การวินิจฉัยมอเตอร์: วิธีการแบบหลายเทคโนโลยี

การแนะนำ

มีความเข้าใจผิดอย่างต่อเนื่องว่ามี ‘กระสุนวิเศษ’ ในรูปแบบของเครื่องมือตรวจสอบตามสภาพ (CBM) ซึ่งจะให้ข้อมูลทั้งหมดที่คุณต้องการในการประเมินความสมบูรณ์ของระบบมอเตอร์ไฟฟ้าของคุณ ความเข้าใจผิดนี้มักเกิดจากการนำเสนอเชิงพาณิชย์ของผู้ผลิตหรือฝ่ายขายของตราสาร CBM เหล่านี้ มันคือที่สุด งานของพนักงานขายที่จะมุ่งเน้นไปที่จุดแข็งของเครื่องมือเฉพาะของพวกเขา และนำเสนอว่าเป็น ‘ทางออกเดียวที่คุณจะต้องใช้ในการแก้ปัญหาทั้งหมดของคุณ’

ในความเป็นจริงไม่มีเครื่องมือใดที่จะให้ข้อมูลทุกอย่างที่คุณต้องการ ไม่มี ‘Holy Grail’ ของ CBM และความน่าเชื่อถือ อย่างไรก็ตาม ด้วยความเข้าใจเกี่ยวกับระบบมอเตอร์ไฟฟ้าและความสามารถของเทคโนโลยี CBM คุณจะสามารถมองเห็นระบบของคุณทั้งหมด ความสมบูรณ์ของระบบ และมีความมั่นใจในการประเมินเวลาที่จะล้มเหลว เพื่อสร้างคำแนะนำที่ดีแก่ผู้บริหาร

จุดประสงค์ของเอกสารนี้เรียบง่าย: ร่างส่วนประกอบของระบบมอเตอร์ไฟฟ้า อภิปรายรูปแบบความล้มเหลวขององค์ประกอบหลักแต่ละส่วน อภิปรายว่าเทคโนโลยีหลักแต่ละอย่างจัดการกับส่วนประกอบแต่ละส่วนอย่างไร หารือเกี่ยวกับวิธีการรวมเทคโนโลยีเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้มุมมองที่สมบูรณ์ของระบบ และหารือเกี่ยวกับผลกระทบที่สำคัญของแนวทาง Multi Technology ประเภทของอุปกรณ์ CBM ที่จะได้รับการตรวจสอบเป็นเทคโนโลยีมาตรฐานที่วางจำหน่ายทั่วไปซึ่งใช้สำหรับการทดสอบเป็นระยะ

ระบบมอเตอร์ไฟฟ้า

ระบบมอเตอร์ไฟฟ้าเกี่ยวข้องมากกว่ามอเตอร์ไฟฟ้า อันที่จริงแล้ว ประกอบด้วยหกส่วนที่แตกต่างกัน โดยทั้งหมดมีโหมดความล้มเหลวที่แตกต่างกัน ส่วนคือ (รูปที่ 1):

• ระบบจำหน่ายไฟฟ้าสิ่งอำนวยความสะดวกซึ่งประกอบด้วยสายไฟและหม้อแปลงไฟฟ้า
• ระบบสตาร์ท.
• มอเตอร์ไฟฟ้า – มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสสำหรับวัตถุประสงค์ของบทความนี้
• การต่อพ่วงทางกล ซึ่งอาจเป็นแบบทางตรง กระปุกเกียร์ สายพาน หรือวิธีการต่อพ่วงแบบอื่น สำหรับวัตถุประสงค์ของบทความนี้ เราจะมุ่งเน้นไปที่ข้อต่อตรงและสายพาน
• โหลดหมายถึงอุปกรณ์ขับเคลื่อน เช่น พัดลม ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ หรืออุปกรณ์ขับเคลื่อนอื่นๆ
• เช่น การสูบน้ำเสีย การผสม การเติมอากาศ เป็นต้น

ส่วนใหญ่จะดูส่วนประกอบแต่ละส่วนของระบบเมื่อทำการแก้ไขปัญหา แนวโน้ม การทดสอบการใช้งาน หรือดำเนินการฟังก์ชันตามความน่าเชื่อถืออื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบ เน้นส่วนประกอบใด ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ซึ่งรวมถึง:

