Proč první půlhodinu vykazuje el. motor ventilátoru vyšší než jmenovitý proud?

[Jan Nevoda]

Mám dva 4 roky staré asyn. elektromotory 1,5kW, RPM 1440, proud 3,4A se sotva celkovými motohodinami cca 15 000h. Jsou spojené přímou hřídelí s radiálními ventilátory a zajištují optimální proudění cca 220C teplého vzduchu  a jsou součástí technologie od certifikovaného výrobce. Mezi přírubou el. motoru a izolací, přírubou vlastního pouzdra turbíny ventilátoru je vsazen přídavný chladící ventilátor el.motoru., takže el. motor má dva závislé chladící ventilátory, každý na jednom ze svých čel. El. motory jsou ovládány pouze stykači, bez reg. otáček fr. měničů. Povrchová  teplota pláště el. motorů i za dlouhodobého chodu dosahuje cca jen 40-45C. Přesto všechno dochází po víkendu či každé ráno po prvním sepnutí studených el. motorů k vzrůstu proudu nad jemnovitý štítkový a to konkrétně na 3,6-3,7A a motorová ochrana nastavená přesně dle jmenovitého proudu, vypadne. Proud el. motorů však postupně v intervalu cca 15-30min od prvního sepnutí setrvale pomalu klesá až na trvalých cca 2,3-2,6A. El. motroy běží trvale cca 17hod deně, po víkendu a každé ráno se ventilátory a el. motory rozbíhají v okolní teplotě cca 20C, čili nejsou přehřáté technologií apod.
Domnívám se, i na základě poslechu "přes šroubovák" zvláště jednoho el. motoru (který vykazuje vyšší počáteční proud první cca půlhodinu), že postupně odchází ložiska. Mají "najeto" jen cca 15 000 hodin, a přitom mají vydržet až 40 000... vypadá to, že jakmile se el. motor trochu ohřeje, tak i ložiska se "roztáhnou" přirozenou teplotní roztažností ocele a nedochází tak k nadměrnému tření a tím i vzrůstu proudu.

[Tomáš Žabka]

Nejsem sice úplný specialista na technologii ventilátorů, ale v rafineriích provozujeme vzduchové chladiče a ty mají významně rozdílné výkonové parametry vlivem teploty vzduchu který "honí". Studený vzduch je daleko těžší a tedy i výkon je potřeba větší, nemůže to být i váš problém? Mi přivíráme klapky, když to jede na studený vzduch, jinak nám ochrany padají taky.

[Jan Nevoda]

Uvedený problém nastal poslední cca půlrok...předtím nebyl zaregistrován, respektive motorové ochrany nepadaly.
Je sice realita, že od zhotovitele byly nastaveny mírně nadimenzovaně na cca 3,6-3,7 A (motor má  I jm. = 3,4A)
Ale asi máte i pravdu, že teplota vzduchu  bude hrát jistou roli, i když v tomto případě ne snad určující problém.
Klapky jsou napevno jištěny šrouby a nikdo je nepřestavoval.

[Pavel Ryšavý]

Nemáte tam někde ve vysokoteplotní části kluzná ložiska s pórovitou kompozicí, kdy mazivo vystupuje z pórů až po zahřátí?

Neklesají po zahřátí vibrace? (mění se tvar a vyvážení oběžného kola s rostoucí teplotou)

[Martin Kurka]

Tak jak stárnou ložiska, roste nevývaha ventilátorů a zarůstají připečeným prachem vzduchotechnická potrubí, lehounce stoupne potřebný příkon motorů.
No a pri rozjezdu ze studeného těžkého do teplého vzduchu už jste nad jmenovitým proudem.

Jediné na co bych se ještě podíval je na stav filtračních mřížek chladicího ventilátoru potrubí. Jestli do předního namáhanějšího ložiska u ventilátoru neletí prach a chlupy z chladicího ventilátoru. A jestli není pak znečištěný tuk ložiska. To ložisko je poměrně komplexně namáhané - teplo, vibrace, axiální rázové síly. Zvýšený odběr říká: zkuste rukou pasivní odpory oběžného kola za studena a za tepla a při rozdílu si nechte vyměnit tuk a seřídit vůle ložiska, je-li seřizovatelné. A jukněte se do vzduchotechnického potrubí, jestli tam není mumifikované ptačí hnízdo a podobné radosti.

Jinak je náprava dvojí cestou. Hodíte na motor ampérmetr a za studena přivřete sací klapku, aby byl proud motoru i při studeném vzduchu jmenovitý.

