Sistemi di diagnostica per motori elettrici: Cosa sono a Cosa servono

I sistemi di diagnostica per motori elettrici sono il complesso di misure elettriche, statiche e dinamiche, utilizzate per il monitoraggio dello stato di salute di un motore elettrico, per il rilevamento di eventuali guasti e per la gestione preventiva dei malfunzionamenti. Vediamo cosa sono e a cosa servono le misure statiche e dinamiche, quali parametri analizzano e l’impatto della gestione preventiva dei malfunzionamenti sulla prestazione del motore elettrico.

Misure elettriche statiche

Le misure elettriche statiche verificano i parametri caratteristici di un motore elettrico attraverso prove a freddo del macchinario, ovvero prove eseguite sul componente non in funzione. Queste misure valutano accuratamente lo stato di funzionamento del motore e dei suoi componenti, secondo diversi scopi:

• Quality Assurance (QA), controllo qualità a seguito della revisione dei motori;
• Trending monitoring, monitoraggio e valutazione dello stato di salute del motore nel tempo;
• Diagnostic troubleshooting, analisi di malfunzionamenti a specifici componenti del motore – approfondimenti di problematiche rilevate sul motore. 

I dispositivi di misura sono generalmente alimentati a batteria per poter autonomamente generare il voltaggio/amperaggio desiderato nella macchina elettrica:

• il sistema di misura applica dall’esterno una tensione standard; 
• i trasduttori dell’apparecchiatura di misura rilevano, direttamente o indirettamente, i valori caratteristici di interesse, quali resistenza ohmica, induttanza, capacità elettrica, ognuna con una sua risoluzione;
• il software di elaborazione ed analisi opera una normalizzazione delle misure e confronta i valori misurati con dei valori di soglia, al fine di valutare il corretto funzionamento della macchina elettrica.

Attraverso le misure statiche e il loro confronto con valori caratteristici di soglia, è possibile valutare molti modi di guasto dei motori elettrici, di seguito alcuni esempi di misure:

• la resistenza di isolamento degli avvolgimenti;
• l’indice di polarizzazione e le correnti di dispersione
• la capacità elettrica;
• la resistenza ohmica delle singole fasi;
• l’induttanza delle singole fasi;
• i parametri caratteristici della messa a terra.

Attraverso la raccolta di queste informazioni, l’operatore è in grado di valutare l’insorgenza di eventuali malfunzionamenti sul motore elettrico e ricorrere, nel caso in cui risulti conveniente, ad interventi mirati di manutenzione programmata.

Misure elettriche dinamiche

Le misure elettriche dinamiche sono fondamentali per una diagnostica del motore elettrico meno invasiva, che permetta al componente di rimanere in funzione durante le procedure di acquisizione delle misure utili alla diagnostica e alla prevenzione dei guasti. Possono essere eseguite su motori trifase o in corrente continua.

Le misure dinamiche si possono eseguire sul motore in funzione, richiedendo lo stop del componente solo nel caso in cui vengano rilevati valori anomali che richiedano un controllo più accurato e che può prevedere anche le misure elettriche statiche.

Le operazioni di misura dinamica, inoltre, sfruttano il monitoraggio di parametri utili non solo alla prevenzione dei guasti, ma anche alla valutazione dell’efficienza del motore.

Per motori trifase a corrente alternata (AC), le misure elettriche dinamiche possono fornire informazioni utili per individuare guasti potenziali e per garantire una buona efficienza del motore, di seguito alcuni esempi di misure standard:

• forme d’onda delle tensioni e delle correnti
• analisi spettrale delle correnti assorbite
• misura della potenza attiva, reattiva ed apparente
• valori assoluti di tensione, corrente e potenza
• parametri THD, HVF, ecc.

Misure elettriche statiche e dinamiche: perché eseguirle entrambe?

Un sistema di controllo integrato, che preveda in parallelo le misure statiche e dinamiche, garantisce rilevanti benefici al funzionamento del motore, infatti alcuni modi di guasto sono rilevabili in modo accurato utilizzando entrambe le tipologie di misure descritte. Di seguito alcuni benefit riguardo queste misure:

• riduzione numero fermate per guasti ai motori grazie alla diagnosi precoce
• riduzione dei costi di riparazione/sostituzione del motore, potendo individuare con precisione l’intervento di riparazione da svolgere
• Valutazione della qualità delle revisioni elettro-meccaniche 
• controllo continuativo delle prestazioni, attraverso le misure dinamiche sul motore in funzione

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