Oikosulkumoottorin oikosulkutesti alennetulla jännitteellä ilman akselin lukitusrautaa

Abstract

Oikosulkutesti tehdään tuotantolinjalla jokaiselle oikosulkumoottorille toiminnan ja laadun varmistamiseksi. Oikosulkutesti suoritetaan alennetulla jännitteellä, joka valitaan yleensä siten, että moottorille syötetty virta vastaa moottorin laskelman mukaista nimellisvirtaa. Perinteisesti moottorin akseli lukitaan testin ajaksi lukitusraudalla. Kun roottorin pyöriminen on estetty, oikosulkumoottori vastaa toiminnaltaan muuntajaa, jonka toisio on oikosulussa. Oikosulkutestistä saadaan selville moottorin virtalämpöhäviöt, oikosulkuresistanssi ja -reaktanssi. Diplomityön tarkoituksena on tutkia uudenlaista oikosulkutestin testausmenetelmää, jossa oikosulkumoottorin akselia ei lukita eikä testissä käytetä ulkoista kuormaa. Mittaukset suoritetaan oikosulkumoottorin käynnistysvaiheessa, kun moottoria syötetään alijännitteellä.

Diplomityö toteutettiin Vaasassa ABB oy:lle, ja tutkimusta varten suoritettiin mittauksia kahdelle oikosulkumoottorille IEC LV Motors -tehtaan rutiinitestipaikalla. Työssä tutkitaan, miten oikosulkuvirta ja jännite voidaan mitata ja laskea oikosulkumoottorilta, jonka akselia ei olekaan lukittu ja millä ajanhetkellä mittaus tulisi suorittaa. Uudenlaisen testausmenetelmän luotettavuutta ja sovellettavuutta arvioidaan kerätyn mittausdatan perusteella. Lisäksi tarkoituksena on kartoittaa, voidaanko nykyisillä käytössä olevilla mittalaitteilla tunnistaa roottorisauvavikoja ilman lukitusrautaa suoritettavalla oikosulkutestillä.

Työssä testattaville moottoreille suoritettiin oikosulkutestit sekä lukitusraudalla että ilman lukitusrautaa. Ensimmäisten oikosulkutestien jälkeen kummallekin testimoottorille aiheutettiin roottorivika poraamalla yksi roottorisauvoista poikki. Oikosulkutestit toistettiin vioitetuille moottoreille, ja tuloksia verrataan keskenään. Oikosulkutestin mittauksiin käytettiin rutiinitestipaikan testilaitteistoon kuuluvaa tehoanalysaattoria sekä oskilloskooppia, jolla oli suurempi näytteenottotaajuus. Tällä tavoin pyritään varmistamaan, että tehoanalysaattorin mittaustarkkuus on riittävän hyvä. Oskilloskoopin mittaamasta virrasta muodostetaan myös perustaajuuden spektri. Spektrin perusteella ei kuitenkaan voitu yksiselitteisesti nähdä vikaa käynnistyshetkellä.

Tätä diplomityötä varten suoritetuissa mittauksissa havaitaan, että syöttöjännite ja moottorin napaluku vaikuttavat testattavan moottorin muutosilmiön ajalliseen kestoon. Diplomityön perusteella voidaan todeta, että ilman lukitusrautaa tehtävä oikosulkutesti soveltuu runkokooltaan isojen moottoreiden testaukseen. Roottorisauvan vian tunnistaminen hitaasti pyörivästä oikosulkumoottorista on kuitenkin haasteellista ilman kuormaa ja pienen jättämän vuoksi, ja se vaatisi nykyistä tarkempia signaalinkäsittelymenetelmiä.