Jak snadno ověřit řízený pohon analyzátorem motorového pohonu

Motorové pohony jsou všude a jsou nezbytné pro přizpůsobení rychlosti motoru potřebám aplikace. Řídicí jednotky s proměnnými otáčkami (VDD), měniče frekvence (VFD) i pohony s nastavitelnou rychlostí (ASD) jsou důležitou součástí ventilátorů, čerpadel, kompresorů a dalších motorem poháněných zařízení.

V současnosti, když jde technik na servisní zásah na řízeném pohonu, neví přesně, kde začít hledat nebo co bude muset prozkoumat. Měl by si tedy vzít multimetr, osciloskop a analyzátor výkonu. Uvádím úmyslně „měl by“, protože je to minimální vybavení pro takovou činnost. Pouhou zkoušečkou, což je bohužel maximální vybavení našich techniků, na pohonu nezjistí zhola nic.

Obr. 1. Analyzátor Fluke MDA 550 „v akci“

Kromě tohoto vybavení bude muset mít speciální znalosti o konstrukci a funkci řízeného pohonu i o nastavení osciloskopu pro jejich ověření, které získal zkušenostmi.

Nový přístroj Fluke MDA 550 – analyzátor motorového pohonu (obr. 1) tuto situaci při kontrole a měření pohonů mění. Při jeho použití technik pro ověření všech funkcí pohonu nyní potřebuje pouze jeden jediný přístroj, který sdružuje všechny funkce pro tuto činnost potřebné.

Obr. 2. Virtuální návod

Fluke MDA 550 je vybaven dostatečnými schopnostmi i pro hloubkové řešení problémů. Další jeho výhodou je, že je vybaven grafickými nástroji pro pomoc a vede uživatele v každém kroku měření pomocí diagramů zapojení a pokynů (obr. 2). Jde o něco jako průvodce, který říká, co měřit a jak se přístrojem připojit pro jednotlivá měření. Jestliže technik chce ověřit např. situaci na vstupních svorkách měniče, přístroj napoví, jak připojit jednotlivé vstupy, a automaticky se přenastaví na toto měření (obr. 3). Když chce uživatel měřit napětí výstupu měniče, přístroj se přenastaví tak, aby správně změřil konkrétní bod (obr. 4).

Obr. 3. S výběrem typu měření se přístroj přímo přenastaví

Obr. 4. Popis nastavení jde do detailu

Analyzátor MDA-550 obsahuje všechny postupy pro nezbytné zkoušky a měření na pohonu snadno nastavitelné dvěma stisky tlačítka.

Umožňuje měření:
– na vstupu měniče – ověření napětí a proudu, jeho zkreslení, příkon pohonu atd.,
– na stejnosměrné sběrnici – zvlnění,
– na výstupu měniče – symetrii napětí a proudu, tvar vlny a závislost u/f,
– na vstupu motoru např. tvar napětí,
– napětí hřídele motoru – ověření hřídelového napětí.

Jakmile uživatel vybere test, zobrazují se vizualizace napětí a proudu a on je krok za krokem veden a vyzýván k postupnému připojování jednotlivých vstupů přístroje k daným místům měniče frekvence tak, aby nedošlo k omylu a proces připojení byl snadný a rychlý (obr. 5).

Obr. 5. Popis zapojení je přehledný

Předem nastavené profily měření shromažďují data na základě zvoleného zkušebního postupu přednastaveného v přístroji a odstraňují tak nutnost složitě nastavovat konfiguraci, jak je to nutné při použití osciloskopu.

Vestavěný nástroj pro vytváření reportů umožňuje snadno vytvářet profesionální zprávy o naměřených hodnotách a zjištěných problémech v jednotlivých krocích měření, jak je patrné na obr. 6, zobrazujícím měření průběhu zvlnění napětí na meziobvodu. Po postupném projití všech kroků ověření měniče lze přímo z přístroje vytisknou zprávu nebo ji získat ve formátu pdf.

Obr. 6. Změřený průběh zvlnění napětí

Všechny analýzy motorového pohonu jsou velmi důležité z hlediska jak optimální spotřeby, tak i životnosti pohonu, nicméně „aplikace zabíječe“ v přístroji Fluke MDA je v současnosti nenahraditelná. Jde o funkci pro testování přítomnosti hřídelového napětí motoru, která může ověřovat elektrický výboj v ložiskách motoru. Na obr. 7 je průběh impulzu ložiskového proudu zachycený přístrojem Fluke MDA 550. Chce-li uživatel řešit problémy s ložisky, je nutné analyzovat výboj v ložisku z kvalitativního i kvantitativního hlediska. Znamená to, že je zapotřebí vidět, jak velký výboj je, protože čím větší výboj bude, tím více škod může způsobit. Ale také je třeba vědět, jak často vzniká, protože čím častěji k němu dochází, tím je více škod nebo poškození a tím rychleji se ložiska budou opotřebovávat.

