Was ist eine Motorprüfung?

Was ist ein Motortest?

Elektrische Wartungsprogramme sollen die Zuverlässigkeit und Betriebszeit der Geräte verbessern und gleichzeitig die Betriebskosten senken. Die Prüfung von Elektromotoren ist oft einer der ersten Bereiche, in denen bei Kostensenkungen gespart wird. Erfahrene Unternehmen wissen jedoch, dass die Vernachlässigung angemessener Wartungsprogramme zu Umsatzeinbußen in Milliardenhöhe aufgrund erhöhter Motorreparaturkosten, Ausfallzeiten und Ineffizienz in industriellen und gewerblichen Umgebungen führen kann.

Warum werden Elektromotoren geprüft?

Nach Lagerausfällen sind elektrische Fehler die zweithäufigste Ursache für Motorausfälle. Daher ist ein gut geplantes elektrisches Prüfprogramm entscheidend für die Zuverlässigkeit der Anlage. Laut einer Umfrage des Electric Power Research Institute (EPRI) sind 48 % der Motorausfälle auf elektrische Probleme zurückzuführen. Diese 48 % teilen sich weiter auf in Rotorprobleme (12 %) und Wicklungsprobleme (36 %), während die restlichen 52 % auf mechanische Fehler zurückzuführen sind.

 

Verschiedene Diagnosetools wie Zangenamperemeter, Temperatursensoren, Megaohmmeter oder Oszilloskope können bei der Identifizierung dieser Probleme hilfreich sein.

 

Wicklungsfehler können durch Verschmutzung, Alterung der Isolierung, thermische Überlastung, Spannungsspitzen, beschädigte Drähte/Materialien und andere Faktoren entstehen. Diese Fehler beginnen damit, dass Energie einen Isolationsfehler wie Feuchtigkeit durchquert, wodurch mindestens eine Wicklung isoliert wird. Dies führt zu zusätzlicher Spannung und erhöhter Temperatur über den Fehler hinweg, was schließlich zum Ausfall der Wicklung führt.

 

Arten von Wicklungsfehlern:

- Zwischen den Windungen einer Spule

- Zwischen Spulen in der gleichen Phase

- Zwischen Spulen in verschiedenen Phasen

- Zwischen einer Spule oder Phase und Erde

 

Durch die frühzeitige Erkennung eines dieser Fehler können Sie in Ihrer Anlage unzählige Ausfallstunden und erhebliche Kosten sparen.

 

Was passiert beim Testen eines Elektromotors?

Es gibt verschiedene Arten von Tests, die an Motoren durchgeführt werden:

 

Impulsprüfung von Elektromotoren

Impulsprüfungen sind ein wichtiger Bestandteil der vorausschauenden Wartung von Elektromotoren. Zu den wichtigsten zu berücksichtigenden Fragen gehören:

- Können Impulsprüfungen eine gesunde oder beschädigte Isolierung beschädigen?

- Können Gleichstromwiderstands-, Induktivitäts-, Megger- oder HiPot-Tests eine schwache Isolierung zwischen den Windungen erkennen?

- Kann ein Motor mit schwacher Isolierung nach einem nicht bestandenen Impulstest noch betrieben werden?

- Können Motoren mit einem Dreh-Dreh-Kurzschluss weiterhin funktionieren?

 

Diese Fragen wurden untersucht, indem ein Niederspannungsmotor umfangreichen Tests unterzogen wurde, bis ein Ausfall verursacht wurde. Anschließend wurden zusätzliche Tests durchgeführt, um die Auswirkungen von Impulstests auf die Windungszahl-Isolierung über den dielektrischen Durchschlag des Motors hinaus zu untersuchen.

 

Prüfung der Rotationsgeschwindigkeit von Elektromotoren

Überprüfen Sie die Rotation, wenn Sie offline mit der Motor Circuit Evaluation (MCE) testen. Lüfter oder Pumpen können sich aufgrund von Luftzug oder gemeinsam genutzten Verteilerköpfen langsam weiterdrehen, was die Ergebnisse des Standardtests verfälschen kann, da höhere ohmsche und induktive Ungleichgewichte als normal entstehen.

