Technická diagnostika a seřízení zařízení je velkou zodpovědností. A představte si, že po opravě agregátu a provedení vyvážení o dva dny později shoří elektromotor. jaké jsou vaše pocity? Myslím, že je to přinejmenším nepříjemné. A když vám elektrikáři řeknou, že příčinou jsou zaseknutá ložiska, je to jako kámen na vaší zahradě. Můžete se dohodnout a obvinit ze všeho nečekaně selhávající ložiska (stane se to?), nebo můžete provést vlastní vyšetřování a přijít na dno hlavní příčiny.
Jak chápete, sám jsem se v této situaci ocitl. Budeme mluvit o přívodním ventilátoru, jehož vyvážení je popsáno v tomto článku. Vzhledem k tomu, že jsem po vyvážení provedl vibrační diagnostiku ložisek a žádné závady jsem tam neviděl, nevěřím v jejich nečekané selhání. Nastal čas hledat informace a analyzovat je.
Historii ventilační jednotky se dozvídám od majitele zařízení. Kdysi to mělo vadu ložiska. Po výměně nějakou dobu fungoval ventilátor a shořel elektromotor. Důvodem je zaseknutí ložisek. Elektromotor poslali na převinutí, vyměnili ložiska a v podstatě mě zavolali na měření vibrací. Zvýšené vibrace, vyvážení a je to tady znovu. To znamená, že se problém opakoval.
Pravděpodobnost mechanické závady je extrémně nízká a je třeba hledat elektromagnetické problémy. Ve spektrech vibrací není nic zajímavého – pouze zpětná složka a žádné zkraty vinutí, spálené tyče atp. žádná řeč. Při vyvažování se mi ale něco nelíbilo – frekvence otáčení byla 45,1 Hz. Frekvenční měnič? Majitel obchodu ujišťuje, že tam není. Zvýšený prokluz v důsledku vysokého zatížení? Je odpor ve ventilační síti vysoký (možná nebyl otevřen ventil)? Odpověď je ne. Nesprávné schéma zapojení motoru? Nejsem odborník v elektrotechnických věcech a nemá smysl se radit s elektrikáři, ti už problém vyřešili – ložiska.
Hledání informací na internetu na téma důsledků nesprávného schématu zapojení elektromotoru konkrétní odpovědi nepřineslo. Kromě toho se na elektrikářských fórech o tomto problému vedou divoké diskuse. Většina elektrikářů ale reaguje stejně jako u nás – podívejte se na typový štítek a nestarejte se o to. To nejdůležitější, co se nám podařilo vyčíst: při zapojení do „trojúhelníku“ vyvine elektromotor maximální činný výkon, při zapojení do „hvězdy“ při stejném napájecím napětí je činný výkon 3x menší. To znamená, že můžeme předpokládat, že elektromotor je přetížen kvůli nízkému výkonu na hřídeli. Nedobrovolně jsem si vzpomněl na zkušenost se zřizováním aspiračních provozů (průmyslové větrání pro odstraňování prachu z míst přetížení sypkých látek s jeho následnou separací ve filtrech nebo cyklonech). Kdysi na jednom ze zařízení v regionu Belgorod byl úkol provést bezdrátovou úpravu stávající sítě. Projekt byl natolik neúspěšný, že bylo nutné zablokovat sací potrubí o 70 % membránou. Současně se odpor sítě, a tedy i zatížení motoru ventilátoru, vážně zvýšil, což během několika minut vedlo k silnému zahřátí elektromotoru – jeho kryt se stal prostě ohnivým. Tento vliv přetížení elektromotoru se mi pevně vryl do paměti.
Proto se podíváme na pas pro elektromotor: 5,5 kW, 2860 ot./min, schéma zapojení „trojúhelník“. Kabel je odstraněn, s kolegou se jdeme podívat na schéma zapojení do Borna. A je tu “hvězda”. A na typovém štítku elektromotoru je schéma zapojení do hvězdy. Zajímavý. Čemu byste měli věřit, údajům z pasu nebo ze jmenovky? Myslím, že je lepší věřit logice. Motor s tímto zapojením má minimální výkon na hřídeli. Při přetížení by rychlost měla klesnout. Elektromotor musí udržovat otáčky a odpovídajícím způsobem zvyšovat točivý moment na hřídeli. Čím silnější je zatížení, tím vyšší by měl být skluz (a zde je to téměř 5 Hz!). To vše má za následek zvýšení proudů ve vinutí, a tím i tepelné ztráty v něm. V článku o vyvážení jsem psal o silné tepelné deformaci oběžného kola dmychadla elektromotoru po předchozí poruše. Pravděpodobnou příčinou poruchy je tedy přehřátí vinutí v důsledku zapojení do hvězdy. To znamená, že bych věřil pasu.
