モーター回路解析の実施による電気的信頼性の向上

モーターの健康状態を判断したいとき、モーター回路解析（MCA™）はどの業界でも好んで使われるものです。 この無通電モーター試験法は、モーター、トランス、ジェネレーター、その他のコイルを使用した機器の全体の健康状態をわずか数分で測定することができます。 MCAの徹底した取り組みにより、モーターシステムの電気的健全性を判断し、機器の電気的信頼性を向上させることができます。

MCAとは？

モーター回路解析はインピーダンスに基づく測定技術で、非破壊の低電圧AC正弦波信号をモーター巻線システムに注入し、モーター絶縁システム全体を運動させ、電流または潜在的なモーター障害を示す巻線のアンバランスを特定することができます。 完全に健康な電気モーターでは、3つの相がすべて同じであるため、取得されるすべての測定値も同じになります。 相間測定値の偏差は、現像または電流障害を意味します。

MCAでは、以下のようなモーターの不具合を素早く解析・特定することができます。

• 接地不良 – モータの巻線系とモータフレーム（接地）間の抵抗を測定し、モータが安全に動作するかどうかを判断します。 この値は、通常、メガオーム（Mohms）単位で測定されます。
• ローター故障– ローター故障は、ローターがステーターの磁界の中で回転する際に、3つの巻線すべてのインピーダンス値を測定することで判断します。 ローターの代表的な故障は、ローターバーの破損や破断、ローター製造時に発生する鋳造ボイドなどです。 これらの欠陥は通常、目には見えないため、適切なテスト戦略を用いない限り、致命的な故障が発生するまで目に見えないままとなります。
• 内部巻線ショート– モータ回路解析は、初期段階のターンツーターン、コイルツーカイル、位相間内部巻線ショートを判定することができます。 このような不具合を判断できることが、モーター回路解析が従来のモーターテストと異なる点です。 このような不具合は、巻線絶縁材料の化学組成のわずかな変化として発生するため、2本の導体が直接ショートして致命的な故障が発生するまで、標準的な抵抗値ではこの変化を検出することができません。

モーターから直接、またはモーターコントロールセンター（MCC）でMCAを開始することができます。 MCCからテストを行うことで、モータースターターやドライブ、モーターケーブル、モーターとテストポイント間の接続など、モーターシステム全体を評価することができます。 また、MCAはモーター回路に低電圧信号を注入するため、可変周波数駆動装置（VFD）を切り離す必要がなく、他社にはない検査方法です。 MCAの詳細なテストにより、エラーを容易に発見し、電気的信頼性を高めるための対策を迅速に講じることができます。

MCAの仕組みと電気の信頼性を高める方法とは？

テスト値 Static

MCAソリューションの主要な要素のひとつであるTVS（Test Value Static）は、モーターの電気的信頼性を維持するのに役立ちます。 モーターのTVSは、ゆりかごから墓場までモーターと共に生き、電気的信頼性の低下を引き起こす問題を発見するのに役立つため、不可欠です。 MCAでは、モーターの三相をすべて測定することでモーターのTVSを算出しています。 この測定結果を独自のアルゴリズムにかけることで、1つの数値が算出されるのです。

参考値 Static

新車や修理したばかりのモーターでベースライン検査を行う場合、TVS値は基準値静止（RVS）と呼ばれます。 この値はモーターが故障するまで生き続け、今後のテストでもよく参照される。 MCAでは、ベースラインのRVSと新しいTVSを比較することができます。 これらの値が3％以上の偏差を示す場合、故障が発生している可能性が高いので、さらにトラブルシューティングを行う必要があります。

RVSとTVSを素早く計算し、その結果を比較することで、MCAシステムは電気的信頼性の向上に貢献します。 測定値が許容範囲を超える偏差を示した場合、モーターの電気的信頼性に重大な影響を与える前に修理することができます。

MCAソフトウェア

また、MCA機器はソフトウェアの搭載により、電気的信頼性の向上に寄与しています。 MCAソフトウェアでは、施設内の最も重要なモーターを案内するルートを作成することで、不要なダウンタイムを防ぎ、コスト削減を実現します。

MCAは、他のどのモータ検査技術よりも早く、ターンtoターン、コイルtoコイル、位相to位相の故障を検出することができます。 これらの故障を検出することで、モーターの電気的信頼性を守り、故障を防ぐための保守・修理計画を立てることができるソフトウェアです。

また、モーターテストソフトウェアは、テスト記録を効率的に整理し、結果を長期的に推移させることができます。 履歴が残ることで、機器の健康状態が低下し、故障の可能性があることを容易に判断できるようになり、モーターが安定した電気性能を発揮するようになります。

 

MCAテストアプリケーション

MCAテストは、モーターの電気的な健康状態をチェックし、すべてが適切に動作していることを確認するために設計された多くのアプリケーションを持っています。 MCA一次試験アプリケーションの詳細については、以下をご覧ください。

• 入庫検査です。新品のモーターでも故障することがあります。MCAは、新しい機器を使い始める前に、正常に動作していることを確認します。 MCAを使えば、新品や最近リビルドされた機器の健康状態を評価する受入検査が可能です。 このテストにより、一度取り付けたら正しく動作しない不良品のモーターを取り付ける可能性を排除することができます。
• コミッショニングを行います。純正の棚からモーターを取り付ける前に、MCAを使ってモーターテストを実施し、ベースラインのテスト結果を確立するコミッショニングが可能です。 この結果は、将来、モーターシステムの変化を判断するために参照する値となります。 モーターをマシンに取り付けたら、MCCから直接、もう一度ベースラインテストを受けることができます。 その後、運動システムの全体的な状態を評価するために、将来の検査と比較するための2つのベースライン検査があります。
• トラブルシューティングモータが、モータドライブの断続的なトリップ、過大な電流、過熱などの問題を起こした場合、MCCで直接モータ回路解析テストを実施する必要があります。 故障が確認された場合は、モーターで直接2回目のテストを実施する必要があります。 故障が残っている場合は、故障をモーターに切り分け、モーターを交換するか、リビルド工場に送って修理してもらうなど、適切な処置を行うことができます。 モーターで故障が解消された場合、MCCからモーターケーブルに問題がある可能性が高いです。 この時点で、モーターケーブルを分析し、ローカルディスコネクトや磁気接触器での接続も分析する必要があります。 湿気や高湿度による腐食は、高抵抗の接続点を作り、あるいは接続が緩んでインピーダンスや抵抗の不均衡を生じさせ、最終的にモーターの過度の発熱や電流の不均衡につながる。 このままでは、システム内のモーターやモーターケーブルの寿命が大幅に短くなり、安全上の問題が発生する可能性があります。
• 予防保全と予知保全。最も重要な機械に予知保全プログラムを導入することで、ダウンタイムを最小化し、潜在的なモーターの故障を計画します。 MCAソフトウェアを使えば、最も必要なモーターを案内するルートを作成することで、コストを削減し、ダウンタイムを防ぐことができます。 また、特定の測定値をトレンド表示することで、発生しつつあるモーターの不具合を事前に特定することができます。 モーター回路解析ソフトウェアでテスト結果の傾向を把握することで、技術者は読みやすいレポートを作成することができ、結果が所定の基準に達すると、技術者は故障する前にモーターを交換する計画を立て、ダウンタイムをできる限り少なくすることができます。 MCAは他のどのモーター検査技術よりも早く故障を発見できるため、問題の早期発見や予防保全が容易に行えます。

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