UUTISET

Takaisin listaukseen
VEM 24.05.2013

Moottoreiden korjaavan kunnossapidon tulevaisuus

 
Mikko Valtonen,
24.05.2013
 

Modernissa tuotannossa prosessin keskeytyksetön ja jatkuva toiminta ovat olennaisia asioita. Tästä johtuen ennakoivaan kunnossapitoon panostetaan yhä enemmän.
 
 
Moottoreiden korjaava kunnossapito aiheuttaa aina kustannuksia, jotka johtuvat prosessin keskeytyksistä. Tyypillisesti käyttökatkos aiheuttaa suuremmat kustannukset kuin moottorin korjauksesta aiheutuvat kustannukset. Tästä johtuen ennakoiva kunnossapito, kuten moottoreiden reaaliaikainen kunnonvalvonta ja diagnostiikka, on merkittävässä osassa nykyaikaisessa kunnonvalvonta-ajattelussa. Korjaavassa kunnossapidossa moottori huolletaan vasta, kun vaurio on jo syntynyt. Tyypillisimpiä vikoja, jotka aiheuttavat epätahtimoottoreille korjaavia kunnossapitotoimenpiteitä, ovat laakeri- ja käämiviat.

Moottorin käämivika

Yksi tyypillinen käämivika ilmenee moottorin käynnistyksessä. Moottorin käynnistysongelman ratkaisussa voidaan käyttää kuvassa 1 esitettävä vianhakukaaviota.

Kuva 1. Moottorin käynnistyksessä ilmenevän ongelman vianhakukaavio

Esimerkiksi seisokkien ja varastoinnin aikana staattorikäämitys voi kostua erityisesti jos ympäristössä on korkea ilmankosteus. Käämityksen pinnan saavuttaessa kastepisteen käämityksen eristysvastusarvo romahtaa. Tämä aiheuttaa käämityksessä kierros-, maasulun tai vaiheiden välisen oikosulun. Nämä aiheuttavat moottorikäämityksen vaurioitumisen jonkin aikaa käynnistyksen jälkeen. Kuvassa 2 esitetään moottori, jonka staattori on kostunut ja vikaantunut eristysvastusarvon romahtamisen jälkeen.

Kuva 2. Kostunut ja vikaantunut staattori.

Eristysvastusmittauksella voidaan varmistaa moottorin eristyskyky. Tämä on tarpeellista erityisesti pidemmän seisokin ja pitkäaikaisen varastoinnin jälkeen. Jos eristysvastus on madaltunut, moottorin käämitys tulee kuivata ennen käynnistystä.

Toinen tyypillinen käämivika aiheutuu taajuusmuuttajakäytössä, jossa staattorikäämitykseen syötetään suurella nousunopeudella ≥ 1.5 kV/μs jännitepulsseja. Tällöin moottorin liittimillä esiintyy, erityisesti yli 500 VAC syötöissä, jännitepiikkejä ≥ 1.3 kV. Nämä aiheuttavat käämityksen pinnalle osittaispurkauksia, jotka johtavat käämin ennenaikaiseen vanhenemiseen. Taajuusmuuttajakäytössä moottorieristys on mitoitettava riittävän vahvaksi, jotta käämikierrosten välillä vaikuttava suuri potentiaaliero ei aiheuta läpilyöntiä käämikierrosten välillä. Kuvassa 3 havainnollistetaan käämivikaa, joka johtuu moottorin staattorieristyksen vaurioitumisesta.

Kuva 3. Taajuusmuuttajan aiheuttama kierrosoikosulku.

