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Motor Testing e ricerca guasti: un caso pratico su un sistema Motore-Inverter

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Un caso di Diagnostica e Manutenzione Predittiva in una azienda del Nord Italia.

Un Inverter impazzito?

 

Un Inverter in allarme senza motivo: Motor Testing e ricerca guasti in un caso pratico.

 

Il problema dalla soluzione difficile:

Azienda con due grossi ventilatori, fondamentali per il processo.

L’Inverter del motore più potente ed importante va in allarme, ogni tanto, per sovracorrente su una fase…ma non si capisce il perché.

Il sistema funziona ugualmente, senza utilizzare l’Inverter, con un collegamento stella-triangolo.

Ma la linea di produzione perde efficienza e quindi i costi aumentano.

La scelta è tra queste due possibilità:

  • chiamiamo il produttore dell’inverter per un intervento di verifica, anche se è molto costoso;
  • cerchiamo con altri metodi, più veloci ed economici, quale può essere il problema.

Abbiamo quindi proposto di eseguire una verifica con gli strumenti di Motor Testing a nostra disposizione, metodo veloce ed efficace.

 

Il Motor Testing applica due diverse tecniche di analisi.

Una si applica a sistema motore-inverter in condizioni di funzionamento e si esegue molto velocemente senza fermare gli impianti.

 

Questa tecnica si chiama Motor Testing ESA Online.

Il primo passo per unire Motor Testing e ricerca guasti è iniziare con un esame Online (ESA).

Si collegano semplicemente tre pinze amperometriche e tre puntali magnetici, prima a monte e poi a valle dell’Inverter, con il sistema in funzione.

Abbiamo utilizzato uno strumento della All-Test Pro, chiamato AT POL II.

Si tratta di uno strumento multifunzione capace di acquisire ad altissima velocità le forme dell’onda di corrente e di tensione e di eseguire l’analisi con il metodo FFT.

In pratica il sistema e la prova si realizzano in due fasi:

  • il test a monte dell’Inverter determina quali sono le condizioni dei diodi e degli IGBT dell’Inverter. La sua sensibilità permette di rilevare difetti anche minimi che porteranno al progressivo degrado ed alla rottura del componente nel tempo ma, in ogni caso, ad una perdita di efficienza del sistema;
  • il test a valle dell’Inverter determina lo stato dei condensatori dell’Inverter oltre che a determinare la condizione dinamica del motore.
    La forma d’onda della corrente e della tensione vengono infatti “disturbate” dal motore a seconda che il motore funzioni bene o abbia delle anomalie.
    Il software dell’AT POL II permette di valutare tutto questo.

La seconda tecnica si applica ai cavi di alimentazione del motore, direttamente dal quadro, a motore de-energizzato. Se qualcosa presenta qualche anomalia, si ripete il test dalla morsettiera del motore.

 

Questa tecnica si chiama Motor Testing MCA Offline.

La seconda fase dell’analisi, quella con il metodo MCA Online, inizia collegando tre semplici pinze ai cavi all’interno del quadro, con il motore de-energizzato.

Poi, individuate possibili anomalie, si ripete il test dalla morsettiera del motore.

In questo caso lo strumento inietta nei circuiti degli avvolgimenti del motore delle correnti a bassa tensione ed alta frequenza.

Proprio il fatto che si usino basse tensioni rende il test sicuro e senza rischi per il motore.

Lo strumento esegue una analisi di varie grandezze elettriche e le lega tra loro secondo algoritmi di calcolo interni. Alla fine può dare una diagnosi sulle condizioni del motore.

In pratica il sistema valuta le seguenti grandezze elettriche:

  • resistenza
  • impedenza
  • induttanza
  • angolo di fase
  • fattore I/F
  • isolamento verso terra
  • contaminazione
  • capacitanza

In questo modo lo strumento è capace di fare una diagnosi qualitativa come buono, attenzione, cattivo.

Con la rotazione manuale del rotore (se fattibile) si ottiene una diagnosi migliore ed è anche possibile valutare la condizione del rotore.

Nelle immagini a fianco si può vedere come si esegue il collegamento dello strumento (prima immagine) ed i dati ricavati dall’esecuzione di due test, della durata complessiva di meno di 10 minuti.

Dall’interpretazione delle due sequenze di dati rilevati è stato possibile determinare la presenza di un corto circuito interno ad un avvolgimento statorico (in particolare indicato nella terza immagine), oltre che un difetto nelle connessioni.

Saltuariamente questo problema mandava l’Inverter in allarme a causa della presenza di sovracorrente nell’avvolgimento incriminato.

Ora, dopo aver riavvolto il motore, il problema è scomparso!

L’acquisizione dati in campo ha richiesto circa 40 minuti (per due test ESA Online e due test MCA offline, oltre ad aprire la morsettiera) e circa 15 minuti di scarico ed analisi dei dati.

Motor Testing e ricerca guasti hanno quindi un legame strettissimo.

Il Motor Testing dimostra la sua interessante utilità soprattutto quando le tecniche di diagnosi tradizionali non sanno dare risposte semplici e immediate.

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