• ประสบการณ์และภูมิหลังของบุคลากรและผู้จัดการที่เกี่ยวข้องเป็นอย่างไร ตัวอย่างเช่น คุณมักจะเห็นโปรแกรมการสั่นสะเทือนที่รุนแรงเมื่อเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงใช้เครื่องจักรเป็นหลัก หรือโปรแกรมอินฟราเรดเมื่อพนักงานใช้ไฟฟ้าเป็นหลัก
• พื้นที่รับรู้ของความล้มเหลว นี่อาจเป็นปัญหาร้ายแรงขึ้นอยู่กับการรับรู้ของระบบมอเตอร์และสมควรได้รับความสนใจมากกว่านี้
• ความเข้าใจเกี่ยวกับเทคโนโลยี CBM ต่างๆ
• การฝึกอบรม. แต่ตั้งแต่เมื่อไหร่กันที่การฝึกฝนไม่เคยเป็นปัญหา?

ส่วนที่รับรู้ของความล้มเหลวเป็นปัญหาร้ายแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อดูประวัติของระบบมอเตอร์ของคุณ บ่อยครั้ง เมื่อมีการจัดทำบันทึก ข้อมูลสรุปเพียงอย่างเดียวอาจระบุว่า “พัดลมขัดข้อง ซ่อมแซมแล้ว” หรือ “ปั๊มขัดข้อง ซ่อมแซมแล้ว” ผลลัพธ์ที่ได้คือความล้มเหลวที่รับรู้นั้นเกี่ยวข้องกับปั๊มหรือส่วนประกอบพัดลมของระบบมอเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้กลายเป็นปัญหามากขึ้นเมื่ออาศัยหน่วยความจำในการให้คำตอบสำหรับปัญหาร้ายแรงที่สุดที่ต้องแก้ไขในโรงงาน โดยอ้างอิงจากประวัติ ตัวอย่างเช่น เมื่อต้องการพิจารณาว่าส่วนใดของพืชที่ก่อให้เกิดปัญหามากที่สุด คำตอบอาจเป็น “ปั๊มน้ำเสีย 1” การรับรู้โดยทันทีคือปั๊มมีปัญหาที่สม่ำเสมอ และเนื่องจากปั๊มเป็นระบบกลไก จึงอาจเลือกโซลูชันการตรวจสอบเชิงกลสำหรับแนวโน้มสุขภาพของปั๊ม หากมีการบันทึกสาเหตุที่แท้จริงในแต่ละความล้มเหลว อาจพิจารณาได้ว่าเกิดจากขดลวดมอเตอร์ ตลับลูกปืน สายเคเบิล ตัวควบคุม กระบวนการ หรือปัญหาหลายอย่างรวมกัน

ในการประชุมเมื่อเร็วๆ นี้ ขณะหารือเกี่ยวกับการเลือกอุปกรณ์ CBM ผู้เข้าร่วมประชุมถูกถามถึงรูปแบบความล้มเหลวจากสถานที่ของตน คำตอบคือ พัดลม คอมเพรสเซอร์ และปั๊ม เมื่อพิจารณาเพิ่มเติม พัดลมพบว่ามีข้อบกพร่องของตลับลูกปืนและขดลวดมอเตอร์ซึ่งพบบ่อยที่สุด ซีลปั๊มและตลับลูกปืนมอเตอร์สำหรับปั๊ม และซีลและขดลวดมอเตอร์สำหรับคอมเพรสเซอร์ เมื่อมองให้ใกล้ยิ่งขึ้น ความผิดพลาดของขดลวดเกี่ยวข้องกับปัญหาการควบคุมและสายเคเบิล การซ่อมแซมที่ไม่เหมาะสม และคุณภาพกำลังไฟฟ้า ปัญหาตลับลูกปืนเกี่ยวข้องกับการหล่อลื่นที่ไม่เหมาะสม

ผลก็คือ ในการพิจารณาวิธีที่ดีที่สุดในการนำ CBM ไปใช้กับระบบมอเตอร์ไฟฟ้าของคุณ คุณต้องดูที่ระบบ ไม่ใช่ส่วนประกอบ ผลลัพธ์นั้นง่าย: ปรับปรุงความน่าเชื่อถือ ปวดหัวน้อยลง และบรรทัดล่างที่ดีขึ้น