Vikaantuneen staattorikäämin huolto

Kun staattorikäämi on vaurioitunut, joudutaan lähes aina koko käämi uusimaan. Ensimmäinen työvaihe on poistaa vikaantunut käämi staattorirungosta. Staattorikäämin poisto on mekaaninen toimenpide, jossa vyyhdenpäät leikataan irti ja käämit vedetään ulos urista. Tämän jälkeen runko puhdistetaan ja tarkastetaan vauriot, jotka ovat mahdollisesti syntyneet käämin poiston yhteydessä. Monesti rungon staattorilevypakka on löystynyt, jolloin rungon rakennetta joudutaan vahvistamaan hitsaamalla. Tämän jälkeen staattoriurat eristetään ja staattori käämitään. Kääminnän yhteydessä huolehditaan välieristyksistä sekä vyyhdenpääeristyksistä. Käämintä viimeistellään sitomalla vyyhdenpäät, sulkemalla urat urakansilla, lakkaamalla ja kuivattamalla lakattu staattori uunissa. Lopuksi staattorin kunto varmistetaan mittauksilla. Staattorikäämin huollossa kaikki työvaiheet joudutaan tekemään käsityönä ja siksi se on hidasta, työlästä ja kallista.

Moottorin staattorikäämin tarkastus huollon yhteydessä

Moottorin staattorikäämit on syytä tarkastaa aina, kun moottori joudutaan avaamaan, esimerkiksi laakerihuollon yhteydessä. Erityistä huomiota tulee kiinnittää kääminpäiden ja vyyhtien välien puhtauteen ja sidosten löystymiseen. Moottorin likaantuminen huonontaa moottorin jäähdytystä ja siten heikentää moottorin termistä kestävyyttä.

Staattorikäämin puhdistus voidaan tehdä joko kuiva- tai märkäpuhdistuksena. Kuivapuhdistus voidaan suorittaa puhaltamalla tai imuroimalla. Märkäpuhdistus on tehokkaampi puhdistustapa, mutta se vaatii käämityksen kuivatuksen puhdistuksen jälkeen. Märkäpuhdistus voidaan tehdä vesi- tai liuotinpesuna. Liuotinpesua voidaan käyttää esimerkiksi poistettaessa voiteluaineita, joita on moottorin laakereiden jälkivoitelun yhteydessä päässyt valumaan staattorirungon sisälle.

Käämityksen löystyminen viittaa moottorissa esiintyvään värinään. Huollon yhteydessä erityistä huomiota tulee kiinnittää vyyhdenpään sidosten ja urakiilojen löystymiseen sekä käämieristeiden halkeamisiin. Värähtelystä aiheutuva käämin mekaaninen murtuminen aiheuttaa käämitykseen paikallisia kuumia pisteitä. Nämä aiheuttavat käämikierrosten välisen kierrossulun, joka johtaa käämin ylikuumenemiseen ja vikaantumiseen.

Johtopäätökset

Nykypäivänä pienjännitteiset vakioepätahtimoottorit ovat IEC 315-runkoon asti saatavissa hyvin lyhyillä toimitusajoilla; toimitusajat ovat päivästä muutamiin päiviin. Osittain tästä johtuen pienjännitemoottoreiden korjaava kunnossapito, lukuun ottamatta laakerihuoltoja, on vähentynyt viime vuosina merkittävästi. Erityisesti paljon työtä vaativat huollot, kuten staattorikäämin uusinta ja roottorin korjaaminen eivät ole taloudellisesti järkeviä. Lisäksi käämin huolto kestää viikosta muutamaan viikkoon, jolloin sitä ei ole mahdollista tehdä ilman pidempää huoltoseisokkia.

Ennakoiva kunnonvalvonta ajattelu on lisääntynyt erityisesti IEC 355 ja sitä suuremmissa runkokooissa. 355-runkoiset ja sitä suuremmat moottorit varustetaan lähes poikkeuksetta SPM- värähtelyn valvontanipoilla sekä käämit ja laakerit suojataan termistä ylikuumenemista vastaan PT100 tai PTC-termistoreilla, jolloin näihin moottoreihin ei tarvitse tehdä korjaavia kunnossapitohuoltoja vaan huollot voidaan ennakoida etukäteen.

 

 

Ota yhteyttä:

Sami Kujala
Toimitusjohtaja
Puh. 0400 766 491

 

 
Author

VEM motors Finland Oy