电机控制和系统效率通过变频马达驱动器(vfd)使这些设备在现代建筑几乎普遍控制和制造系统。
“VFD-controlled汽车是一个标准的选择在今天几乎所有新设备,此时几乎是无处不在,”戴夫·威廉姆斯说,技术服务主管麦金斯,一个主要consulting、建筑、能源和基础设施服务公司在西雅图。“vfd也是很好的改造选项为我们的客户,如果我们保持不控制汽车的vfd然后我们建议他们被安装。vfd让我们有效地匹配电机输出到负载之前不可能的方式,可以为我们的客户提供显著的能源节省。”
通过控制电动感应电动机的速度和输出,性能的调整变频驱动的设备(如泵与风机)精确地满足不断变化的需求,和没有并发症的阀门、腰带、百叶窗和其他机械控制设备所需的旧式系统。但有一个权衡。
挑战:轴电压
“我们专注于保持建筑环境通过服务合同,我们提供潜在客户,”威廉姆斯说。“我们提供一系列的维护计划选项从每季度检查一次。我们看他们的设备定期进行观测、记录设备参数。我们维护的关键环境,比如数据中心和制造设施,在这些环境我们密切注意电动机操作。我们这样做的方法之一是通过测量轴电压。”
一个变频的原理是将传入的三相线路功率转化为直流电流,然后创建一个合成的三相正弦波输出直流电流。输出可以调整或变化的频率(V)变频控制电机转速和输出。
“正常交流电源送到一个交流电动机之间的平衡阶段,”威廉姆斯说。“然而,当交流电源通过变频电源不再是平衡的,由于使用的高速开关频率脉冲宽度调制(PWM)逆变器电压感应电机轴上。意义是这个电压构建和寻找一条通向地面,如果电机轴不接地,那么阻力最小的路径往往是通过电机轴承。”
尽管汽车住房停飞,轴通常不是。在这些条件下电压将继续建立在电机轴上,直到它达到一个水平足够大弧在电机轴承电机住房和地面。“随着电压弧在电机轴承分解轴承润滑剂和坑轴承滚动元素,损坏它们。”
不要失去你的轴承
汽车由固有的快速切换频率PWM逆变器可能会经历轴电压70 V或更高。这样的电压可以克服轴承润滑剂的绝缘性能。通过轴承时,产生的弧导致点蚀,开槽,融合陨石坑,,最终,过早轴承故障。说:“这是一个常见的问题,威廉姆斯,“和任何电机由变频控制敏感。”
一些保护可以通过各种轴接地工具结合接触和非接触式nanogap技术和直接轴电压。
电动机故障的关键设施,如数据中心、生产线,或建筑环境系统,是破坏性的和昂贵的。所以麦金预防性维护计划一直包括电动机轴承分析。
“有很多原因轴承损伤发生,”威廉姆斯说。“轴承损害会导致脏润滑剂,腐蚀,缺少润滑,over-lubrication,过度的电动机负荷,和许多其他原因。但是我们的一个难以诊断,直到已经发生损坏,损坏是由于轴电压。”
一个新的观点
今天的问题是解决了。麦金斯一直在测量电机轴使用特殊轴探测器和电压爱游戏平台是正规的吗福禄克190系列二世ScopeMeter®四通道,手持式示波器,可以检测轴电压问题,并验证修复轴后妥善接地。过程可能成为一个标准的预防性维修过程的一部分。
“除了轴承测试,”威廉姆斯说,“可能的领先指标发生了什么在轴承内,那将是一个初步测试我们将使用我们的客户,这将为我们提供一个伟大的基线信息。
“这真的是适用于任何客户,尤其是新客户和网站关键应用的地方,我们会通过和测试轴电流和电压是否有任何在初步判断电机的操作对轴电压。”
设置很简单
威廉姆斯说设置的测试很简单。技术人员只需要有限的指令。“15到20分钟,他们好了,”威廉姆斯说。
在许多测试情况下,系统必须关闭暂时消除危害从移动设备或电路。然后技术员使用磁基地将超细纤维探针接触到电机轴。当安全与访问允许,探针可以手工举行。第二个探测器与电动机的情况下进行联系。设备运行正常,数据记录的ScopeMeter显示了轴电压波形。
可以戏剧性的结果,是区别与套筒轴后妥善接地工程的目的(见插图1和2)。
“我不认为我们设定一个阈值,”威廉姆斯说。“我们见过的一些电压一直在青少年,甚至更高。这无疑表明你得到电压穿越轴。通常情况下,马达,你消除这个问题,接近于零。”
眼见为实
“我们已经安装所谓的轴接地设备,”威廉姆斯说。“它由某种形式的碳元素,刷或硬碳元素,骑在轴,因此为你提供了一个通往地面的电压值通过轴接地设备阻力最小的路径,而不是通过你的轴承。”Some kits are installed on the drive end of the motor, while others are fitted to the non-drive side. The cost of such kits can reach $400 to $500 per installation, Williams said.
很难说服客户来支付这样一个解决方案吗?
“不是为客户提供至关重要的环境,”威廉姆斯说,“因为有技术人员理解技术问题。他们听说过这个问题,并理解它。和图,眼见为实。能够让他们知道是关键。”
即使在销售和设备安装,威廉姆斯预计执行定期的后续测试,确保修复仍在执行。
“每一个机械系统最终失败,”他说。“所以你还是读数。你可能没有做季度,就像我们做维护检查,但也许你带他们每年以确保系统仍在工作。任何级别的保护客户需求。”
更高层次的服务
为关键客户,如操作数据中心,房子价值数百万美元的设备和信息,顶层的保护已被证明有价值。
“我们的人一直在使用的工具,已经戏剧性的结果,”威廉姆斯说。“他们已经发现瞬态电压在很多汽车在这些数据中心维护,它是打开客户的眼睛。提供更高层次的服务,保护我们的客户,和我们之前从来没有给我们信息。
“我们很兴奋技术的一个原因是我们认为它给我们的能力为我们的客户提供真正价值的时候电机操作,“他补充说。“我们能赶上在损害发生之前,这是关键。你为客户消除停机时间。这是黄金。”
关于麦金
麦金斯成立于1960年,是一家提供全面服务的设计、构建、运行和维护(DBOM)公司拥有超过1600名员工,年收入约4亿美元。麦金斯的专业人员和交易的人提供咨询、建筑、能源、和设施服务。作为DBOM过程的早期,该公司提倡合作和可持续的解决方案,旨在确保驾驶舒适性,提高系统效率,降低设备运行成本,并最终优化客户盈利能力的生活建筑。