Menggunakan Pemantauan Motor Listrik Dinamis untuk Mengidentifikasi Masalah Mekanis

Pengujian motor listrik dinamis sering disebut pengujian on-line karena memerlukan motor untuk berjalan dan umumnya mengasumsikan motor dalam lingkungan alaminya. Pengujian dinamis melibatkan koneksi probe tegangan dan transformator arus. Menghubungkan peralatan uji dinamis aman, cepat, dan tidak mengganggu. Data diperoleh dan hasilnya ditampilkan dalam format ringkasan. Data yang dikumpulkan dibandingkan dengan informasi papan nama yang dimasukkan pengguna dan disajikan dalam format lulus/gagal dengan data pengujian saat ini dan log tren yang ditampilkan setelah setiap pengujian berturut-turut.

Perlunya Pengujian Motor

Setiap teknisi keandalan tahu bahwa biaya yang terkait dengan kegagalan motor dapat merusak operasi bisnis apa pun. Menemukan bahwa motor beroperasi dengan kondisi yang menimbulkan panas atau stres berlebihan merupakan panduan bagi teknisi untuk membuat perubahan dalam pengoperasian motor dan memantau insulasinya. Mengetahui bahwa motor berada dalam bahaya kegagalan yang akan segera terjadi memberikan teknisi waktu untuk menjadwalkan perbaikan sesuai keinginannya daripada meminta motor mendiktenya karena kegagalan bencana. Mengurangi waktu henti yang tidak terjadwal sambil meningkatkan efisiensi dan profitabilitas adalah tujuan umum dari semua teknisi keandalan. Pengujian dan pemantauan motor dinamis adalah konsep yang relatif baru yang membantu dan meningkatkan kemampuan mereka yang bertanggung jawab atas pengoperasian motor listrik dan peralatan terkait yang aman dan berkelanjutan.

Apa yang Diberitahukan Pengujian Dinamis kepada Anda

Motor adalah salah satu bagian dari suatu sistem yang lengkap yang meliputi kualitas daya masuk, motor dan beban yang digerakkan. Banyak masalah motor yang disebabkan oleh kualitas daya masuk yang buruk, dan banyak lagi masalah yang dapat dikaitkan dengan beban dan masalah terkait beban.

Peralatan uji motor dinamis tercanggih mampu memisahkan masalah kelistrikan dari masalah mekanis serta mendefinisikan area masalah terkait daya. Alat uji yang baik akan memberikan sejumlah besar informasi mengenai daya yang masuk, termasuk level tegangan, ketidakseimbangan, dan konten harmonik. Sejumlah kecil ketidakseimbangan tegangan akan menghasilkan jumlah yang jauh lebih besar dari ketidakseimbangan arus dan meningkatkan kerugian di dalam motor. Distorsi harmonik juga menghasilkan energi yang terbuang yang menyebabkan panas berlebih terutama karena gelombang sinus non-sinusoidal. Masalah-masalah ini secara langsung mempengaruhi kinerja motor dan kemampuannya untuk menangani bebannya. Secara keseluruhan, kualitas daya yang buruk memanifestasikan dirinya sebagai panas yang lebih tinggi di dalam stator dan rotor, mengurangi efisiensi dan akhirnya mengakibatkan kegagalan motor prematur. Memantau kualitas daya dan membuat penyesuaian yang diperlukan sangat penting dalam menjaga umur panjang motor.

Selain kondisi daya, pengujian dinamis memberikan informasi ekstensif tentang perilaku motor dan menawarkan bukti potensi area masalah mekanis. Peralatan uji melacak level dan ketidakseimbangan arus, level beban, dan informasi terkait torsi. Menggabungkan data ini dengan informasi kualitas daya, peralatan dapat memprediksi faktor penurunan nilai yang menunjukkan area masalah potensial.

Torsi dan riak torsi menambahkan bagian lain dari teka-teki yang diperlukan untuk diagnosis kesehatan motor yang konsisten dan akurat. Riak torsi didefinisikan sebagai pembagian torsi maksimal dibagi dengan torsi rata-rata selama periode akuisisi. Riak torsi itu sendiri adalah ukuran seberapa kecil pita torsi yang mengelilingi torsi rata-rata keadaan tunak. Riak torsi tidak tergantung pada kondisi daya dan level arus. Ini memberikan tampilan visual tentang kinerja beban yang digerakkan dan merupakan indikator tegangan rotor.

Pengujian dinamis dapat mengidentifikasi masalah bilah rotor dengan tingkat akurasi yang tinggi, dan log tren membuat pelacakannya dari waktu ke waktu menjadi mudah dan dapat diprediksi. Cacat batang rotor dan sangkar mengakibatkan hilangnya efisiensi dan panas yang lebih tinggi yang berpuncak pada kegagalan motor prematur.