Obr. 7. Impulz ložiskového proudu

Měření na rychle se otáčející hřídeli motoru může být problematické a riskantní. Sonda MDA-550 pro snímání napětí hřídele poskytuje bezpečný a snadný způsob, jak provést elektrické připojení k hřídelím motoru pomocí malého vodivého kartáče s uhlíkovými mikrovlákny. Tento test, jedinečný pro MDA-550, obsahuje přednastavenou testovací rutinu přímo z menu a ukazuje přesně, jak se uzemní a připojí k napětí a proudu (obr. 8).

Jedinečnost analyzátoru motorového pohonu Fluke MDA 550 spočívá v tom, že umožňuje jak kvalitativní, tak kvantitativní analýzu hřídelového napětí. Je tak možné ověřit, jaké výboje nastaly a kolik jich bylo (obr. 9), ale rovněž zjistit amplitudu výboje a zobrazit jeho průběh, a tudíž rychle řešit problémy s ložisky motoru.

Obr. 8. Připojení přístroje k hřídeli motoru

Obr. 9. Ověření počtu a charakteru výbojů

Význam harmonické analýzy

Kromě zjišťování stavu uvnitř pohonu a mimo pohon směrem k motoru je nezbytné podívat se na napájecí síť pohonu, jak měnič ovlivňuje rozvodnou síť závodu a jak tato síť ovlivňuje měnič.

Na vstupu měniče může analyzátor motorového pohonu Fluke MDA 550 provádět harmonickou analýzu, podobně jako analyzátor kvality sítě. Motorové pohony mohou vytvářet harmonická zkreslení, která mohou potenciálně působit problémy na jiných elektrických zařízeních. MDA 550 je vybaven nástrojem, který dovoluje zjistit přetížení sítě harmonickými. Harmonické jsou sekundárním efektem výkonové elektroniky obecně, neboť výkonová elektronika má tendenci dodávat do sítě nesinusový proud. Analyzátor MDA 550 lze použít k posouzení dopadu tohoto jevu na síť, jak je patrné na obr. 5.

Fluke MDA-550 také umožňuje snadno shromažďovat data a vytvářet zprávy z testů vestavěným generátorem reportů. Stejně tak je schopen po stisku tlačítka uložit 100 obrazovek právě probíhajícího okamžitého měření. Při měření v terénu totiž lze např. zahlédnout jen jednorázový krátký zákmit, který není možné v dané situaci rychle vyhodnotit, přičemž složité nastavování triggerů nevede k úspěchu. Bylo by tedy výhodné mít možnost tuto krátkou událost zobrazit znovu a vyhodnotit ji v klidu. S uvedeným nástrojem je to velmi snadné. Stačí stisknout tlačítko „záznam“ a přístroj uloží 100 obrazovek, ve kterých může uživatel listovat tam a zpět a vrátit se do doby pozorování.

Z popsaného je patrné, že hlavní výhodou přístroje Fluke MDA 550 je jednoduchost jeho nastavení pro měření a vedení pracovníka pomocí grafických menu a nápovědy při ověřování pohonů. Přístroj je pro prováděná měření již nastaven profesionály, takže i časové měřítko pro zvolený typ měření bude správné. Technici, kteří ověřují pohon, tedy nemusejí být specialisté na pohony, a přesto ověří pohon snadno a správně.

Navíc lze Fluke MDA 550 jednoduše, stisknutím jednoho tlačítka, převést do režimu průmyslového osciloskopu se čtyřmi izolovanými kanály a frekvenčním rozsahem 500 MHz a opětovně zase vrátit do režimu analyzátoru pohonů. To z něho dělá ještě výkonnějšího pomocníka v průmyslové údržbě.

Další podrobnosti, popř. možnost přístroj Fluke MDA 550 předvést, jsou k dispozici u výhradního technického distributora Fluke pro ČR a SR, společnosti Blue Panther, s. r. o.

---

Vyšlo v časopise Elektro č. 6/2019 na straně 42. 
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.