モーター振動解析装置：振動モニタリングとESAの比較

多くの人は、モーターが物理的に揺れたり、振動したり、過熱したり、音が鳴ったりして初めてモーターの問題に気づく。 振動監視センサーはより一般的に使用されるようになったが、モーター内の真の問題を、さらなる損傷が発生する前に時間内に発見できないことがある。

モータシステム全体（モータコントロールセンター（MCC）または可変周波数ドライブ（VFD））、ケーブル、モータ内のコンポーネントの回路を評価する技術である電気信号解析（ESA）は、ハンドヘルドのALL-TEST PRO On-Line II™（ATPOL II）など、他のタイプのモータ振動解析装置でも使用されています。 ESAは、モーターの初期段階の故障をピンポイントで検出する。

このケーススタディでは、モータのロータ損傷の評価と診断における、2つの異なるタイプのモータ振動解析装置の長所と短所について説明します。

裏話

イージーツールは、イタリアにサービスおよびサポート担当者を擁する状態監視ソリューション・プロバイダーです。 アンコーナ県ファブリアーノ市にあるイージーツール社は、ALL-TEST Proの代理店として、地元の製紙メーカーに定期的な状態監視サービスを提供している。

3カ月に1度、フィールドエンジニアが製紙工場に出向き、ファン、モーター、ローラー、ギアボックスなどの設備をテストする。 データは年間を通じて4回収集され、製紙メーカーの安全および設備信頼性プログラムをサポートするための傾向分析および予測分析に使用される。

2016年9月、フィールドエンジニアのエットーレ・ディ・パスカーレは、誘導モーターの問題を適切に診断するために、複数の技術を駆使したアプローチを用いました。

モーターのセットアップ

VFD駆動の15キロワット誘導モーターが、紙を生産する機械の乾燥部フードの工業用ファンを駆動するために使用された。

機械が紙を生産している間、この工業用ファンは機械から排気を取り出し、フィルターを通してから大気に放出する。

振動分析でモーターのアンバランスが示唆される（しかし、電気的シグネチャ分析ではそうでないことがわかる）

最初の振動分析では、高い振動値が示され、モータのアンバランスと解釈できるようなスペクトルが見られた。 スペクトルの最初の部分がアンバランス・パターンに似ていても、フィールドエンジニアは調査を続けるべきであると判断した。

回転数をストロボで測定したところ、VFDがモーターを1,470RPMの固定回転数で動かすように設定されていたにもかかわらず、1分間あたりの回転数（RPM）が非常に速く変化していた。 誘導電動機の速度が急激に変化するのは、ローターバーが破損していることを示している。

この時点で、フィールドエンジニアはマルチテクノロジー・アプローチを継続し、モーターのローターバーの状態を調査するために、ハンドヘルドのALL-TEST PRO On-Line II™通電モーター試験装置で電気的特性分析を実施しました。

電気信号解析でローターバーの破損を確認

電気的特性解析（ESA）はモーター診断技術で、モーターの電源電圧と動作電流を使用して、モーターシステム全体の既存および発展中の故障を特定します。

ESAモードでは、ATPOL II™は入力電力、制御回路、モーター本体、および駆動負荷の状態を評価します。

この誘導モータのESAは、モータの速度を上げると電流が大きくなり、速度を下げると電流が小さくなるという大きな電流変動を示した。 電流の変動が約30％と大きかったのは、速度変動によってモーターの負荷が変化していたためだ。

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モーターの故障を防ぎ、従業員の安全を守るための問題解決

フィールドエンジニアは、製紙メーカーの予知保全・信頼性マネージャーと包括的な分析を検討し、モーターの交換を提案した。 計画されたシャットダウン中に新しいモーターが速やかに取り付けられ、新しいモーターが意図したとおりに動作することを確認するために、再度振動分析が行われた。

新しいモーターの振動解析の結果、振動が大幅に減少していることがわかりました。損傷した元のモーターの振動は11mm/sec.という高い値を示していましたが、新しいモーターの振動解析では0.35（30分の1）程度でした。

さらに重要なのは、新しいモーターが一定速度で作動し、産業用ファンが安定した気流で製紙機械からヒュームを排出できるようになったことだ。 ヒューム吸引の速度と気流を維持することは、メーカーの従業員にとって健康的で安全な作業環境を作ることだった。

モーター振動解析装置 まとめ

教訓を得た：

1.もしローターバーの破損が検出されなければ、モーターは故障していただろう。 モータの故障は、製造施設内の危険な労働条件につながるものだった。 コンディション・モニタリングと予知保全（PdM）プログラムは、すべてのメーカーが実施すべき非常に重要な取り組みである。

2.振動モニタリングセンサのようなモータの振動分析装置だけでは、非常に有益で重要ではありますが、必ずしもモータの故障を明確に特定できるわけではありません。 振動試験は、電気信号解析と並行して実施されるべきである。 通常、モーターの健康状態を適切に診断するには1つの技術では「十分」ではないため、モーターの状態をチェックする際には複数の技術によるアプローチを取ることが重要です。

3.ALL-TEST PRO On-Line II™（現在はALL-TEST PRO On-Line III™）通電モータ検査装置のように、モータの健全性をチェックするのに役立つ使いやすいポータブル検査装置があります。 ATPOL II™は、機器の本当の状態を確認するのに役立つ、非常に貴重なモニタリング・診断ツールです。 状態監視プログラムをサポートする適切なツールを用意してください。

All-TEST Pro, LLCについて

ALL-TEST Proは、革新的な診断ツール、ソフトウェア、サポートにより、真のモーターメンテナンスとトラブルシューティングをお約束します。

SPMインストゥルメントについて

SPMインスツルメント社は、機械状態監視に関して40年以上の経験を持ち、50カ国以上の産業界と協力し、状態監視の実践に関する技術サービス、サポート、トレーニングを提供しています。