Spänningspulser från styrning med variabelt varvtal kan bli kopplade mellan motorns stator och rotor, vilket skapar spänningar vid rotoraxeln. När spänningen vid rotoraxeln överskrider isoleringsförmågan hos lagerfettet kan spänningsbågar eller elektriska urladdningar uppstå, vilket orsakar brännmärken och urgröpningar i motorns lagerbanor, skador som kan göra att motorn slutar fungera i förtid. I den här användarbeskrivningen förklaras hur du använder en MDA-550 motorstyrningsanalysator och en axelspänningsprob till att mäta urladdningar av motoraxelspänning.
Urladdningar av axelspänningen
Kapacitiv koppling mellan motorns stator och rotor kan skapa spänning på en motoraxel. Av den anledningen kan lager i elektriska motorer drabbas av slitage inte bara på grund av axelns rotation utan även från elektriska strömmar som kommer från motoraxeln till jord via lagren. Motorer som drivs med AC-ström med sinuskurva kan ha spänningar mellan axel/lager och stomme på ca 1 till 2 V. Motorer med frekvensstyrning från drivdon för variabelt varvtal kan ha spänningar mellan axel/lager och stomme på ända upp till 8 till 15 V. Spänningar på dessa nivåer kan överskrida isoleringsegenskaperna hos lagerfettet, vilket gör att de gnistor som då kan bildas kan orsaka brännmärken, urgröpningar, fräsgropar och i slutänden göra att lager och motor slutar fungera i förtid.
Spänningsprob för axel
Kapacitiv koppling mellan motorns stator och rotor kan skapa spänning på en motoraxel. Av den anledningen kan lager i elektriska motorer drabbas av slitage inte bara på grund av axelns rotation utan även från elektriska strömmar som kommer från motoraxeln till jord via lagren. Motorer som drivs med AC-ström med sinuskurva kan ha spänningar mellan axel/lager och stomme på ca 1 till 2 V. Motorer med frekvensstyrning från drivdon för variabelt varvtal kan ha spänningar mellan axel/lager och stomme på ända upp till 8 till 15 V. Spänningar på dessa nivåer kan överskrida isoleringsegenskaperna hos lagerfettet, vilket gör att de gnistor som då kan bildas kan orsaka brännmärken, urgröpningar, fräsgropar och i slutänden göra att lager och motor slutar fungera i förtid.
Mätinstrument
MDA-550 är utformad för att snabbt och enkelt testa och felsöka vanliga problem med motorstyrningssystem med trefas- och enfasomvandlare. Bredvid det bärbara oscilloskopet och skrivaren med fyra kanaler finns det specifika analysfunktioner för motorstyrning med guider på skärmen. Därför är det enkelt att konfigurera analysatorn och få motorstyrningsmätningar från strömingången till den installerade motorn, inklusive axelspänningsmätningar.
Axelspänningstoppar kan vara extremt snabba, ofta handlar det om ett mätområde på under en mikrosekund. Fluke MDA-550 har en hög bandbredd på 500 MHz och en snabb samplingshastighet (upp till 5 Gsample/s) vilket gör den perfekt för att mäta snabba spänningsändringar.
Mätresultat
Som standard visas motoraxelspänningen som spänningsvågformer som mäts från själva motoraxeln. Spänningsvärdet mellan toppar som visas längst upp på skärmen visar vågformens maximala nivå, vilket redan är en indikation på att axeln har höga spänningsnivåer. Däremot går det inte att få fram vilken frekvens de snabba urladdningarna har på det här sättet. Med funktionen ”EVENTS ON” (Händelser på) visar MDA-550 vågformer med urladdningar baserat på en förinställd minsta spänningsskillnad och maximal tidsskillnad.
Skärmen uppdateras med varje registrerad vågform som har en brantare stig- eller falltid tillsammans med antalet upptäckta händelser per sekund. Urladdningsvågformer visar en ökning av spänning till jord följt av en skarp vertikal linje till jord när urladdningen inträffar. Om du vill ha en detaljerad analys av den senaste registrerade vågformen kan du använda REPLAY-funktionen på MDA-550 som innehåller skärmarna för de senaste 100 registrerade vågformerna. Skärmen kan väljas individuellt eller visas som en animation.
Spänningsurladdningar på mer än 15 V och övergångstider på under 50 nanosekunder kan vara ett tecken på urladdningar som kan skada lagren. Det i sig är inte tillräckligt för att avgöra potentiell skada på ett lager eftersom det finns många andra faktorer som påverkar det.
Om du upptäcker för höga axelspänningar är det bra att se om spänningsurladdningarna kan minskas genom att anpassa kablar, jordning, styrningsparametrar eller smörjmedel. Om det inte går eller inte förebygger problemet är axeljordningsenheter eller en isolerad axel gångbara alternativ. Du kan se effekterna av att sänka axelspänningen genom att jämföra antalet händelser som registrerats före och efter ändringarna.
Vill du veta mer?
Fyll i vårt korta demonstrationsformulär så kontaktar vi dig för att boka en personlig demonstration med en behörig Fluke-tekniker. Du får en praktisk demonstration av hur du kan använda instrumentet på din arbetsplats. Demonstrationen är fokuserad på de mätningar du behöver. Du ser hur lättanvända våra instrument är och får utbildning och råd för både instrumentet och relaterade tillbehör. Så om du köper är du säker på att du valde rätt instrument och får ut det mesta av det.
Hämta en kostnadsfri demo