เครื่องมือทดสอบการตรวจสอบตามเงื่อนไข

ต่อไปนี้เป็นเทคโนโลยี CBM ทั่วไปบางส่วนที่ใช้อยู่ สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีได้ใน “การวิเคราะห์วงจรมอเตอร์” 1 รายละเอียดเกี่ยวกับส่วนประกอบของระบบที่ทดสอบและความสามารถสามารถดูได้ในตารางที่ 1-4 ที่ส่วนท้ายของ กระดาษแผ่นนี้:

การทดสอบแบบไม่มีพลังงาน:

1 การวิเคราะห์วงจรมอเตอร์: ทฤษฎี การประยุกต์ใช้ และ การวิเคราะห์พลังงาน , Howard W. Penrose, Ph.D., SBD Publishing, ISBN: 0-9712450-0-2, 2002

• การทดสอบศักยภาพไฟฟ้ากระแสตรงสูง – โดยใช้แรงดันไฟฟ้าสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของมอเตอร์บวกด้วย 1,000 โวลต์สำหรับไฟฟ้ากระแสสลับ และอีก 1.7 เท่าของค่านั้นสำหรับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูง (โดยปกติจะใช้ตัวคูณเพื่อลดความเครียดในระบบฉนวน) ระบบฉนวนระหว่าง ประเมินขดลวดมอเตอร์และกราวด์ (ฉนวนกราวด์-ผนัง) การทดสอบนี้ได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางว่าอาจทำลายล้างได้
• การทดสอบเปรียบเทียบไฟกระชาก: การใช้พัลส์ของแรงดันไฟฟ้าที่ค่าที่คำนวณเช่นเดียวกับการทดสอบศักยภาพสูง อิมพีแดนซ์ของแต่ละเฟสของมอเตอร์จะถูกเปรียบเทียบแบบกราฟิก จุดประสงค์ของการทดสอบคือการตรวจจับการเลี้ยวที่สั้นภายในสองสามเทิร์นแรกของแต่ละเฟส โดยปกติการทดสอบจะดำเนินการในการผลิตและการกรอกลับ เนื่องจากทำได้ดีที่สุดโดยไม่มีโรเตอร์ในสเตเตอร์ การทดสอบนี้ได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางว่าอาจทำลายล้างได้ และโดยหลักแล้วจะใช้เป็นแบบทดสอบแบบไป/กลับโดยที่ไม่มีความสามารถที่แท้จริงในแนวโน้ม
• เครื่องทดสอบฉนวน: การทดสอบนี้จะวัดแรงดันไฟตรงระหว่างขดลวดและกราวด์ การรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าต่ำจะถูกวัดและแปลงเป็นหน่วยวัดของเมกะ กิ๊ก หรือเทรา-โอห์ม
• การทดสอบดัชนีโพลาไรซ์: การใช้เครื่องทดสอบฉนวน จะดูค่า 10 นาทีถึง 1 นาทีและอัตราส่วนที่เกิดขึ้น ตามมาตรฐาน IEEE 43-2000 ค่าความเป็นฉนวนที่มากกว่า 5,000 MegOhms ไม่จำเป็นต้องประเมินโดยใช้ PI การทดสอบนี้ใช้เพื่อตรวจจับการปนเปื้อนที่คดเคี้ยวอย่างรุนแรงหรือระบบฉนวนที่ร้อนเกินไป
• การทดสอบโอห์ม มิลลิโอห์ม: การใช้โอห์มหรือมิลลิโอห์มมิเตอร์ วัดค่าและเปรียบเทียบระหว่างขดลวดของมอเตอร์ไฟฟ้า การวัดเหล่านี้โดยปกติจะใช้เพื่อตรวจหาการเชื่อมต่อที่หลวม การเชื่อมต่อที่ขาด และความผิดพลาดของการพันปลายสาย
• การทดสอบการวิเคราะห์วงจรมอเตอร์ (MCA): เครื่องมือที่ใช้ค่าความต้านทาน อิมพีแดนซ์ ตัวเหนี่ยวนำ มุมเฟส กระแส: การตอบสนองความถี่ และการทดสอบฉนวนสามารถใช้ในการแก้ไขปัญหา ทดสอบและประเมินการควบคุม การเชื่อมต่อ สายเคเบิล สเตเตอร์ โรเตอร์ ช่องว่างอากาศ และฉนวนกันความร้อนเพื่อสุขภาพของพื้นดิน การใช้เอาต์พุตแรงดันต่ำ การอ่านจะอ่านผ่านชุดของบริดจ์และประเมิน การอ่านค่าที่ไม่ทำลายล้างและมีแนวโน้มมักจะเกิดขึ้นล่วงหน้าหลายเดือนล่วงหน้าที่ไฟฟ้าขัดข้อง

