Изпитване на индустриални двигатели

• Промишлените електромотори се подлагат на първоначално и регулярно изпитване, за да се гарантира тяхната експлоатационна пригодност, изправност и ефективна работа
  
  
• За целта се използват различни аналогови и цифрови инструменти и системи за измерване и диагностика, както и специално разработени стендове за изпитване във или извън работен режим
  
  
• Тестовите процедури в програмите за рутинна и превантивна диагностика и поддръжка на индустриалните електродвигатели се подразделят в две основни групи: статично (офлайн) и динамично (онлайн) тестване

Електродвигателите са ядрото на голяма част от промишлените машини и оборудване в съвременната индустрия, а значението им за безпроблемното и безопасно функциониране на тези системи е ключово. Ето защо индустриалните двигатели се подлагат на първоначално и регулярно изпитване, за да се гарантира тяхната експлоатационна пригодност, изправност и ефективната им работа. За целта се използват различни аналогови и цифрови инструменти за измерване и диагностика, като амперметър клещи, мултиметри, безконтактни термометри, тестери на изолационно съпротивление, осцилоскопи и др., както и специално разработени стендове, при които моторите се тестват без товар, под реален товар или в работен режим, като се симулират действителни работни условия. Стендовете най-общо биват два типа: за рутинно изпитване на променливотокови (AC) и постояннотокови (DC) електродвигатели в експлоатация с цел сравняване на резултатите с еталонно устройство и за изпитване на нови типове изделия с цел дефиниране на техническите им възможности.

Тестовите процедури в програмите за рутинна и превантивна диагностика и поддръжка на индустриалните електродвигатели се подразделят в две основни групи: статично (офлайн) и динамично (онлайн) тестване. Отделните методи оценяват различни параметри на моторите и могат да открият широк набор от проблеми и неизправности от различен характер, най-често преди резултатите от тях да станат видими при визуална инспекция.

Изпитване и прогнозна поддръжка

Изпитването на промишлени електромотори оценява изправността, ефективността и надеждността на тези съоръжения - ключови показатели за експлоатационната готовност и пригодност на оборудването, което задвижват. В съвременната практика се използват компютърно и софтуерно базирани системи и технологии за тестване на постояннотокови и променливотокови електродвигатели, които освен моментното им състояние могат да отчетат и анализират и различни тенденции в работата им, да регистрират и идентифицират различни “скрити” проблеми и да предотвратят нежелани аварии. Сред основните параметри и типове повреди, за които се следи рутинно или при индикации за влошени работни характеристики, са неизправности в изолацията на мотора, повреди в проводниците, наличие на токови утечки, както и динамични фактори като изкривяване/деформация, температурни колебания и проблеми с баланса. Макар повечето типови тестове за промишлени електромотори да са подходящи за голяма част от AC и DC системите на пазара, е препоръчително всяка планирана процедура за изпитване да се съобрази с характеристиките, конструкцията и приложението на конкретния модел.

След повредите в лагерните елементи, електрическите неизправности са втората най-разпространена причина за повреди на електродвигателите в съвременната индустрия. По данни на американския институт за изследвания в областта на електроенергията (EPRI) близо 48% от всички аварии на такова оборудване са вследствие на свързани с електрическата система проблеми. Такива могат да бъдат неизправности при ротора (12%) или намотките (36%). В останалите 52% от случаите се доказват механични повреди в компонентите. Дефектите при намотките например възникват вследствие на влага, замърсяване, остаряване на изолацията, термично претоварване, токови удари, повреди в проводниците и др. При тях се наблюдава преминаване на енергия през изолацията, която причинява увеличаване на работната температура и стреса върху системата докато не настъпи неизправност в намотката.

За идентифициране на проблеми от изброените типове се прилагат различни процедури като: импулсно и ротационно тестване, изпитване на двигатели с навит ротор, тестване на изолационно и електрическо съпротивление, на съпротивление на намотките, изпитване на база индекс на поляризация (PI), на възходящо (стъпково) напрежение при постояннотоковите мотори и др.