Když si uděláte z průběhu proudu graf, uvidíte, jestli stoupá plynule, nebo zda tam není zpočátku svislý sloupec studeného vzduchu, kteráý se musí prvotně vytlačit (obdoba jevu letního slunce na komíně a marného zatápění v kamnech). To se stává, třeba když jsou nefunkční zpětné klapky na výdeších.
Nebo mohl někdo postavit u střechy nástavbu či vysokou halu v okolí a zapomněl otočit výdechy jiným směrem.

Pokud snížení průtoku technologi nepovolí, zvážíte riziko požáru a riziko poruchy ventilátoru a přidáte proud na ochraně. Motor je komfortně chlazen a jde jen o hodinové přetížení denně, to zvládne. Přetažená ochrana je lepší typu 10sec - T10.
Ta 1,05 násobný proud udrží a 1,2 násobný proud musí vyhodit.
Také je možné, že někdo instaloval topení pod rozvaděčem a tepelné ochrany startují z teplého a ne ze studeného stavu, nebo že jsou mimo rozsah jejich tepelné kompenzace.

Ideální by bylo se juknout do svorkovnice motoru, jestli motor nemá ve vinutí termistor či klixon. Pak přidáte jedno termistorové nebo pomocné relé a klidně můžete přetěžovat na hodinový 1,3-1,4 násobný proud a při tomto chlazení  možná i více.

[Jiří Schwarz]

... vypadá to, že jakmile se el. motor trochu ohřeje, tak i ložiska se "roztáhnou" přirozenou teplotní roztažností ocele a nedochází tak k nadměrnému tření a tím i vzrůstu proudu.

Pokud by se více ohřál "kryt" a z toho se teplo přeneslo na vnější pevnou část ložiska, mohlo by to tak být.
Ale ono to v praxi může být i naopak, že se rychleji ohřeje "vnitřní pohyblivá" část ložiska, a pak by se to "přidřelo" po zahřátí.

[Václav Třetí]

Pokud již ložiska vykazují stopy opotřebení a nepravidelného, hlučného chodu, doporučuji jejich výměnu. U tohoto typu a velikosti motoru do není žádná zásadní potíž ani finanční částka. Dále bych důkladně vyčistil ventilátory.

Jinak doporučuji měřit nejen proud, ale také napětí. Na začátku směny může vznikat podpětí při náběhu ostatních zařízení, třeba topných těles a to bude mít za následek zvýšení proudu vinutím motoru. Zdá se to být nelogické, žárovky a topná tělesa snížením napětí sníží i proud, u zatížených asynchronních motorů se proud naopak zvýší.   

[Kastner Lubomír]

Já si také trochu ohřeji polívečku. Z dotazu je zcela patrné, že provozovatel porušil hned několik základních povinností při provozu elektromotorů, které předepisuje výrobce. Na ochranách je nastavený jmenovitý proud?? Štítkový jmenovitý proud je uváděn pro 400V. A jaké tam máte napětí ve fázích? Intervaly pro kontrolu elektromotorů stanovuje výrobce podle provozních hodin nebo času, ale je to okolo 1/2 roku dle výrobce motoru. Výrobce předepisuje i minimální rozsah kontroly a mimo jiného i kontrolu ložisek a vibrací. Na kontrolu ložisek i vibrací je již měřící technika, kdy se elektromotor nemusí demontovat ani odstavovat. Vše se kontroluje za provozu. Rovněž je i měřící technika na měření a záznam napětí a proudů ve fázích v čase. Zkušený diagnostik by vám závadu a její příčinu jistě našel. A jistě i navrhl opatření pro budoucí provoz.

[Jan Nevoda]

Sací klapku ventilátory nemají, nasávají prázdným středem turbínky oběžného kola.
Speciální ložiska s porovitou kompozicí ne, neobtěžovali se ani dát motor s tzv. maznicemi na přimazání ložisek.
Jak jsem psal zhotovitel sám nastavil proudové ochrany na cca 3,7A...zřejmě jim ty ventilátory padaly už při zkušebním provozu...tak na ochrany daly místo cca 3,5A,  až 3,7A. V dokumentaci jsou motory vedeny jako 1,5kW 3,6A, ve skutečnosti na štítku mají 3,4A 1,5kW.
Vibrace na počátku chodu "za studena" se zdají být stejné jako za tepla, neznatelné, stejně jako není slyšet nějaký hluk ložisek, pouze při poslechu "přes šroubovák" je jeden motor trochu hlučnější při porovnání navzájem.
Turbínky oběžných kol ventilátorů jsou čisté, stejně jako závislé ventilátory chladící motory, jsou prosté nahromaděného  prachu.
VZT potrubí je taktéž čisté, nemá šanci se tam ani něco většího dostat.
Rozvaděč s ochranami stojí v rozvodně na zemi, nevytápěný prostor. Motor neobsahuje teplotní čidla.
Ano na počátku prac. dne může vznikat podpětí, ale tyto ventilátory startují na časový automat  nastavený v PLC, tzv. předehřev v 5hod. ráno, aby technologie byla za hodinu nahřátá a připravená, tzn. podpětí v 5hod ráno rozhodně není.
Opoměl jsem napsat, že je navíc použito na každý motor tzv. hlídací relé účiníku motoru cos. fí. - G2CM400V10AL20, hlídá všechny tři fáze na motor. Zhotovitel tvrdil, že je schopno registrovat nevyvážené kolo turbínky ventilátoru vlivem jeho zanešení prachem a motor poté vypne. Proto také při pravidelné údržbě dochází k čištění turbínek ventilátorů, ale technologie je téměř bezprašná a žádné chuchvalce prachu se na turbínkách ventilátorů doposud  nenašly.