2 อาจทำลายได้: เครื่องมือใด ๆ ที่อาจเปลี่ยนสภาพการทำงานของอุปกรณ์ผ่านการใช้งานผิดวิธีหรือปิดสภาพฉนวนที่อ่อนแอลงจะถือว่าอาจทำลายได้

การทดสอบพลังงาน:

การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน: วัดการสั่นสะเทือนทางกลผ่านตัวแปลงสัญญาณที่ให้ค่าการสั่นสะเทือนโดยรวมและการวิเคราะห์ FFT ค่าเหล่านี้เป็นตัวบ่งชี้ข้อผิดพลาดทางกลและระดับของข้อผิดพลาด สามารถมีแนวโน้มได้และจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับปัญหาทางไฟฟ้าและโรเตอร์บางอย่างที่แตกต่างกันไปตามโหลดของมอเตอร์ ข้อกำหนดโหลดขั้นต่ำสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อตรวจจับข้อผิดพลาดในโรเตอร์ ต้องการความรู้ในการทำงานของระบบที่กำลังทดสอบ

การวิเคราะห์ด้วยอินฟราเรดให้ข้อมูลเกี่ยวกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างวัตถุ ตรวจพบข้อบกพร่องและมีแนวโน้มตามระดับของข้อบกพร่อง ยอดเยี่ยมสำหรับการตรวจจับการเชื่อมต่อที่หลวมและข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าอื่น ๆ ด้วยความสามารถในการตรวจจับข้อผิดพลาดทางกล การอ่านจะแตกต่างกันไปตามน้ำหนักบรรทุก ต้องการความรู้ในการทำงานของระบบที่กำลังทดสอบ

เครื่องมืออัลตราโซนิกวัดเสียงความถี่ต่ำและความถี่สูง จะตรวจจับปัญหาทางไฟฟ้าและทางกลต่างๆ ไปจนถึงขั้นตอนสุดท้ายของความผิดปกติ การอ่านจะแตกต่างกันไปตามน้ำหนักบรรทุก ต้องการความรู้ในการทำงานของระบบที่กำลังทดสอบ

การวัดแรงดันและกระแสจะให้ข้อมูลสถานะของระบบมอเตอร์อย่างจำกัด การอ่านจะแตกต่างกันไปตามน้ำหนักบรรทุก

Motor Current Signature Analysis (MCSA) ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นทรานสดิวเซอร์เพื่อตรวจจับความผิดปกติทางไฟฟ้าและทางกลผ่านส่วนสำคัญของระบบมอเตอร์ โดยปกติจะใช้เป็นการทดสอบแบบ go/no go, MCSA มีความสามารถด้านแนวโน้มบางอย่าง แต่โดยปกติจะตรวจจับเฉพาะข้อผิดพลาดที่คดเคี้ยวและปัญหาทางกลในช่วงท้ายเท่านั้น ความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของโหลดและการอ่านค่าจะแตกต่างกันไปตามโหลด ต้องการข้อมูลป้ายชื่อและหลายระบบต้องการจำนวนแท่งโรเตอร์ ช่องสเตเตอร์ และการป้อนความเร็วการทำงานด้วยตนเอง

ส่วนประกอบหลักและโหมดความล้มเหลว

ประเด็นสำคัญบางประการจากส่วนประกอบต่างๆ ของระบบมอเตอร์จะต้องได้รับการทบทวนเพื่อให้เข้าใจถึงประเภทของข้อบกพร่องที่พบและเทคโนโลยีที่ใช้ในการตรวจจับ ในภาพรวม การดำเนินการนี้อาจไม่ครอบคลุมทุกโหมดของความล้มเหลวที่คุณอาจประสบ

