छवि – टेबलवेयर के वैक्यूम पंप 2 की मोटर पर AT 7 का उपयोग करते हुए डी-एनर्जाइज्ड मोटर परीक्षण का डेमो।
ऊर्जा की बचत और अनियोजित डाउनटाइम को कम करने के लिए छिपी हुई संभावनाओं का अन्वेषण
डी-एनर्जाइज्ड मोटर परीक्षण का अर्थ है बिजली स्रोत से डिस्कनेक्ट की गई मोटर का निरीक्षण और विश्लेषण। इस प्रकार का परीक्षण मोटर की स्थिति का आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण है, जिसमें लाइव इलेक्ट्रिकल सर्किट से जुड़े जोखिम शामिल नहीं होते हैं। यह इन्सुलेशन विफलताओं, वाइंडिंग दोषों, और यांत्रिक समस्याओं जैसी समस्याओं का पता लगाने में मदद करता है, जिन्हें मोटर को फिर से एनर्जाइज और संचालित करने से पहले ठीक किया जा सकता है।
प्रतिरोध, इंडक्टेंस, कंडक्टेंस और इम्पीडेंस हमें मोटर की स्वास्थ्य की एक झलक देते हैं, लेकिन ये वाइंडिंग के इन्सुलेशन की स्थिति के बेहतर संकेतक हैं –
फेज एंगल (Fi): फेज एंगल एक ही अवधि के भीतर दो या अधिक घटनाओं के बीच समय देरी को मापता है। पूरा चक्र 360 डिग्री का होता है। यदि एक चक्र को पूरा करने में एक सेकंड लगता है (चक्र की अवधि), और एक घटना दूसरी घटना से आधा सेकंड (आधा चक्र, या 180 डिग्री) पीछे रहती है, तो Fi 180 डिग्री होता है। फ्रीक्वेंसी समय का उल्टा होता है (1/T), इसलिए एक ही अवधि वाले सभी चक्र एक ही फ्रीक्वेंसी पर होते हैं। यदि चक्र एक साथ शुरू नहीं होते हैं, तो एक अग्रणी या पिछड़ा होगा। रेसिस्टिव, इंडक्टिव और कैपेसिटिव सर्किट में करंट और वोल्टेज कैसे एक-दूसरे से आगे या पीछे रहते हैं, में अंतर होता है। इसलिए, जब कंडक्टरों के चारों ओर इन्सुलेशन का रासायनिक निर्माण बदलना शुरू होता है, तो Fi, Z, L, R या C से पहले बदल जाएगा। Fi माप इन्सुलेशन ब्रेकडाउन का अग्रणी संकेतक है।
करंट फ्रीक्वेंसी रिस्पांस (I/F): इंडक्टर्स करंट में परिवर्तन का विरोध करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र को स्टोर करते हैं, जबकि कैपेसिटर्स वोल्टेज में परिवर्तन का विरोध करने के लिए विद्युत आवेश को स्टोर करते हैं। यदि ये गुण बदलते हैं, तो कॉइल या वाइंडिंग की चुंबकीय क्षेत्र या विद्युत आवेश को स्टोर करने की क्षमता भी बदल जाती है। इन्सुलेशन फेज वाइंडिंग्स के कॉइल्स में कंडक्टरों के चारों ओर होता है। यदि सभी कॉइल्स के चारों ओर का इन्सुलेशन समान स्थिति में है, तो प्रत्येक फेज की स्टोरेज क्षमता समान होती है। एक बार जब इन्सुलेशन खराब होने लगता है, तो यह क्षमता बदल जाती है, जिससे फेज कॉइल्स की चुंबकीय क्षेत्र या विद्युत आवेश को स्टोर करने की क्षमता में असंतुलन पैदा होता है। I/F रिस्पांस एक कॉइल की चुंबकीय क्षेत्र या विद्युत आवेश को स्टोर करने की क्षमता को मापता है। सभी फेज़ों के औसत से किसी भी कॉइल के I/F में 2% से अधिक का असंतुलन वाइंडिंग में विकासशील दोष को इंगित करता है।