Mengukur dan melacak efisiensi adalah tugas yang sangat sulit. Efisiensi operasi motor tidak dapat dengan mudah diukur dalam aplikasi lapangan. Banyak standar memiliki sejumlah persyaratan yang umumnya hanya dapat dipenuhi di lingkungan laboratorium. Standar ini juga biasanya berkonsentrasi untuk memastikan deskripsi yang tepat dari kemampuan motor di bawah kondisi tegangan operasi yang baik. Di lapangan, bagaimanapun, ada sedikit ruang untuk persyaratan seperti melepas motor atau mengatur level tegangan untuk menjalankan saturasi. Pertanyaan mengenai kemampuan motor tertentu ditemukan sebagai hal yang kedua jika dibandingkan dengan efisiensi operasi di bawah kondisi tertentu di lapangan. Hasil dari lingkungan seperti itu adalah efisiensi yang sebenarnya tidak realistis untuk diperoleh.

Efisiensi operasi, bagaimanapun, sangat penting untuk manajemen yang sadar energi. Persyaratan untuk pengukuran efisiensi operasi yang sebenarnya di lingkungan lapangan cukup banyak dan tidak realistis (seperti memasang transduser torsi pada poros motor dan mengukur daya input ke motor di terminal motor, sering kali pada level tegangan tinggi). Alih-alih pengukuran efisiensi yang sebenarnya, estimasi efisiensi menjadi satu-satunya pendekatan ramah lapangan untuk manajemen energi. Perbedaan antara pengukuran efisiensi operasi dan estimasi efisiensi operasi adalah bahwa yang pertama mencoba untuk menemukan efisiensi operasi yang sebenarnya melalui pengukuran langsung, sedangkan yang kedua menerima sedikit ketidakakuratan untuk meningkatkan keramahan pengguna.

Studi Kasus

Dalam percobaan laboratorium terkontrol, analisis getaran dan data dinamis diperoleh pada motor baru 5 tenaga kuda, 460 volt. Motor dibongkar, dan lintasan luar bantalan ujung penggerak sengaja dirusak (Gambar 1).

Gambar 1

Motor dipasang kembali, dan data baru dikumpulkan. Rumus umum yang digunakan dalam analisis getaran diterapkan pada data yang diperoleh, dan hasilnya diposting pada spektrum getaran dan spektrum torsi.

Perhitungan yang dihasilkan menyimpulkan bahwa cacat balapan luar akan muncul pada 107 hz dengan pita samping yang terkait dengan kecepatan motor dalam spektrum getaran dan dua kali frekuensi dasar dalam spektrum torsi (Gambar 2 dan 3). Cacat ras luar dengan pita sampingnya jauh lebih mudah ditentukan dalam data yang diperoleh secara dinamis daripada spektrum getaran.

Gambar 2. Spektrum getaran

Gambar 3. Spektrum torsi terdemodulasi

Masalah Batang Rotor

Dalam studi lain yang dikendalikan laboratorium, motor 1-tenaga kuda yang berjalan di bawah beban penuh pada dinamometer kecil diuji secara menyeluruh dengan penguji dinamis. Hasilnya kemudian disimpan dan dianalisis. Rotor dilepas, dan lubang 5/8 inci dibor melalui satu batang rotor, memutuskannya sepenuhnya. Motor dirakit dan diuji ulang dalam kondisi yang sama. Sekali lagi, hasilnya disimpan dan kemudian dibandingkan dengan data asli (Gambar 4 dan 5).

Gambar 4

Gambar 5

Bilah rotor yang rusak didefinisikan dengan jelas dalam analisis tanda tangan saat ini tanpa kesulitan atau diagnosis intensif.

Kavitasi

Di sebuah pembangkit listrik besar di Carolina Utara, mekanik memperhatikan bahwa salah satu dari tiga pompa 15.000 tenaga kuda mengembangkan tingkat aliran yang lebih rendah daripada dua lainnya. Mekanik menyalahkan motor, sementara teknisi listrik menganggap pompa yang salah. Data listrik dinamis diperoleh dan dianalisis. Gambar 6 menunjukkan riak torsi yang dihasilkan.

Gambar 6

Satu pompa menunjukkan variasi besar dalam riak torsi, sedangkan dua pompa yang beroperasi secara normal memiliki tanda torsi yang lebih kecil. Sebagai hasil dari pengujian ini, seorang penyelam dikirim ke dalam lubang dan menemukan bahwa baut pada salah satu ujung bel telah berkarat, menyebabkan seruling yang mengarahkan air ke dalam pompa terlepas. Keadaan ini menyebabkan pompa mensirkulasikan air di luar pompa dan menimbulkan kavitasi. Baut pada pompa lain juga perlu diganti dan akan rusak dalam waktu dekat. Waktu henti yang diperlukan untuk melakukan perbaikan menghabiskan biaya beberapa juta dolar untuk fasilitas tersebut, tetapi peningkatan produktivitas setelah perbaikan dengan mudah mengkompensasi biaya tersebut.

Kesimpulannya, pengujian motor dinamis dan peralatan canggih yang tersedia saat ini dengan cepat menjadi alat pilihan bagi teknisi keandalan di seluruh dunia. Teknologi ini masih sangat muda, dan inovasi baru terus memperluas kemampuan dan wawasannya.