Когато двигателят претърпи някоя от описаните по-горе повреди, най-често щетите са необратими и водят до прогресивно влошаване на ефективността му. Високата честота на такива случаи през годините годините е наложила възприемането на комплексни програми по поддръжка на промишлените електромотори, включващи детайлно първоначално и регулярно изпитване посредством подходящата комбинация от инструменти, техники и процедури. В резултат от прилагането им се постигат значително подобрена експлоатационна готовност на двигателите, редуциране по брой и продължителност на нежеланите престои на задвижваното от тях оборудване, икономии на оперативни разходи, повишаване на енергийната ефективност и не на последно място - усъвършенстване на безопасността.

Типове тестови процедури

Техническите екипи за изпитване на промишлени електромотори използват различни измервателни и софтуерни инструменти за инспекция на широк набор от експлоатационни характеристики, като често залагат на мултифункционални уреди, устройства или стендове, съчетаващи функциите на няколко типа тестови прибори, датчици и процедури в една система.

Комплексните програми за прогнозна поддръжка на индустриални ел. двигатели обикновено включват както методи за статично, така и за динамично изпитване на съоръженията при тяхната разработка или след практическото им внедряване. Така се гарантира надеждната и разходно ефективната им експлоатация. Препоръчително е инвестирането в съвременни технологии за мониторинг и изпитване на електромотори поради значително разширената им функционалност и гъвкавост и кратките периоди за възвръщаемост на капиталовложението. Важна част от ефикасното изпълнение на мероприятия от този тип включва и осигуряването на квалифициран технически екип.

Разходите за прилагането на програма за превантивна диагностика и поддръжка се оказват пренебрежимо малки на фона на ползите във връзка с предотвратяването на различни необратими щети и критични аварии на оборудването. Събраните от сензорите и измервателните уреди данни при непрекъснат мониторинг на съоръжения в експлоатация могат да бъдат съхранявани, анализирани и използвани като база за подобряване на тяхната ефективност и надеждност. В допълнение към специфичните тестове за оценка състоянието на промишлените електромотори, се провеждат и редица други типове изпитвания, включително вибрационен анализ (особено на лагерите), термографско изследване, тестове за съосност на валовете и т. н.

Статичното или офлайн тестване на задвижващите електродвигатели е неизменна част от цялостните програми за поддръжка на промишлено оборудване. То се провежда извън работен режим - при спрян мотор, и проверява как функционират отделните му компоненти (намотки, ротор, статор и т. н.), като обикновено включва и анализ на тока и напрежението. Офлайн изпитването може да бъде осъществено на място, предварително в завода, складовите бази или в специализиран тестов център. Рутинно тестване в експлоатация се препоръчва веднъж или два пъти годишно и открива проблеми като разхлабени пръти на ротора, проблеми с кафезните пръстени, неравномерна въздушна междина между ротора и статора (отклонение в ексцентричността) и разместване на компонентите. Статичното изпитване е подходящ метод за високопотенциално тестване, оценка на изолационното съпротивление, поляризацията, тест за пренапрежение и др.

Динамичното или онлайн изпитване се прилага в работен режим на електродвигателя без необходимост от неговото спиране или извеждане от експлоатация. То осигурява на техниците ценна информация за качеството на електроенергията в системата и откроява важни тенденции за работата на оборудването. При тестване от този тип е препоръчително да се съберат всички възможни типове данни, релевантни към ефективността, надеждността и работната пригодност/готовност на мотора - за мощността, напрежението, евентуален дисбаланс на напрежението, хармонични изкривявания, текущи стойности на различни електрически параметри, нива на натоварване, въртящ момент и т. н. Използваното за целта оборудване се свързва директно към товаровия изход на двигателите с ниско напрежение или към шкафа за ниско напрежение на моторите със средно и високо напрежение. Данните се обработват и анализират посредством комбинация от алгоритми, визуализират се в подходящ формат и на тяхна база се инициира съответната програма за диагностика и поддръжка.

Все по-популярни в практиката стават цялостните платформи за непрекъснат автоматизиран мониторинг и изпитване на електромотори в експлоатация, които разполагат с богат асортимент от софтуерни инструменти за провеждане и интерпретиране на различни тестови процедури във връзка с електрическите параметри на системата.