พลังงานที่เข้ามา

เริ่มจากกำลังไฟฟ้าเข้าไปยังโหลด พื้นที่แรกที่จะต้องแก้ไขคือ ไฟฟ้าเข้าและระบบจำหน่าย ปัญหาแรกคือคุณภาพไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้า

ปัญหาคุณภาพไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับระบบมอเตอร์ไฟฟ้า ได้แก่:

• ฮาร์มอนิกของแรงดันและกระแส: ด้วยแรงดันจำกัดที่ 5% THD (Total Harmonic Distortion) และกระแสจำกัดที่ 3% THD ฮาร์มอนิกส์ปัจจุบันมีศักยภาพสูงสุดสำหรับอันตรายต่อระบบมอเตอร์ไฟฟ้า
• สภาวะแรงดันไฟฟ้าเกินและต่ำ: มอเตอร์ไฟฟ้าได้รับการออกแบบให้ทำงานไม่เกิน +/- 10% ของแรงดันไฟฟ้าป้ายชื่อ
• ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า: คือความแตกต่างระหว่างเฟส ความสัมพันธ์ระหว่างความไม่สมดุลของแรงดันและกระแสจะแปรผันตั้งแต่ 2-3 เท่าไปจนถึงหลายเท่าของความไม่สมดุลของกระแส ซึ่งเกี่ยวข้องกับความไม่สมดุลของแรงดันตามการออกแบบมอเตอร์ (สามารถสูงได้ถึง 20 เท่า)
• ตัวประกอบกำลัง: ยิ่งตัวประกอบกำลังลดลงจากความสามัคคีระบบก็ยิ่งต้องใช้กระแสไฟฟ้ามากขึ้นในการทำงาน สัญญาณของปัจจัยพลังงานต่ำยังรวมถึงการหรี่แสงเมื่ออุปกรณ์หนักเริ่มทำงาน
• ระบบโอเวอร์โหลด: ขึ้นอยู่กับความสามารถของหม้อแปลง สายเคเบิล และมอเตอร์ ตรวจจับด้วยการวัดกระแส ปกติ และความร้อน

เครื่องมือหลักที่ใช้ในการตรวจสอบปัญหาเกี่ยวกับไฟฟ้าเข้า ได้แก่ เครื่องวัดคุณภาพไฟฟ้า MCSA และเครื่องวัดแรงดันและกระแสไฟฟ้า การทราบสภาพคุณภาพไฟฟ้าของคุณสามารถช่วยระบุปัญหา ‘ผี’ ได้มากมาย

หม้อแปลงเป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่สำคัญอันดับแรกๆ ของระบบมอเตอร์ โดยทั่วไปแล้ว หม้อแปลงมีปัญหาน้อยกว่าส่วนประกอบอื่นๆ ในระบบ อย่างไรก็ตาม โดยปกติแล้วหม้อแปลงแต่ละตัวจะดูแลระบบต่างๆ มากมาย ทั้งในมอเตอร์ไฟฟ้าและระบบอื่นๆ

ปัญหาเกี่ยวกับหม้อแปลงทั่วไป ได้แก่ (หม้อแปลงชนิดเติมน้ำมันหรือชนิดแห้ง):

• ฉนวนป้องกันความผิดพลาดของดิน
• ขดลวดสั้น
• การเชื่อมต่อหลวม และ
• การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้า/การคลายตัวทางกล

อุปกรณ์ทดสอบที่ใช้สำหรับตรวจสอบสภาพของหม้อแปลง (ภายในการเลือกเครื่องมือในบทความนี้) รวมถึง:

• MCA สำหรับกราวด์ ข้อต่อหลวม/หัก และชอร์ต
• MCSA สำหรับคุณภาพไฟฟ้าและข้อผิดพลาดช่วงท้าย
• การวิเคราะห์ด้วยอินฟราเรดสำหรับการเชื่อมต่อที่หลวม
• Ultrasonics สำหรับการหลวมและความผิดพลาดที่รุนแรง
• เครื่องทดสอบฉนวนสำหรับฉนวนป้องกันความผิดพลาดของกราวด์

