A-Z ELEKTRO listopad / prosinec 2016

40 | A-Z ELEKTRO | listopad/prosinec 2016 MĚŘICÍ TECHNIKA přispívají ke snížení výkonu motorů. V průmyslovém výrobním závodu mohou být například nainstalovány zátěže, které mají přímý vliv na kvalitu elek- trické energie a způsobují nesymetrie nebo harmonické. Každý z těchto vlivů může závažným způsobem ovlivnit výkon motoru. Také zátěž motoru nemusí být optimální nebo nemusí odpoví- dat původnímu určení motoru. Zátěž může být příliš vysoká, motor může být přetěžován z důvodu nedokonalého řízení procesu a může dokonce docházet k omezování chodu motoru cizími před- měty, které blokují rotor čerpadla nebo ventilátor. Odhalení všech podobných vlivů může být obtížné, časově velmi náročné a odstranění příčin problémů problematické. Nový přístup Analyzátor motorů a kvality elektrické energie (např. Fluke 438-II) nabízí jednoduchý a efektivní způsob testování účinnosti motoru bez nutnosti odstávek a používání externích mechanických snímačů. Analyzátor umožňuje měřit kvalitu elektrické energie i mechanické parametry elektromotorů s přímým při- pojením na síť. Pomocí údajů na štítku motoru (NEMA nebo IEC) a měření třífázového výkonu vypočítává analy- zátor 438-II výkon motoru v reálném čase, včetně otáček, točivého momentu, mechanického výkonu a účinnosti, a to bez potřeby dalších snímačů otáček a momentu. Analyzátor 438-II také přímo vypočítává faktor snížení výkonu motoru v provozním režimu. Data, která analyzátor potřebuje k provádění těchto měření, zadává technik nebo inženýr. Patří mezi ně jmenovitý výkon v kW nebo ks, jmenovité napětí a proud, jmenovitá frekvence, jmenovitý činitel fázového posuvu cos φ nebo účiník, jmenovitý servisní faktor a typ konstrukce motoru podle třídy NEMA nebo IEC. Jak to funguje Analyzátor Fluke 438-II provádí mecha- nická měření (otáčky motoru, zatížení, moment a účinnost) použitím proprie- tárních algoritmů na křivky elektrických signálů. Algoritmus kombinuje různé fyzikální a datové modely indukčního motoru bez nutnosti jakéhokoli před- běžného testování, typicky nutného pro stanovení parametrů motoru, jakým je například odpor statoru. Otáčky motoru lze určit podle harmonických kmitů drážek rotoru na proudové křivce. Točivý moment hřídele motoru lze odvozovat od napětí indukčního motoru, proudů a skluzu na základě dobře známých, avšak komplexních fyzikálních vztahů. Elektrický výkon je měřen pomocí vstup- ních proudových a napěťových křivek. Na základě získaných hodnot momentu a otáček lze vypočítat mechanický výkon (nebo zatížení) vynásobením momentu otáčkami. Účinnost motoru lze vypočítat vydělením mechanického výkonu na- měřeným elektrickým výkonem. Společ- nost Fluke provedla rozsáhlé testování pomocí zkušebních motorů spojených s dynamometry. Byl měřen aktuální elektrický výkon, točivý moment a otáčky motoru a naměřené hodnoty byly srovná- vány s hodnotami naměřenými analy- zátorem za účelem stanovení úrovně přesnosti. Shrnutí Přestože jsou tradiční metody měření výkonnosti a účinnosti elektromotorů dobře definovány, nejsou příliš široce využívány. Hlavním důvodem jsou náklady spojené s nutností odstávky motorů nebo dokonce celých systémů za účelem provedení testů. Analyzátor poskytuje velmi užitečné informace, které bylo až dosud značně obtížné získat. Fluke 438-II navíc využívá své progresivní vlastnosti, díky kterým dokáže měřit kvalitu elektrické ener- gie během reálného provozu systému. Důležitá měření účinnosti motoru jsou jednodušší, protože není nutné používat externí samostatné snímače momentu a otáček, a výkony většiny průmyslových motorů je tak možné analyzovat během jejich normálního provozu. Technici tak mohou omezit prostoje a získávají také možnost projekce vývoje výkonnosti motoru. Mohou si také udělat celkový obrázek o stavu a výkonnosti celého sys- tému. Predikce vývoje umožňuje odhalit změny, které by mohly indikovat hrozící poruchy motoru a vyměnit motor ještě předtím, než se porucha projeví.