Usterki oraz awarie silników mogą zakłócać płynność produkcji, a w efekcie powodować zmniejszenie jej wydajności oraz spadek przychodów. Istotne jest więc okresowe dokonywanie przeglądów tych urządzeń, a w trakcie tych prac sprawdzanie również uzwojenia silników elektrycznych.
Istnieje kilka sposobów na określenie aktualnego stanu i stopnia zużycia silnika. Najważniejsze to weryfikacja warunków pracy urządzenia oraz jego sterownika, sprawdzenie stanu obudowy czy izolacji uzwojenia.
Okresowe przeglądy
Badanie stanu uzwojenia jest tylko jednym z elementów predykcyjnego przeglądu urządzeń, jakiego należy dokonywać w zakładzie. Tak jak pomiary wibracji części ruchomych, badanie termograficzne z wykorzystaniem podczerwieni czy laserowe osiowanie i wyważanie dynamiczne, również regularne pomiary i testy uzwojenia pozwalają przedłużyć żywotność silnika oraz zapobiec nadmiernemu zużyciu energii. Dlatego pomiar stanu uzwojenia silników elektrycznych powinien być stałym elementem regularnych przeglądów tych urządzeń.
Warto z wyprzedzeniem planować przestoje w produkcji, aby wykonać prace serwisowe i konserwacyjne i w ten sposób zapobiec przedwczesnemu zużyciu maszyn, powodującemu w efekcie nieplanowane i kosztowne przestoje samych maszyn, a nawet całej produkcji.
Należy jednak pamiętać, że istnieją dodatkowe czynniki, które wpływają na obciążenie silnika, np. praca cykliczna, zmienne obciążenie oraz środowisko pracy. Wówczas należy planować częstsze przeglądy, aby zminimalizować ryzyko awarii.
Podstawowe informacje na temat analizy stanu uzwojenia silnika
Badanie stanu uzwojenia to metoda nieinwazyjna, która poza silnikami elektrycznymi znajduje zastosowanie w odniesieniu do generatorów oraz transformatorów. Pomiary można wykonywać razem z pomiarami prądu silnika oraz izolacji uzwojeń, praktycznie równocześnie. Otrzymuje się wówczas złożone i bardzo szczegółowe wyniki.
Analiza stanu uzwojenia to pierwszy krok, aby ustalić punkt odniesienia dla cyklu życia silnika. Można w ten sposób wykryć ewentualne zagrożenia dla stanu uzwojenia, wynikające z warunków pracy urządzenia. Obejmują one warunki mechaniczne czy czynniki środowiskowe, ale także usterki czy awarie układów zasilania. Dzięki analizie prądu silnika łatwo jest określić, kiedy izolacja uzwojenia działa nieprawidłowo.
Regularne badanie pozwala na sprawdzenie wytrzymałości izolacji na przebicie, co chroni silnik przed przedwczesnym uszkodzeniem. Ponadto badanie uzwojenia, niezależnie od tego, czy dotyczy silnika AC, czy DC (prądu przemiennego lub stałego), może być wykonane w miejscu pracy maszyny.
Badania izolacji uzwojenia pozwalają więc na zminimalizowanie ryzyka awarii oraz obniżenia wydajności produkcji. Ponadto sprzyjają zmniejszeniu kosztów ewentualnego serwisu, bo potencjalne problemy zostają wykryte odpowiednio wcześnie.
Tradycyjne testy i sprawdzenia
W ramach konserwacji predykcyjnej wykonywane są tradycyjne testy pozwalające na ocenę stanu izolacji wirnika. Sprawdzenie uzwojenia dodatkowo umożliwia określenie stanu, w jakim znajdują się żebra korpusu wirnika, oraz ustalenie, jak poważne są ewentualne uszkodzenia czy zużycie materiału. W określonych przypadkach można od razu określić zakres napraw, jakich wymaga dane urządzenie. Tego typu testy na podstawie mierzonych parametrów pozwalają na oszacowanie okresu żywotności urządzeń, wskazując również na zmiany ich osiągów w trakcie dotychczasowej eksploatacji.
Dokładna analiza stanu uzwojenia silnika daje możliwość uchronienia się przed przedwczesnymi awariami i uszkodzeniami podzespołów mechanicznych. Dzięki danym pomiarowym i ich analizie można zapobiec także awarii samego silnika, jeżeli regularnie monitoruje się stan maszyny i zadba o zapewnienie wymaganej wytrzymałości dielektrycznej izolacji uzwojeń.
Oczywiście, niekiedy można wykonać pomiary z wykorzystaniem nawet ręcznego miernika rezystancji izolacji, jeżeli konieczne jest tylko sprawdzenie wytrzymałości izolacji oraz zwarć doziemnych. Jednak w przypadku pojawienia się wewnętrznych zwarć prosty miernik może ich nie wykryć. Dlatego w celu zidentyfikowania jakichkolwiek, nawet najmniejszych, odchyleń wartości rezystancji uzwojenia pomiędzy fazami niezbędne będzie przeprowadzenie dogłębnej analizy. Dodatkowo sprawdzenie poziomu ochrony przeciwprzepięciowej pozwoli wykryć nawet najmniejsze zwarcia wewnętrzne w uzwojeniu.
Podsumowanie
Dzięki konserwacji predykcyjnej możliwe jest oszczędzanie czasu, pieniędzy i energii. Wczesne wykrywanie potencjalnych problemów i zapobieganie ich występowaniu skutecznie przedłużają żywotność urządzeń wykorzystywanych w procesach przemysłowych.
David Manney jest kierownikiem ds. marketingu w firmie L&S Electric.