ของ MCC การควบคุมและตัดการเชื่อมต่อ

การควบคุมหรือตัดการเชื่อมต่อมอเตอร์ทำให้เกิดปัญหาหลักบางประการเกี่ยวกับระบบมอเตอร์ไฟฟ้า ที่พบมากที่สุดสำหรับทั้งระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำและปานกลางคือ:

• การเชื่อมต่อหลวม
• หน้าสัมผัสไม่ดีรวมถึงเป็นหลุม เสียหาย ไหม้หรือสึกหรอ
• คอยล์สตาร์ทไม่ดีบนคอนแทค
• ตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลังไม่ดี ซึ่งโดยปกติจะส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าอย่างมาก

วิธีการทดสอบสำหรับการประเมินการควบคุม ได้แก่ อินฟราเรด อัลตราโซนิก โวลต์/แอมป์มิเตอร์ โอห์มมิเตอร์ และการตรวจสอบด้วยสายตา MCA, MCSA และอินฟราเรดมอบระบบที่แม่นยำที่สุดสำหรับการตรวจจับข้อผิดพลาดและแนวโน้ม

สายเคเบิล – ก่อนและหลังการควบคุม

ปัญหาการเดินสายมักไม่ค่อยมีใครพิจารณา และเป็นผลให้เกิดปัญหาใหญ่ที่สุดบางประการ ปัญหาเกี่ยวกับสายเคเบิลทั่วไป ได้แก่:

• การสลายตัวเนื่องจากความร้อนเนื่องจากการโอเวอร์โหลดหรืออายุ
• การปนเปื้อนที่อาจรุนแรงยิ่งขึ้นในสายเคเบิลที่ผ่านใต้ดินผ่านท่อ
• การลัดวงจรสามารถเกิดขึ้นได้เช่นเดียวกับเหตุ สิ่งเหล่านี้อาจเกิดจาก ‘ต้นไม้’ หรือความเสียหายทางกายภาพ
• เปิดเนื่องจากความเสียหายทางกายภาพหรือสาเหตุอื่นๆ
• ความเสียหายทางกายภาพมักเป็นปัญหาร่วมกับปัญหาสายเคเบิลอื่นๆ

การทดสอบและแนวโน้มดำเนินการด้วย MCA, อินฟราเรด, การทดสอบฉนวน และ MCSA

สรุปด้านการจัดหามอเตอร์

ในด้านการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์สามารถแบ่งปัญหาได้ดังนี้

• พาวเวอร์แฟกเตอร์แย่ – 39%
• การเชื่อมต่อที่ไม่ดี – 36%
• ตัวนำขนาดเล็ก – 10%
• ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า – 7%
• ภายใต้หรือมากกว่าสภาวะแรงดันไฟฟ้า – 8%

อุปกรณ์ทั่วไปที่ครอบคลุมพื้นที่เหล่านี้ ได้แก่ MCA อินฟราเรด และ MCSA

มอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนประกอบทางกลและทางไฟฟ้า ในความเป็นจริง มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นตัวแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแรงบิดเชิงกล

ปัญหาทางกลเบื้องต้น:

• ตลับลูกปืน – การสึกหรอทั่วไป การใช้งานผิดวิธี การโหลดหรือการปนเปื้อน
• ตัวเรือนเพลาหรือแบริ่งไม่ดีหรือสึกหรอ
• ความไม่สมดุลเชิงกลทั่วไปและการสั่นพ้อง

การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนเป็นวิธีการหลักในการตรวจจับปัญหาทางกลในมอเตอร์ไฟฟ้า MCSA จะตรวจจับปัญหาทางกลในขั้นตอนสุดท้ายเช่นเดียวกับอินฟราเรดและอัลตราโซนิก

ปัญหาไฟฟ้าเบื้องต้น:

• การลัดวงจรระหว่างตัวนำหรือขดลวด
• การปนเปื้อนที่คดเคี้ยว
• ฉนวนป้องกันความผิดพลาดของดิน
• ความผิดพลาดของช่องว่างอากาศ รวมถึงโรเตอร์ที่เยื้องศูนย์
• ความผิดปกติของโรเตอร์รวมถึงช่องว่างในการหล่อและแท่งโรเตอร์หัก