[Tomáš Žabka]

To skoro vypadá, že motory jsou navrženy na "hraně" máte tam někoho kdo dokáže spočítat mechanickou práci toho ventilátoru, objem vzduchu a jeho tlak (nebo jak se to počítá) podle toho by se dalo říci jestli je vše v pořádku (motory jsou na hraně) a nebo mají nějaký mech problém. Teď jsme podobně hledali problém u čerpadel, nakonec jsme zjistili, že motory jsou špatně vyrobeny a nemají hodnoty, které měli mít. Práce na médiu byla cca 2,5kW a motor 4kW padal. takže potom co se všechno rozebralo a zkontrolovalo už nezbylo nic jiného než zkonstatovat, že věc kterou by nikdo nepodezíral (AS motor) je prostě na ... . Vyměnil se za motor cca 3kW (jiný nebyl) a jelo to v pohodě.

[Jan Bocek]

Jinak je náprava dvojí cestou. Hodíte na motor ampérmetr a za studena přivřete sací klapku, aby byl proud motoru i při studeném vzduchu jmenovitý.

Když si uděláte z průběhu proudu graf, uvidíte, jestli stoupá plynule, nebo zda tam není zpočátku svislý sloupec studeného vzduchu, který se musí prvotně vytlačit (obdoba jevu letního slunce na komíně a marného zatápění v kamnech). To se stává, třeba když jsou nefunkční zpětné klapky na výdeších.

Ten "problém" je ve dvou oblastech.

1. Je oblast celé kinematiky pohonů. Píšete, že  ustálení proudu na 2,6 A je za 15-30 minut.
    To je dlouhý a tak zvaně těžký rozjezd ventilátoru. Z měření je opravdu vhodné
      vyhodnotit časový průběh rozjezdu a graficky jej nakreslit.
     Chce to také nakreslit podrobné kinematické schéma a zkontrolovat výpočty.
   
2.  Je to oblast elektriky a řešení ochrany proti přetížení. Bimetalová ochrana má svoji charku.
     Jaká je doba odezvy při přetížení u běžných bimetalových ochran? Na příklad při Inx1,5
     je doba vypnutí za 2 minuty a při Inx4 je doba vypnutí 20 sec. To znamená, že ochranu   
     máte nastavenou na 3,7A x 1,5 je 5,5A a nevypadne do 2 minut. Rozjezd se zvládl. Ale je
     je to na hraně, prootže  nastavíte 3,4A x 1,5 je 5,1 A a ochrana vybaví.

3.  Při těžkém rozjezdu ventilátoru jsme obvykle používali dvě ochrany. Jednu pro rozjezd a
     druhou pro běh. Přepnutí zajistilo časové relé. Ale vy tam máte multifunkční Power relé
     G2CM od TELE Haase. To umožňuje elektronicky snímat velice přesně proudy. Nastudujte
     katalogový list a možná, že je využijete pro překlenutí rozjezdu.

4.  Pokud je kinematika a velikost motoru v pořádku, je nutné změnit elektrické zapojení.
     Pro takové těžké rozjezdy se používají jiné prostředky a jiné elektronické jisticí prvky.
     Vždy k tomu přistupujeme, pokud se jedná o vysokou spolehlivost danou heslem
     Zabuduj a zapomeň.

[Fuk Tomáš]

Ale asi máte i pravdu, že teplota vzduchu  bude hrát jistou roli, i když v tomto případě ne snad určující problém.

Jen pro Vaši informaci, vzduch teplý 220 ºC je 1,7x lehčí (řidší), než při teplotě 20 ºC. To docela pasuje k Vašim odběrům 3,7 / 2,4 A.

[Jan Bocek]

Jen pro Vaši informaci, vzduch teplý 220 ºC je 1,7x lehčí (řidší), než při teplotě 20 ºC. To docela pasuje k Vašim odběrům 3,7 / 2,4 A.