To jsou myšlenky, které jsem sdílel se zaměstnanci dílny, která ventilátor vlastní. A v reakci na to jsem slyšel, že to nebylo poprvé, co jim shořely motory WEG. Chladicí stroje měly stejný problém – kvůli nesprávnému schématu zapojení uvedenému na typových štítcích shořelo několik elektromotorů. Závod plně uznal svou chybu, omluvil se a vyměnil motory. Podle závodu došlo k závadě při výrobě stejných jmenovek.
V tuto chvíli elektrikáři hlásí vedení, že elektromotor byl rozebrán a příčinou poruchy jsou ložiska. Já zase jdu do tří stejných větracích jednotek, které jsou v provozu.
Nazvěme ventilátor s vyhořelým elektromotorem ventilátor č. 1. Ostatní jsou č. 2, č. 3 a č. 4. Měřím vibrace a teplotu statoru.
Vibrace ventilátoru č. 2 (rychlost vibrací, mm/s):
| Směr | 1 | 2 |
|---|---|---|
| В | 1,4 | 1,2 |
| П | 1,7 | 1,9 |
| О | – | 2,3 |
Teplota statoru 65 °C.
Vibrace ventilátoru č. 3 (rychlost vibrací, mm/s):
| Směr | 1 | 2 |
|---|---|---|
| В | 2,9 | 2,5 |
| П | 2,2 | 1,8 |
| О | – | 1,7 |
Teplota statoru 66 °C.
Vibrace ventilátoru č. 4 (rychlost vibrací, mm/s):
| Směr | 1 | 2 |
|---|---|---|
| В | 2,0 | 1,6 |
| П | 1,8 | 1,5 |
| О | – | 1,8 |
Teplota statoru 57 °C.
Pomocí spekter určíme rychlosti otáčení (u ventilátoru č. 1 bylo spektrum pořízeno před vyvážením):
Převést na otáčky:
| Fan | Frekvence otáčení, ot./min |
|---|---|
| № 1 | 2706 |
| № 2 | 2917 |
| № 3 | 2887 |
| № 4 | 2918 |
Jak je vidět, spálený ventilátor č. 1 měl o 200 otáček méně.
Dále vypněte ventilátor č. 2, rozeberte elektrický obvod a otevřete bor. Schéma zapojení je „trojúhelník“.
Problém byl identifikován – typový štítek, podle kterého byl motor č. 1 připojen, obsahuje nesprávné informace. Veškeré informace zpracuji do reference a zašlu ji vedení zainteresovaných workshopů.
Nyní je třeba jít do příbytku elektrikářů a podívat se na rozebraný elektromotor. Verze elektrikářů: separátor ložiska č. 2 byl zničen, separátor samotný vybil ochrannou podložku ložiska a poškodil vinutí statoru.
Zde je ložisko č. 2 s chybějící ochrannou podložkou (je jasné, že ložisko je černé od přehřátí):
Zde je část separátoru, která vyskočila z ložiska (vidíme známky přehřátí):
Vyražený ložiskový štít:
A tady je to, co oddělovač udělal:
A mám otázku. Ochranná podložka chybí pouze na straně ložiskového štítu. Jak se separátor dostal do vinutí? Na navíjecí straně je podložka na svém místě:
Odpověď elektrikářů byla trochu překvapivá – vyletěla tam i podložka, dali jsme ji zpět. V mé hlavě je tichá otázka – proč?
Přejděme k ložisku č. 1 (foto se štítem a bez štítu):
Jsou patrné stopy vysokých teplot. Ložisko je zaseknuté. Paměť mi ale připomíná, že když jsme se šli s kolegou podívat na schéma zapojení, ukázal jsem mu při otáčení zdeformované oběžné kolo dmychadla.
No, to je třešnička na dortu. Ze strany ložiska č. 1 mezi vinutím statoru a skříní jsem vyškrábal části zborceného separátoru. Na otázku, jak se tam dostal, elektrikáři nedokázali odpovědět.
Buď mě klamou nebo co.
Potěšilo mě něco jiného. Při komunikaci už nebyli elektrikáři tak kategoričtí ohledně schématu zapojení. Samozřejmě jsem neotevřel všechny mapy, ale pouze jim doporučil, aby se šli podívat, jak jsou připojeny stejné elektromotory.
Jak to můžeme shrnout? Jsou dvě možnosti – přehřátí vinutí vedlo ke zkratu, nebo k přehřátí ložisek s dalším příběhem o poškození vinutí statoru separátorem (to je extrémně těžko uvěřitelné). Samozřejmě, v první řadě si musíte přiznat svou vinu. Měl jsem hned hledat důvod rychlosti otáčení 45,1 Hz, a ne vyvážený. Zmatení jsou i elektrikáři – když se dvakrát spálí stejný motor, není dobré pokračovat v převíjení vinutí a výměně ložisek. No, na vině je bezesporu výrobce elektromotorů WEG. Pro mě to byla zajímavá zkušenost při hledání důvodu takového odmítnutí a rád se o ni s vámi podělím.