MCA จะตรวจพบข้อผิดพลาดทั้งหมดในช่วงต้นของการพัฒนา MCSA จะตรวจจับความผิดพลาดของสเตเตอร์ช่วงท้ายและความผิดพลาดของโรเตอร์ช่วงต้น การสั่นสะเทือนจะตรวจจับข้อผิดพลาดช่วงท้าย ฉนวนถึงพื้นจะตรวจจับเฉพาะข้อผิดพลาดของกราวด์ซึ่งมีส่วนประกอบน้อยกว่า 1% ของข้อผิดพลาดของระบบมอเตอร์ การทดสอบไฟกระชากจะตรวจจับเฉพาะการลัดวงจรที่ตื้น และการทดสอบอื่นๆ ทั้งหมดจะตรวจจับเฉพาะข้อผิดพลาดช่วงท้ายเท่านั้น

คัปปลิ้ง (แบบตรงและแบบสายพาน)

ข้อต่อระหว่างมอเตอร์และโหลดทำให้เกิดปัญหาเนื่องจากการสึกหรอและการใช้งาน

• สายพานหรือไดเรกไดร์ฟไม่ตรงแนว
• เข็มขัดหรือส่วนแทรกสึกหรอ
• ปัญหาความตึงของสายพานเป็นเรื่องปกติมากกว่าที่คิดและมักจะส่งผลให้ตลับลูกปืนเสียหาย
• สวมมัด

ระบบที่แม่นยำที่สุดสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องของคัปปลิ้งคือการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน โดยปกติแล้ว MCSA และการวิเคราะห์ด้วยอินฟราเรดจะตรวจพบข้อบกพร่องขั้นรุนแรงหรือขั้นสุดท้าย

โหลด (พัดลม ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ กระปุกเกียร์ ฯลฯ)

โหลดสามารถมีข้อผิดพลาดหลายประเภทขึ้นอยู่กับประเภทของโหลด ชิ้นส่วนที่สึกหรอ ส่วนประกอบและตลับลูกปืนที่แตกหัก

เครื่องมือทดสอบที่สามารถตรวจจับปัญหาโหลดได้ ได้แก่ MCSA การสั่นสะเทือน การวิเคราะห์ด้วยอินฟราเรด และอัลตราโซนิก

แนวทางทั่วไปสำหรับเทคโนโลยีที่หลากหลาย

มีแนวทางทั่วไปหลายประการในอุตสาหกรรมเช่นเดียวกับแนวทางใหม่ๆ (ดูตารางที่ 3) ใช้การผสมผสานระหว่างการทดสอบแบบมีพลังงานและแบบไม่มีพลังงานร่วมกันได้ดีที่สุด สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการทดสอบแบบมีพลังงานมักจะดีที่สุดภายใต้สภาวะโหลดคงที่และมีแนวโน้มในสภาวะการทำงานเดียวกันในแต่ละครั้ง

หนึ่งในวิธีการทั่วไปคือการใช้ความต้านทานของฉนวนและ/หรือดัชนีโพลาไรเซชัน สิ่งเหล่านี้จะระบุเฉพาะฉนวนกับความผิดปกติของสายดินทั้งในมอเตอร์และสายเคเบิล ซึ่งคิดเป็นน้อยกว่า 1% ของข้อผิดพลาดของระบบมอเตอร์โดยรวม (ประมาณ 5% ของข้อผิดพลาดของมอเตอร์)

อินฟราเรดและการสั่นสะเทือนมักจะใช้ร่วมกันอย่างประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม พวกเขาพลาดปัญหาทั่วไปบางประการหรือตรวจพบได้เฉพาะในช่วงท้ายของความล้มเหลวเท่านั้น

การทดสอบไฟกระชากและการทดสอบที่มีศักยภาพสูงจะตรวจจับเฉพาะข้อบกพร่องของขดลวดและฉนวนไปจนถึงข้อบกพร่องของกราวด์เท่านั้น โดยมีความเป็นไปได้ที่จะทำให้มอเตอร์หยุดทำงานหากมีการปนเปื้อนของฉนวนหรือจุดอ่อนอยู่

MCA และ MCSA สนับสนุนซึ่งกันและกันและตรวจจับปัญหาเกือบทั้งหมดในระบบมอเตอร์ ความแม่นยำนี้ต้องการระบบ MCA ที่ใช้ความต้านทาน อิมพีแดนซ์ มุมเฟส I/F และฉนวนกับพื้น และระบบ MCSA ที่รวมการดีโมดูเลตแรงดันและกระแส

