動態(tài)電動機(jī)測試通常被稱為在線測試，因?yàn)樗枰妱訖C(jī)運(yùn)行并且通常假設(shè)電動機(jī)處于其自然環(huán)境中。動態(tài)測試涉及電壓探頭和電流互感器的連接。連接動態(tài)測試設(shè)備是安全，快速和非侵入性的。獲取數(shù)據(jù)并以摘要格式顯示結(jié)果。收集的數(shù)據(jù)與用戶輸入的銘牌信息進(jìn)行比較，并以通過/失敗格式顯示，每次連續(xù)測試后顯示當(dāng)前測試數(shù)據(jù)和趨勢日志。

　　對電機(jī)測試的需求

　　每個可靠性技術(shù)人員都知道，與電機(jī)故障相關(guān)的成本對任何業(yè)務(wù)運(yùn)營都是毀滅性的。發(fā)現(xiàn)電機(jī)在產(chǎn)生過多熱量或壓力的條件下運(yùn)行是技術(shù)人員改變電機(jī)運(yùn)行和監(jiān)控其絕緣的指南。知道電動機(jī)即將發(fā)生故障的危險使得技術(shù)人員有時間在他方便時安排維修，而不是由于災(zāi)難性故障而使電動機(jī)對他有所規(guī)定。減少計劃外停機(jī)時間，同時提***效率和盈利能力是所有可靠性技術(shù)人員的共同目標(biāo)。動態(tài)電機(jī)測試和監(jiān)控是一個相對較新的概念，有助于提升那些負(fù)責(zé)電動機(jī)及相關(guān)設(shè)備安全連續(xù)運(yùn)行的人員的能力。

　　動態(tài)測試告訴你什么

　　電動機(jī)是整個系統(tǒng)的一部分，包括輸入電能質(zhì)量，電動機(jī)和驅(qū)動負(fù)載。輸入電源質(zhì)量差導(dǎo)致許多電機(jī)問題，并且更多問題可歸因于負(fù)載和負(fù)載相關(guān)問題。

　　***先進(jìn)的動態(tài)電機(jī)測試設(shè)備能夠?qū)㈦姎鈫栴}與機(jī)械問題分開，并能夠定義與電源相關(guān)的問題區(qū)域。良好的測試設(shè)備將提供有關(guān)輸入功率的大量信息，包括電壓電平，不平衡和諧波含量。少量的電壓不平衡將導(dǎo)致更大量的電流不平衡并增加電動機(jī)內(nèi)的損耗。諧波失真還導(dǎo)致浪費(fèi)的能量導(dǎo)致過熱，主要是由于非正弦波正弦波。這些問題直接影響電機(jī)的性能及其處理負(fù)載的能力?？偟膩碚f，較差的電能質(zhì)量表現(xiàn)為定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)的較***熱量，降低了效率并***終導(dǎo)致電機(jī)過早失效。

　　除了功率條件外，動態(tài)測試還提供有關(guān)電機(jī)行為的廣泛信息，并提供潛在機(jī)械問題區(qū)域的證據(jù)。測試設(shè)備跟蹤電流水平和不平衡，負(fù)載水平和扭矩相關(guān)信息。將這些數(shù)據(jù)與電能質(zhì)量信息相結(jié)合，設(shè)備可以預(yù)測指示潛在問題區(qū)域的降級因子。

　　扭矩和扭矩波動增加了另一個難題，這是一致和準(zhǔn)確診斷電機(jī)健康所必需的。扭矩波動定義為在采集期間***大扭矩除以平均扭矩的除法。扭矩波動本身是扭矩帶圍繞穩(wěn)態(tài)平均扭矩的小程度的量度。轉(zhuǎn)矩脈動與功率條件和電流水平無關(guān)。它可以直觀地了解驅(qū)動負(fù)載的執(zhí)行情況，并且是轉(zhuǎn)子應(yīng)力的指標(biāo)。

　　動態(tài)測試可以***精度地識別轉(zhuǎn)子條問題，并且趨勢日志使得隨時間跟蹤它們變得容易且可預(yù)測。轉(zhuǎn)子條和保持架缺陷導(dǎo)致效率損失和熱量增加，導(dǎo)致電機(jī)過早失效。

