Oikosulkumoottorin sähköisten suureiden mittaaminen

Abstract

Kunnonvalvonta parantaa tuottavuutta ja sen avulla voidaan säästää huoltokustannuksissa. Tämä työ on osa laajempaa projektia, jonka tavoitteena on selvittää sopivat mittaussuureet ja analysointimenetelmät pyörivien koneiden kunnon valvontaan. Työssä mitattiin oikosulkumoottorin sähköisten vikojen vaikutusta staattorivirtaan, aksiaali- ja hajavuohon sekä staattorin värähtelyyn ja analysoitiin sähkövikojen vaikutusta aksiaali- ja hajavuohon. Työn pääpainoon sähkövikojen aiheuttamien ilmiöiden kokeellisessa tutkimuksessa. Työssä rajoitutaan roottorisauvan murtumiseen ja staattorikäämin kierrosten välisiin oikosulkuihin. Vikoja aiheutettiin keinotekoisesti 90 kW ja 5.5 kW oikosulkumoottoreihin. Suurempaa moottoria käytettiin roottosauvan murtumisen mittauksiin ja pienempää staattorikäämin kierrosten välisien oikosulkujen mittaamiseen. Mittauksia suoritettiin sekä verkko- että taajuusmuuttajasyötöllä eri kuormituksilla ja taajuuksilla. Mittaustuloksia analysoitiin laskemalla signaaleista matlab-ohjelmistolla tehospektrit ja tutkimalla niistä vian aiheuttamia muutoksia. Mittausten perusteella roottorisauvan murtuminen pystyttiin havaitsemaan selkeästi haja- ja aksiaalivuon viidennen harmonisen toisesta alemmasta sivunauhasta. Muutos oli suurempi hajavuossa. Katkenneiden sauvojen lukumäärää ei sen sijaan pystytty luotettavasti määrittelemään. Vian tunnistaminen vaatii myös, että oikosulkumoottoria kuormitetaan. Staattorikäämisulut voidaan havaita sekä aksiaali- että hajavuon neljännen harmonisen sivunauhasta. Muutos on lineaarinen suhteessa oikosulussa olevien kierrosten lukumäärään. Saadut tulokset poikkeavat kirjallisuudesta: niissä esitetään, että perustaajuuden harmonisissa tapahtuu suuria, vioista aiheutuvia, muutoksia. Saaduissa tuloksissa harmonisissa esiintyneet muutokset eivät olleet riippuvaisia vioista vaan ainoastaan kohinasta ja ne olivat luonteeltaan satunnaisia. Muutokset perustaajuuden sivunauhoissakaan eivät olleet läheskään niin selkeitä kuin viidennen harmonisen sivunauhoissa. Menetelmä vaatii signaalianalyysin kehittämistä, koska sivunauhan paikat muuttuvat jättämän funktiona. Käytännön kokeita tarvitaan lisää ennen kuin saavutettuja tuloksia voidaan soveltaa yleisesti eri oikosulkumoottoreihin toimintaympäristöstä riippumatta. /Kir10