーターやシステムをテストしたり、予防保全プログラムの一環として、無通電テスト装置を使用することができます。 当社の高度なテストでは、MCA™（Motor Circuit Analysis）を実施し、電気系統全体の完全なチェックを行うことができます。 ACモーターとDCモーターのテスト ACモーターやDCモーターの診断には、通常、複数のテストが必要です。 また、電気機器の周囲で作業する場合は、必ず安全を確保した上で行ってください。 多くの場合、ACモーターやDCモーターのテストにはチェックが含まれます。 電流を測定します。プルイン電流は、アークの形とあなたのピーク振幅で測定します。 振動がある。電気モーターの部品から過度な振動が発生していないか確認する。 温度です。 部品の温度を測定し、異常がないかを確認する。 アライメントをとる。回転するモーターを使用している場合は、シャフトが正しく配置されているかどうかを確認してください。 巻線。 巻線の状態を確認し、損傷や電気ショートの有無を確認します。 CDT： CDT（コーストダウンタイム）を記録し、モーターの性能と劣化を監視します。 ACおよびDCモーターをテストするための高度な診断装置 テスト結果は、それを読み取るために使用される機器の性能に依存します。 ALL-TEST Proをご覧ください。 豊富なテストツール 手のひらに収まるサイズです。 通電・非通電テストを行うための機器を豊富に取り揃えています。 自動車、鉄鋼、エネルギー、ユーティリティなどの分野で見られる複雑な電気系統のテストに、信頼できる迅速な結果を提供する製品です。 テスト機器「ALL-TEST Pro」の購入に関するお問い合わせはこちら。 オンラインストアをご覧ください . お見積もりはこちら