Motoren in industriële omgevingen worden steeds complexer en technischer. De uitdaging om ze optimaal te laten presteren groeit. Voorbijgaande spanning, spanningsonbalans, harmonische vervorming en signaalreflecties op de uitgang van de regelaar zijn de eerste 4 van in totaal 12 veelvoorkomende oorzaken van motorstoringen die AANDRIJFTECHNIEK in een driedelige miniserie brengt.
Oorzaak 1:
Voorbijgaande spanning
Voorbijgaande spanningen kunnen afkomstig zijn van verschillende bronnen binnen of buiten de fabriek. Denk aan aangrenzende belastingen die in- of uitschakelen, condensatorbanken die de arbeidsfactor corrigeren. Zelfs het weer op afstand kan tijdelijke spanningen opwekken in distributiesystemen. Deze transiënten, die variëren in amplitude en frequentie, kunnen de isolatie van motorwikkelingen aantasten of afbreken. Het vinden van de bron van deze transiënten kan moeilijk zijn, omdat ze niet vaak voorkomen en omdat de symptomen zich op verschillende manieren kunnen voordoen. Er kan bijvoorbeeld een transiënt optreden op besturingskabels die niet noodzakelijkerwijs direct schade aan apparatuur veroorzaken, maar wel de werking kunnen verstoren.
Oorzaak 2:
Spanningsonbalans
Driefasige distributiesystemen bedienen vaak eenfasige belastingen. Een onbalans in impedantie of belastingverdeling kan bijdragen aan onbalans over alle drie de fasen. Potentiële fouten kunnen zich bevinden in de bekabeling naar de motor, de aansluitingen op de motor en mogelijk in de wikkelingen zelf. Deze onbalans kan leiden tot spanningen in elk van de fasekringen in een driefasig voedingssysteem. Op het eenvoudigste niveau moeten alle drie de fasen van de spanning altijd dezelfde grootte hebben. Onbalans creëert een overmatige stroom in een of meer fasen die vervolgens de bedrijfstemperaturen verhoogt, wat leidt tot isolatiedefecten.
Oorzaak 3:
Harmonische vervorming
Eenvoudig gezegd zijn harmonischen elke ongewenste extra bron van hoogfrequente AC-spanningen of -stromen die energie leveren aan de motorwikkelingen. Deze extra energie wordt niet gebruikt om de motoras te laten draaien, maar circuleert in de wikkelingen en draagt uiteindelijk bij tot interne energieverliezen. Deze verliezen verdwijnen in de vorm van warmte, die na verloop van tijd het isolatievermogen van de wikkelingen zal aantasten. Enige harmonische vervorming van de stroom is normaal op elk deel van het systeem dat elektronische belastingen bedient. Bij het onderzoeken van harmonische vervorming kun je een power quality analyzer gebruiken om elektrische stroomniveaus en temperaturen bij transformatoren te controleren om er zeker van te zijn dat ze niet overbelast zijn. Elke harmonische heeft een ander aanvaardbaar vervormingsniveau, dat wordt gedefinieerd door standaarden zoals IEEE 519-1992.
Oorzaak 4:
Signaalreflecties op uitgang van de regelaar
Frequentieregelaars maken gebruik van een pulsbreedtemodulatietechniek (PWM) om de uitgangsspanning en -frequentie naar een motor te regelen. Reflecties ontstaan wanneer er een impedantieverschil is tussen de bron en de belasting. Impedantieverschillen kunnen ontstaan als gevolg van onjuiste installatie, onjuiste selectie van componenten of verslechtering van apparatuur na verloop van tijd. In een motoraandrijvingscircuit kan de piek van de reflectie even hoog zijn als de DC busspanning. Isolatiebreuk van de motorwikkeling leidt tot ongeplande stilstand.