วิธีการใหม่ล่าสุดและมีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการสั่นสะเทือน อินฟราเรด และ MCA และ/หรือ MCSA จุดแข็งของแนวทางนี้คือมีการรวมกันของสาขาวิชาไฟฟ้าและเครื่องกลที่เกี่ยวข้องกับการประเมินและการแก้ไขปัญหา ตามที่พบในการวินิจฉัยมอเตอร์และการศึกษาสุขภาพมอเตอร์ 3 38% ของการทดสอบระบบมอเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการสั่นสะเทือนและ/หรืออินฟราเรดเท่านั้น เห็นว่าได้ผลตอบแทนที่สำคัญจาก 3 การวินิจฉัยมอเตอร์และ การลงทุน. ตัวเลขนี้เพิ่มขึ้นถึง 100% ในระบบที่ใช้ MCA/MCSA ร่วมกับการสั่นสะเทือนและ/หรืออินฟราเรด

ในกรณีหนึ่ง การประยุกต์ใช้อินฟราเรดและการสั่นสะเทือนร่วมกันทำให้ ROI มีมูลค่า 30,000 ดอลลาร์ เมื่อบริษัทเพิ่ม MCA ลงในกล่องเครื่องมือ ROI เพิ่มขึ้นเป็น 307,000 ดอลลาร์ จากเดิมถึง 10 เท่าโดยใช้เครื่องมือหลายอย่างร่วมกัน

โอกาสในการสมัคร

มีโอกาสทั่วไปสามประการสำหรับการทดสอบระบบมอเตอร์ไฟฟ้า เหล่านี้รวมถึง:

• การว่าจ้างส่วนประกอบหรือระบบที่สมบูรณ์เมื่อติดตั้งหรือซ่อมแซมใหม่ สิ่งนี้สามารถคืนทุนได้ทันทีสำหรับเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง และจะช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงภัยพิบัติการตายของทารก
• การแก้ไขปัญหาระบบผ่านการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่หลากหลายจะช่วยให้คุณระบุปัญหาได้รวดเร็วยิ่งขึ้นและมีความมั่นใจมากขึ้น
• แนวโน้มของผลการทดสอบสำหรับความน่าเชื่อถือของระบบ อีกครั้งโดยใช้การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่หลากหลายอย่างเหมาะสม การใช้การทดสอบต่างๆ เช่น MCA การสั่นสะเทือน และอินฟราเรด แนวโน้มความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในระยะยาว สามารถตรวจพบข้อผิดพลาดหลายเดือนล่วงหน้า

บทสรุป

บทความนี้ให้ภาพรวมโดยย่อว่าเทคโนโลยีต่างๆ ทำงานร่วมกันอย่างไรเพื่อให้มีมุมมองที่ดีเกี่ยวกับระบบมอเตอร์ไฟฟ้า ด้วยความเข้าใจและการประยุกต์ใช้แนวทางนี้ คุณจะได้รับผลตอบแทนที่ยอดเยี่ยมจากโปรแกรมการบำรุงรักษาของคุณ

เกี่ยวกับผู้เขียน

ดร.โฮเวิร์ด ดับบลิว เพนโรส ได้รับปริญญาเอกของเขา สาขาวิชาวิศวกรรมทั่วไป มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงกระบวนการของระบบอุตสาหกรรม การวิเคราะห์กระแสของเสียและพลังงาน และความเชื่อถือได้ของอุปกรณ์ เขามีประสบการณ์ 15 ปีในอุตสาหกรรมมอเตอร์ไฟฟ้าและการบริการ ซึ่งเป็นผู้นำในการริเริ่ม PdM และการวิเคราะห์สาเหตุในสถานที่ตั้งเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมที่หลากหลาย

ตารางที่ 1: การเปรียบเทียบเทคโนโลยีการวินิจฉัยระบบมอเตอร์

ตารางที่ 2 ข้อควรพิจารณาในการจัดการ

ตารางที่ 3: แนวทางทั่วไป

ตารางที่ 4: ข้อควรพิจารณาเพิ่มเติม