Motoren en aandrijvingen

Kostbare motorstoringen voorkomen in vier stappen

06 december 2022
Fluke Nederland BV

Motorregelsystemen in kritische productieprocessen worden steeds complexer. Belangrijk dus om deze optimaal te laten presteren, want uitval van apparatuur is kostbaar.

Door onderhoudstechnici de juiste kennis te geven om prioriteiten te stellen en efficiënte en effectieve preventieve onderhoudsprogramma's uit te voeren, kunnen motorstoringen worden voorkomen en de totale kosten van uitval worden verlaagd. Het is belangrijk om bij het oplossen van motorstoringen rekening te houden met mechanische en elektrische problemen. Hieronder vier stappen om storingen in motoraandrijvingen en draaiende onderdelen te voorkomen:

1. Leg tijdens de installatie cruciale informatie vast over het apparaat

De eerste stap in het voorkomen van motorstoringen is om tijdens het installeren elementaire informatie vast te leggen over het apparaat zelf, waaronder de bedrijfstoestand, machinespecificaties en prestatietolerantiebereiken. Met deze gegevens, die aantonen hoe het apparaat behoort te werken, is het eenvoudiger om afwijkingen op te sporen. Ook kan dan hierop worden gecontroleerd tijdens preventief onderhoud.  

Een juiste installatie is naturtlijk de basis voor een lange  levensduur van het apparaat. Voordat het apparaat in gebruik wordt genomen, dient te worden gecontroleerd op problemen als:

  • Algemeen trillingsniveau
  • Stroomverbruik, harmonischen en elektrische onbalans
  • Isolatieweerstand van de motorwikkeling
  • Asspanning: overschrijding van het isolerend vermogen van het lagervet veroorzaakt overslagspanning naar het buitenste lager.
  • Wankele voet: de montagevoeten van een motor zijn ongelijkmatig
  • Buisspanning: spanningen en krachten die op de rest van de apparatuur werken, worden op de motor overgedragen

 

2. Maak een preventief onderhoudsschema en voer deze consequent uit

Zodra de gegevens over de begintoestand van het apparaat zijn verzameld, is het raadzaam een schema voor regelmatig preventief onderhoud op te stellen om de bedrijfstoestand van de motoren te volgen. Bij elke preventieve onderhoudsronde kunnen de nieuwe metingen worden vergeleken met de motorspecificaties en -toleranties die tijdens het installeren werden vastgelegd om eventuele afwijkingen vast te stellen.

Voeg warmtebeelden toe aan routinematige testprocedures om de warmteafgifte van motoren en apparaten vast te leggen. Hooggevoelige warmtebeeldcamera's registreren minieme temperatuurverschillen die aangeven dat een motor te warm of te koud draait, zodat onderhoudstechnici de achterliggende oorzaak kunnen opsporen.

Na verloop van tijd zullen er mechanische problemen optreden, maar apparaten gaan langer mee als er een programma voor regelmatig preventief onderhoud wordt gevolgd en mechanische problemen in een vroeg stadium worden verholpen. Enkele veelvoorkomende mechanische problemen zijn:

  • Slijtage van het lager: oppervlakken schuren tegen elkaar aan zonder voldoende smering
  • Speling van de as: te grote speling tussen draaiende en stationaire elementen in een motor
  • Onbalans van de as: het middelpunt van een draaiend onderdeel is niet goed uitgelijnd op de aandrijfas.
  • Scheefstand: de aandrijfas van de motor bevindt zich niet in lijn met de belasting

Veel storingen die het gevolg zijn van mechanische problemen uiten zich in eerste instantie als trillingen. Een trillingssensorsysteem als onderdeel van een preventief onderhoudsschema kan ertoe bijdragen dat veel problemen worden opgespoord voordat ze tot motorstoringen leiden.

3. Leg metingen vast die tijdens de onderhoudsprocedure zijn gedaan

Leg de werkcondities betreffende de prestaties van een apparaat vast door de metingen en warmtebeelden op te slaan die tijdens een preventieve onderhoudsprocedure zijn genomen. Elke verandering van meer dan 10-20 procent in een trend moet worden onderzocht om vast te stellen wat de onderliggende factoren zijn. De procentuele verandering in de trendlijn die nader onderzoek rechtvaardigt, moet zijn gebaseerd op de vereiste prestaties van het systeem of het kritische karakter van het apparaat.

Aangezien frequentieregelaars een golfvorm aannemen en omzetten in een andere, kunnen onderhoudstechnici aan de vastgelegde werkcondities voor draaiende motoren zien wanneer het uitgangsvermogen verandert. Met een true-RMS-multimeter en een draagbare oscilloscoop met een bandbreedte van tenminste 200 MHz kunnen problemen met frequentiergelaars worden gediagnosticeerd.  Sommige van deze oscilloscopen bieden zelfs voorgeschreven testprocedures en geautomatiseerde metingen voor aandrijvingen om het opsporen van storingen aan complexe motoraandrijvingen te vereenvoudigen en om betrouwbare, herhaalbare resultaten te verkrijgen. Zo is het mogelijk om snel problemen op te sporen, zoals:

  • Sigmastroom: zwerfstromen die in een systeem circuleren
  • Reflecties op PWM-uitgangssignalen: impedantieverschil tussen bron en belasting
  • Operationele overbelasting: een motor onder overmatige belasting

Draagbare oscilloscopen die op een lager frequentiebereik werken en dus minder duur zijn, kunnen golfvormen valideren en ertoe bijdragen dat technici kunnen beslissen hoe een frequentieregelaar moet worden gerepareerd. Zoals bij veel andere reparaties aan apparaten is het voordeliger om problemen in een vroeg stadium op te sporen en op te lossen dan te wachten op een storing en het hele apparaat of systeem te moeten vervangen.

4. Tot slot: voer een trendanalyse uit

Zodra de werkcondities van een apparaat zijn vastgelegd is het belangrijk om de metingen regelmatig te blijven volgen en te registreren. Het opslaan van gegevens en het maken van een trendanalyse kan helpen bij de diagnose van veel problemen die verband houden met de netkwaliteit, zoals:

  • Harmonische vervorming: ongewenste extra bronnen van hoogfrequente wisselspanning of -stroom die energie leveren aan de motorwikkelingen
  • Stoorspanning:  hoge spanningspieken van zeer korte duur die optreden bij schakelende belastingen.
  • Onbalans van spanning en stroom: verschillen tussen de grootte of fasehoek van spanning of stroom

Deze problemen moeten worden gevalideerd met analyseapparatuur voor de netkwaliteit die de spanningspieken of hoogfrequente harmonischen kunnen registreren. Op basis van de resultaten kan hulp van buitenaf nodig zijn om het probleem te verhelpen of zelfs om extra elektrische apparatuur te installeren, zoals actieve filters voor het onderdrukken van deze harmonischen.

Door de vier hierboven beschreven stappen te volgen, kunnen problemen worden opgespoord voordat een motor uitvalt. Hiermee worden kosten van vervanging van apparatuur voorkomen en wordt stilstand vermeden.

Laatst bijgewerkt: 03 april 2023