Patru elemente cheie pentru intelegerea randamentului motorului si a cauzelor
Motoarele electrice transforma puterea electrica in forte de rotatie mecanice, care reprezinta puterea ce pune lumea industriala in miscare. Masurarea si analizarea acelor forte – puterea mecanica, cuplul si turatia – precum si caracteristicile energiei in ceea ce priveste calitatea acesteia sunt importante in evaluarea performantei echipamentelor rota-tive. Aceste masuratori nu ajuta doar la prezicerea defectiunilor si la evitarea timpului de nefuncti- onare, ci pot si sa determine daca sunt necesare inspectii suplimentare, precum testarea vibratiilor, analiza alinierii arborilor sau testarea izolatiei, pentru a corobora aspectele observate.
In mod traditional, obtinerea unor date precise de analiza a motorului necesita opriri costisitoare ale echipamentelor pentru a permite instalarea senzorilor mecanici. Instalarea corecta a senzorilor mecanici poate fi extrem de dificila (uneori, impo- sibila), iar senzorii insisi sunt deseori nerentabili si introduc variabile ce scad randamentul general al sistemului.
Instrumentele moderne de analiza a motoarelor faciliteaza mai mult decat oricand depanarea motoa- relor electrice prin simplificarea considerabila a procesului si reducerea numarului de componente si de instrumente necesare pentru a lua decizii critice cu privire la intretinere. De exemplu, noul analizor de calitate a energiei si de motoare Fluke 438-II permite tehnicienilor sa descopere performanta electrica si mecanica a motoarelor electrice si sa evalueze calitatea energiei prin masurarea intrarii trifazate la motor, fara a utiliza senzori mecanici.
Iata PATRU ELEMENTE CHEIE pentru a intelege randamentul general al motorului si performanta sistemului.
1. Calitatea redusa a energiei este direct corelata cu performanta motorului
Anomaliile din circuitul de alimentare, precum fenomenele tranzitorii, armonicile si dezechilibrul, pot provoca daune critice motoarelor electrice. Ano- maliile de alimentare precum fenomenele tranzitorii si armonicile pot fi nefavorabile operarii motorului. Fenomenele tranzitorii pot provoca daune grave izolatiei motorului si, de asemenea, pot declansa circuite sensibile la supratensiune, provocand pierderi financiare. Armonicile, care creeaza atat distorsiunea tensiunii, cat si a curentului, au un impact negativ similar si pot provoca cresterea temperaturii motoarelor si a transformatoarelor, ceea ce poate duce la supraincalzire sau chiar si la defectare. In afara de armonici, dezechilibrul poate aparea atat la tensiune, cat si la curent si este, deseori, cauza de baza a temperaturii ridicate a motorului si a uzurii pe termen lung, inclusiv a bobinajelor arse. Prin utilizarea masuratorilor trifazate la intrarea motoarelor, tehnicienii colec- teaza o gama larga de date care ajuta la evaluarea nivelului general al calitatii energiei si la depana¬rea mai eficienta a cauzelor de baza ale functionarii necorespunzatoare a motorului.
2. Impactul cuplului asupra performantei si randamentului general
Cuplul reprezinta cantitatea de forta rotativa dezvol- tata de un motor si transmisa unei sarcini mecanice antrenate, in timp ce turatia este definita ca viteza de rotatie a arborelui unui motor. Cuplul unui motor, masurat in livre-picioare (lb ft) sau Newton-metri (Nm), este cea mai importanta variabila ce caracte- rizeaza performanta mecanica instantanee. In timp ce cuplul mecanic se masura in mod traditional cu senzori mecanici, instrumental Fluke 438-II calcu- leaza cuplul utilizand parametri electrici (tensiune si curent instantanee) in combinatie cu datele de pe placuta de identificare a motorului. Masurarea cuplului poate oferi indicatii directe privind starea motorului, sarcina si chiar procesul insusi. Asiguran- du-va ca motorul genereaza in functionare cuplul prevazut in specificatii, puteti garanta o functionare fiabila in timp si minimiza costurile de intretinere
3. Datele nominale ale motorului si performanta asteptata
Motoarele sunt clasificate conform unor parametri stabiliti de NEMA (National Electrical Manufacturers Association – Asociatia nationala a producatorilor de echipamente electrice) si IEC (Comisia Electro- tehnica Internationala). Aceste clasificari includ parametrii electrici si mecanici esentiali, precum puterea nominala a motorului, curentul la sarcina maxima, turatia motorului si randamentul la sarcina maxima si furnizeaza o descriere a performantei generale asteptate a motorului, in conditii normale. Prin utilizarea unor algoritmi sofisticati, instrumen- tele moderne de analiza a motoarelor pot compara masuratorile electrice trifazate cu valorile nominale, pentru a oferi indicatii despre performanta moto- rului in conditii de sarcina reala. Diferenta intre functionarea unui motor in limitele specificatiei producatorului sau in afara acelor parametri este semnificativa. Functionarea motoarelor in conditii de suprasarcina mecanica provoaca tensionarea componentelor motorului, inclusiv a rulmentilor, a izolatiei si a cuplajelor, scazand randamentul si cauzand defectiuni premature.