　　測量和跟蹤效率是一項非常困難的任務(wù)。在現(xiàn)場應(yīng)用中不能容易地測量電動機(jī)的工作效率。許多標(biāo)準(zhǔn)具有許多通常只能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的要求。這些標(biāo)準(zhǔn)通常也集中在確保在良好工作電壓條件下正確描述電機(jī)的功能。然而，在現(xiàn)場，幾乎沒有空間來滿足電動機(jī)的分離或調(diào)節(jié)飽和運(yùn)行的電壓水平。當(dāng)與現(xiàn)場給定條件下的運(yùn)行效率相比時，發(fā)現(xiàn)關(guān)于特定電動機(jī)能力的問題是次要的。這種環(huán)境的結(jié)果是真正的效率是不現(xiàn)實(shí)的。

　　然而，運(yùn)營效率對于節(jié)能管理至關(guān)重要。在現(xiàn)場環(huán)境中真正測量工作效率的要求是充足且不現(xiàn)實(shí)的(例如在電機(jī)軸上安裝扭矩傳感器并測量電機(jī)端子處電機(jī)的輸入功率，通常是在***電壓水平)。效率評估不是真正的效率測量，而是能源管理的***場友友好方法。操作效率測量和操作效率估計之間的差異在于前者試圖通過直接測量找到真實(shí)的操作效率，而后者接受一小部分不準(zhǔn)確性以嚴(yán)重增加用戶友好性。

　　實(shí)例探究

　　在受控的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中，振動分析和動態(tài)數(shù)據(jù)是在新的5馬力，460伏電機(jī)上獲得的。電機(jī)被拆卸，驅(qū)動端軸承的外圈被故意損壞(圖1)。

　　圖1

　　重新組裝電機(jī)，并收集新數(shù)據(jù)。將振動分析中使用的通用公式應(yīng)用于所獲取的數(shù)據(jù)，并將結(jié)果發(fā)布在振動譜和扭矩譜上。

　　由此得出的計算結(jié)果表明，外圈缺陷應(yīng)出現(xiàn)在107 hz，邊帶與振動頻譜中的電機(jī)速度相關(guān)，并且是扭矩譜中基頻的兩倍(圖2和圖3)。具有邊帶的外圈缺陷在動態(tài)采集的數(shù)據(jù)中比振動光譜更容易確定。

　　圖2.振動光譜

　　圖3.解調(diào)扭矩譜

　　轉(zhuǎn)子條問題

　　在另一項實(shí)驗(yàn)室控制的研究中，使用動態(tài)測試儀徹底測試了在小型測力計上滿負(fù)荷運(yùn)行的1馬力電動機(jī)。然后保存并分析結(jié)果。移除轉(zhuǎn)子，并通過一個轉(zhuǎn)子條鉆出一個5/8英寸的孔，將其完全切斷。電動機(jī)在相同條件下組裝和重新測試。再次，保存結(jié)果，然后與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較(圖4和5)。

　　圖4

　　圖5

　　在當(dāng)前的特征分析中清楚地定義了破壞的轉(zhuǎn)子條，沒有任何困難或強(qiáng)烈診斷。

　　氣穴

　　在北卡羅來納州的一***大型發(fā)電廠，機(jī)械師注意到三臺15,000馬力的泵中的一臺比其他兩臺泵的流量水平更低。機(jī)械師指責(zé)電機(jī)，而電工維持泵是錯誤的。獲取并分析動態(tài)電數(shù)據(jù)。圖6顯示了合成扭矩波動。

　　圖6

　　一個泵顯示扭矩波動的大變化，而正常運(yùn)行的兩個泵具有較小的扭矩特征。經(jīng)過這次測試，一名潛水員被送入維修區(qū)，發(fā)現(xiàn)一端鐘上的螺栓已經(jīng)生銹，導(dǎo)致導(dǎo)致水進(jìn)入泵的凹槽脫落。這種情況導(dǎo)致泵在泵外循環(huán)水并產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。其他泵上的螺栓也需要更換，并且在不久的將來會失敗。維修所需的停機(jī)時間使設(shè)施損失數(shù)百萬美元，但維修后提***的生產(chǎn)率很容易彌補(bǔ)這些成本。

　　總之，動態(tài)電機(jī)測試和當(dāng)今可用的***先進(jìn)設(shè)備正迅速成為***可靠性技術(shù)人員的***選工具。該技術(shù)相當(dāng)年輕，新的創(chuàng)新不斷擴(kuò)展其能力和視野。