(jednicka)

Zajímavá myšlenka, která normálního elektrikáře nenapadne.  S tím i související ta doba 30 minut k poklesu proudu na ustálenou hodnotu.
Viděl bych výkon motoru vynásobit odmocninou ze tří....anebo podstatně zkrátit dobu, kdy tam bude již teplý vzduch. Možná, že i v zadání byla podmínka navrhnout ventilátor pro horký vzduch 220 stupnů Celsia

Nakonec přece jen ten vzduch bude určujícím problémem. Bude hrát hlavní roli.

[Martin Kurka]

Opoměl jsem napsat, že je navíc použito na každý motor tzv. hlídací relé účiníku motoru cos. fí. - G2CM400V10AL20, hlídá všechny tři fáze na motor. Zhotovitel tvrdil, že je schopno registrovat nevyvážené kolo turbínky ventilátoru vlivem jeho zanešení prachem a motor poté vypne.

Tohle jsem se nikde nedočetl a upřímně řečeno mi to nejde pod fousy.
Charakteristika průběhu cosfí v oblasti kolem plného výkonu je již značně plochá a daleko větší vliv na cosfí v této oblasti má napájecí napětí motoru.

Jo, kdyby se měřil proud, nebo příkon, to je jiná, tam to možná bude vidět, i když vliv vibrací je spíše věc sledování rychlých změn během jedné otáčky..

Já to vidím takto:
poslední pořádná zima byla 2009/2010 a od té doby neprošly ventilátory pracovním cyklem s tak nízkými teplotami vzduchu.
Dodavatel výkon motoru podcenil a ať se pan Nevoda bude snažit dělat cokoliv (a on tak pečlivě a zodpovědně činí), dostává se v zimním období k potřebnému snížení příkonu motoru (přiškrtit v zimě sání), nebo ke zvýšení jeho výkonu (motor stejné osové výšky, ale s delší osou).
Nebo motor lehce přetížit, jak to udělal výrobce. Osobně bych se přetížení motoru jen na zimní období nebál, ale musel bych znát místní podmínky.

Pak je tu jedna možnost, jestli máte vlastního programátora PLC.
Tepelná ochrana by měla 10sec chod udržet. Možná i 15sec. Pak musí vychladnout, deme tomu 15-30minut.
Nechal bych naprogramovat, aby ráno ve 4hod zapnul motor ventilátoru na 10sec. A v 4:30 znova.
Tím se v potrubí částečně vymění prochladlý vzduch za teplejší z haly. Pak už motor při rozběhu nebude lomcovat s plnou masou studeného vzduchu, ale jen s jeho částí.

[Fuk Tomáš]

A nepomohlo by nechat ty motory cca 1/4 hodiny, resp. do ohřátí vzduchu na 100 ºC, běžet do hvězdy?
Nejsem motorář, jen se ptám.

[Tomáš Žabka]

Podle toho, co psal pan Fuk ohledně teploty a hustoty vzduchu, bych sázel na to, že projektant co to navrhoval to spočítal na pracovní bod, ale zapomněl na starty :). Občas se to stane, u nás se toto podařilo při návrhu "bečky" a napojovacího potrubí (byla na lehkou frakci až plynou fázi) na to bylo spočítané kotvení zatížení atd. Jenže před najížděním se dělá "tlakovka" vodou, naštěstí si toho všimli v čas, takže se průser nekonal, ale i tak bylo veselo. Zkuste jen tak z recese zavolat dodavateli (pokud to máte od konstruktérů a ne od překupníka) jestli při návrhu počítaly s hustotou startovacího vzduchu. Pokud budou co k čemu, tak se nad tím aspoň zamyslí a projektant se klepne do hlavy, i kdyby nepřiznali chybu, tak další zákazník už dostane silnější motory :-) a nebo lepší ochrany. Pokud jsou to slušní konstruktéři. ;D

[Václav Třetí]

to kol. Fuk:

Motory budou zapojeny do hvězdy stále, 1,5kW se (pokud to není nějaký atyp) vyrábí D/Y 230/400V.

[Maroš Klein]

Přesto všechno dochází po víkendu či každé ráno po prvním sepnutí studených el. motorů k vzrůstu proudu nad jemnovitý štítkový a to konkrétně na 3,6-3,7A a motorová ochrana nastavená přesně dle jmenovitého proudu, vypadne.

Vypadávajú obe ochrany rovnako? Hneď na začiatku a iba raz, či viackrát a rôzne do 30minút?
Nebude možné, že prúd v skutočnosti až tak nevzrastie, ale ochrany si to ,,myslia"? Skúste prípadne jednu vymeniť.