4. Randamentul motorului are impact direct asupra profitului
Mai mult decat oricand, industria depune eforturi pentru a reduce consumul de energie si a creste randamentul motorului prin initiative „verzi”. In unele tari, aceste initiative verzi primesc statut de lege. Un studiu recent a aratat faptul ca motoarele consuma 69 % din intreaga electricitate industri¬al si 46 % din intregul consum de electricitate la nivel global. Identificand motoarele cu performanta slaba sau defecte si reparandu-le sau inlocuin- du-le, tineti sub control consumul de energie si eficienta energetica. Calitatea energiei si analiza motorului furnizeaza date pentru a identifica si confirma consumul de energie in exces si ran- damentele scazute. In plus, aceleasi analize pot identifica imbunatatirile parametrilor in urma reparatiilor si inlocuirilor. Mai mult decat atat, cunoasterea starii motorului si capacitatea de a interveni inaintea aparitiei unei defectiuni reduc si expunerea la posibilele incidente de siguranta si de mediu.
Datele despre calitatea energiei si despre motor nu sunt statice. Pe masura ce conditiile se modified, la fel se intampla si cu masuratorile. Recent, 75 % din persoanele participante la un sondaj industrial au identificat defectiunile motorului drept cauza a 1 pana la 5 zile de nefunctionare a instalatiei pe an, iar 90 % din persoanele participante au rapor- tat defectiuni ale motoarelor mai mari de 50 cp cu avertizare de mai putin de o luna (36 % au decla- rat ca au avut o avertizare de mai putin de o zi). Colectarea datelor de referinta reprezinta un prim pas spre un program de intretinere predictiva sau preventiva. Incepeti prin masuratori precise ale parametrilor initiali ai motoarelor si apoi efectuati masuratori ulterioare si urmariti tendintele. Pentru cele mai bune rezultate, masuratorile trebuie efec- tuate in conditii de operare similare, repetabile, ideal in aceeasi perioada a zilei, pentru a compara marimi similare. O astfel de metodologie poate fi adoptata pentru datele privind calitatea energiei (armonici, dezechilibru, tensiune etc.), precum si pentru datele folosite la analiza motorului (cuplu, turatie, putere mecanica, randament).
Noul analizor de calitate a energiei si de motoare Fluke 438-II faciliteaza colectarea datelor de referinta la motoare cu conectare directa si detec- tarea defectiunilor mecanice si electrice fara a fi necesara introducerea unui timp de nefunctionare a sistemului in fluxul de lucru. Pentru a masura performanta motoarelor alimentate de dispozi- tive cu frecventa variabila, acestea trebuie sa fie sisteme cu comanda prin tensiune (VSI), cu un interval de tensiune/frecventa de 40 – 70 Hz si cu un interval al undei purtatoare de 2,5 – 20 kHz. Prin adaugarea capacitatii de analiza electrica si mecanica a motoarelor electrice la centura dvs. de instrumente, va puteti asigura ca detineti datele necesare pentru a mentine instalatia in functiune.
ing. Gabriel Ghioca
Director Tehnic ARC BRAŞOV
gabriel.ghioca@arc.ro
www.arc.ro