 

Prüfung von Elektromotoren mit gewickeltem Rotor

Wound rotor motors have a three-phase winding on the rotor connected to start-up resistors, which provide current and speed control during startup. Failed components in the resistor bank are common and often overlooked during troubleshooting, potentially affecting the motor's overall functionality.

 

Electric Motor Insulation Resistance Testing

Motor insulation has a negative temperature coefficient, meaning resistance decreases as temperature rises. Insulation resistance of a de-energized motor typically decreases after startup but may initially increase as moisture evaporates from the windings. The IEEE43 standard on insulation resistance testing requires temperature correction to 40 degrees Celsius, which can turn acceptable measured resistance into low corrected readings. Space heaters should be considered before sending a motor for refurbishment.

 

Meg-ohm Test

The meg-ohm test, commonly used by engineers, measures insulation resistance. While it plays a valid role, it cannot detect all potential winding faults.

 

PC Tests

Modern test equipment uses PC control for automatic testing and fault diagnosis, eliminating the need for operators to interpret results. The equipment can detect micro arcs and stop the test automatically, storing results in a database for future reference. Automated testing reduces operator error, inconsistency, and the risk of over-voltage.

 

Static or Insulation Testing

Performed with the motor disconnected from the power supply, typically from the motor control cabinet, and must follow a specific test sequence.

 

Winding Resistance Test

Highlights dead shorts, loose connections, and open circuits. Accurate equipment is essential, and resistance values should be corrected to a constant temperature, typically 20 degrees Celsius. The motor temperature should be measured precisely.

 

DC Step Voltage Test

Performed at twice the line voltage plus 1000 volts. Voltage is increased in steps, and leakage current is plotted. A linear plot indicates effective insulation, while a non-linear plot suggests insulation deterioration.

 

DC Hipot Test

Measures leakage current and calculates meg-ohms to determine insulation resistance. Passing values are higher than the minimum accepted, but this test alone may not detect all issues.

 

Surge Test

Used to verify insulation between turns, coils, and phases, typically performed at twice line voltage plus 1000 volts. It detects dead shorts, weak insulation, imbalances, and loose connections by injecting high voltage pulses into each phase.

 

Dynamic Motor Testing or Online Testing

A more recent technology, dynamic motor testing involves measuring voltage and current across the motor's three phases while it operates under normal conditions. This method can identify both electrical and mechanical issues, including power quality problems that may lead to motor overheating.

 

Recommended Tests

Off-line in-Service Motor Tests:

- Stator winding resistive imbalance

- Stator winding insulation resistance (Meg-Ohm checks)

Polarisationsindex (PI)

- Stufenspannungstest

Stoßspannungsprüfung

 

Ersatzmotortests:

– Ähnlich den Offline-In-Service-Tests.

 

Tests neuer/überholter Motoren:

– Ähnlich den Offline-In-Service-Tests.

 

Wie wird eine Motorprüfung durchgeführt?

Dreiphasig:

- Stromversorgungsanschluss und Anschlussschiene der Klemme (U, V, W) prüfen.

- Überprüfen Sie die Versorgungsspannung und den Durchgang der Wicklung zwischen den Phasen mit einem Multimeter.

- Wicklungswiderstand und Isolationswiderstand des Motors mit geeigneten Prüfgeräten prüfen.

- Messen Sie den Betriebsstrom mit einer Stromzange.

 

Einphasig:

- Prüfen Sie die Messwerte der Motorwicklungen und identifizieren Sie die elektrischen Anschlüsse (Common, Start, Run).

- Verwenden Sie ein Isolationsmessgerät, um den Isolationswiderstand zu prüfen.

- Messen Sie den Betriebsstrom und vergleichen Sie ihn mit den Werten auf dem Typenschild.

 

Alle Typen:

- Überprüfen Sie das Aussehen des Motors, den Zustand der Karosserie und die Kühlerlüfterflügel.

- Drehen Sie die Welle manuell, um den Zustand des Lagers zu prüfen.

- Motordaten vom Typenschild erfassen.

- Stellen Sie mit einem Ohmmeter die Erdungskontinuität sicher und überprüfen Sie die Versorgungsspannungen.

 

Vorteile von Motortests

- Erhöhen Sie die Verfügbarkeit

- Geld sparen

- Energie sparen

- Verbesserung der Sicherheit