Diagnostica di Macchine e Azionamenti Elettrici - Riassunti

Diagnostica

• CONCETTO: affidabilità, protezione, manutenzione, monitoraggio
• MANUTENZIONE: reattiva, preventiva/periodica, predittiva, pro-attiva
• AFFIDABILITÀ: probabilità che l'elemento esegua una specifica funzione sotto specifiche condizioni operative e ambientali e ad un dato istante e/o per un prefissato intervallo di tempo

Elevata affidabilità => costi iniziali, risparmio manutenzione

Bassa affidabilità => risparmio iniziali, costi manutentivi

• DENSITÀ DI PROBABILITÀ DI GUASTO _f = ^dF/_dt
• frequenza di guasto nell'intervallo di tempo
• TASSO DI GUASTO
• frazione di popolazione che guasta in un determinato Δt rapportato al numero di componenti funzionanti al tempo t
• TIPO DI GUASTO
• parziale, totale, intermittente
• primario, ottico, secondario
• infantile, casuale, da usura

TECNICHE DI MONITORAGGIO: ACCORGIMENTI

• sensore non invasivo, affidabile, diagnosi affidabile, quantità prime problema, stime tempo o/n: sta;
• identificazione cause. Ultime due sole.

TIPI DI GUASTO:

• meccanici, elettrici, fluidodinamici, termici, magnetici

MISURA VIBRAZIONI -> albero rigido -> supporto cuscinetti

• (bilanciamento)

• albero flessibile -> molti picchi (misura nella struttura)
• bronzine senza contatto (correnti parassite indotte)

Individuano i guasti meccanici, problemi al trasferro, avvolgimenti di statore e rotore, sbilanciamento nell'alimentazione.

VIBRAZIONI MACCHINA ELETTRICA

• attrazione statore-rotore; forza di Lorentz nelle testate; comportamento rotore; risposta al cuscinetti.
• Tensore di Maxwell e vibrazioni delle casse di statore a 2f₁; 2f+f_p

non ho vibrazioni se il sistema rotore statore è perfettamente simmetrico: eccentricità

• statico, eccentricità dinamica.

• Il ferro non è perfettamente isotropo: ondulamento di B nei denti ->
• Forza di Lorentz: il flusso disperso nelle teste genera forze di attrazione e repulsione; "vibrazioni" a 2f

• CAUSE
• TEMPERATURA: aumentano la vita
• Elettrica
• Ambientali
• Meccanica

• STRESS TERMICI
• irrevecchiamento: rende l'isolamento vulnerabile
• riduce la temperatura o utilizzo materiali con basse d'isolamento superiore
• sovraccarico termico: sovraccarico di tensione oppure bilanciamento tra le fasi (s >40 di temperatura ogni 35% di bilanciamento)
• oppure ripetuti avviamenti (corrente di spunto)
• oppure sovraccarico (temperatura aumento al quadrato)
• oppure mancata ventilazione
• in fine temperatura ambientale
• STRESS ELETTRICI
• tensioni: fase-terra (md), fase-fase (md)
• transitori (es. alimentazione ad inverter)
• STRESS AMBIENTALI
• Presenza d'impurità che può causare
• d'effetto nello smaltimento del colore,
• grassi ai cuscinetti, ecc.
• Analoghi: guasti possono essere causati
• dall'umidità

• RIGIDITA' DIELETTRICA

la massima tensione a cui è sottoposto l'isolante deve risultare minore della metà della rigidità dielettrica dell'isolante. La presenza di lacune può causare scariche parziali, con accelerazione del deterioramento dell'isolante. EFFETTO CORONA si ha per le scariche superficiali Le scariche parziali possono formarsi in 3 zone r _SP= distanze (isolante-isolante) (isolante-ferro)

• MODELLO DELL'ISOLAMENTO / FATTORE DI POTENZA

Idealmente è un condensatore V.I. la misura del cosΘ è offline per determinare la presenza di scariche parziali. le tensioni A.C. viene fatta variare fino al volare nominale.

• FATTORE DI POTENZA A TENSIONE RIDOTTA

(20 25)% Vm. Assicurare la non contaminazione costruttiva, condizioni di pulizia e umidità

• FATTORE DI POTENZA A TENSIONE NOMINALE

Si verificano le scariche parziali e si vede un aumento del f.d.p

• POWER FACTOR TIP-UP

TIP-UP = P.F. 100% - P.F. 75%                   - 2% OK                   - (5:19)%, NO

Diagnostica rotore

• FLUSSO INTERNO _ON-LINE

Asimmetrico senza CT o CT, effetuo misura comparativa tra gli avvolgimenti: mi permette di scoprire quanti e quali spire sono danneggiate. Graficamente: ogni cava è un picco

• RILIEVO RIFLETTOMETRICO _OFF-LINE

impulsi a gradino ad entrambe le estremità dell'avvolgimento di rotore. la presenza di CT o CTC varia l'impedenza e quindi l'onda riflessa. Un oscilloscopio compara le due forme donda dei segnali riflessi (mantenere un). Senza danni le curve sono sovrapponibili perfettamente. la distanza tra le forme d'onda è segnale dell'entità del danno

• IMPEDENZA DINAMICA _OFF-LINE

individua CT o CTC da dipendenze da ω, la prova viene effettuata in avviamento o in rallentamento. Applico tensione (120V {\displaystyle \land}) agli anelli collettori damens{{{}}} del sistema di eccitazione

Guasti del rotore nel MAT

• Barre e anelli saldati, punto di debolezza.
• La rottura di una barra accelera la rottura delle barre vicine che devono "lavorare di più".
• Il guasto può essere confuso con una dissimmetria costruttiva.

• ROTORE DISSIMMETRICO
• Una asimmetria nel circuito elettrico di rotore determina un campo controrotante di rotore con corrente di rotore a frequenza -sf.
• Ha una coppia alternata a frequenza doppia di quella di scorrimento (2sf).
• Da origine ad una oscillazione della velocità e una seconda armonica nella corrente di statore.
• Tali considerazioni le ricavo dalle misura del flusso disperso.