चित्र 1 – MCA रिपोर्ट का एक स्नैपशॉट।
इंडिविजुअल मोटर्स की गुणवत्ता पूर्णतया बनाए रखने के लिए कई उपकरण उपलब्ध हैं। इनमें से, मोटर सर्किट एनालिसिस (MCA) सिस्टम महंगे विफलता से पहले मोटर की समस्याओं की पहचान करने और सामान्य मोटर सिस्टम की दक्षता में सुधार के लिए बहुत संभावनाएँ रखते हैं। मोटर सर्किट एनालिसिस विद्युत मोटर में वाइंडिंग दोष और रोटर दोष का पता लगाने की अनुमति देता है। इस प्रकार की परीक्षण विधि की एक शक्ति यह है कि इसके लिए उपकरण को डी-एनर्जाइज्ड करने की आवश्यकता होती है, जिससे विद्युत मोटर्स का प्रारंभिक आने वाला परीक्षण और उपकरण विफल होने पर ट्रबलशूटिंग संभव हो जाता है। प्राथमिक ऊर्जा हानियाँ जिनका पता लगाया जा सकता है उनमें फेज असंतुलन और I²R हानियाँ शामिल हैं, जबकि दोषों में शॉर्टेड वाइंडिंग्स, ढीले कनेक्शंस, ग्राउंड फॉल्ट्स और रोटर फॉल्ट्स शामिल हैं।
उदाहरण 1: प्रतिरोधी हानियाँ
एक प्रतिरोधी दोष गर्मी देता है, जो एक हानि के रूप में होता है। उदाहरण के लिए, 95 एंप्स पर चलने वाली 75-किलोवाट इलेक्ट्रिक मोटर पर 0.5 ओम का ढीला कनेक्शन:
हिसाब 1: प्रतिरोधी हानियाँ
किलोवाट हानि = (I²R)/1000 = (95² x 0.5)/1000 = 4.5 kW (डिमांड हानि)
हिसाब 2: ऊर्जा उपयोग हानि
₹/वर्ष = kW x घंटों/वर्ष x ₹/kWh
= 4.5 kW x 8000 घंटों/वर्ष x ₹6.5/kWh
= ₹ 2,34,000 / वर्ष
इलेक्ट्रिक मोटर फेज असंतुलन (इंडक्टेंस और इम्पीडेंस): करंट असंतुलन को प्रभावित करता है, मोटर्स को गर्म चलाता है और मोटर की टॉर्क उत्पन्न करने की क्षमता को कम करता है। इम्पीडेंस का प्रतिशत असंतुलन दक्षता में कमी और इलेक्ट्रिक मोटर की अतिरिक्त हीटिंग का निर्धारण करने के लिए मूल्यांकन किया जा सकता है। एक सामान्य नियम यह है कि हर 10 ºC के ऑपरेटिंग तापमान में वृद्धि के लिए, उपकरण का जीवन आधा हो जाता है।
चित्र 2 – इम्पीडेंस असंतुलन के कारण दक्षता में कमी।
उदाहरण के लिए, पेपरबोर्ड कंपनी की 75-किलोवाट इलेक्ट्रिक मोटर, जो सामान्य रूप से 95% दक्षता वाली होगी, में 3.5% इम्पीडेंस असंतुलन है। दक्षता में 4 पॉइंट्स की कमी होगी, या 91% तक।
हिसाब 3: फेज असंतुलन हानियों के कारण ऊर्जा लागत बचत
₹/वर्ष बचत = kW x %लोड x ₹/kWh x ऑपरेशन के घंटे ((100/Le) (100/He))
= 75 kW x .75 लोड x ₹6.5/kWh x 8000 घंटे ((100/91) (100/95))
= ₹ 1,36,421/ वर्ष
चित्र 3 – फेज असंतुलन के कारण तापमान वृद्धि में वृद्धि।
इम्पीडेंस असंतुलन I²R हानियों में वृद्धि के आधार पर ऑपरेटिंग तापमान में भी वृद्धि का कारण बनेगा। 75-किलोवाट इलेक्ट्रिक मोटर के मामले में, इसका मतलब है कि लगभग 30 ºC तापमान वृद्धि होगी, या मोटर इन्सुलेशन जीवन का 13% मूल से घट जाएगा।
वाइब्रेशन एनालिसिस का उपयोग करके पता लगाना –
इम्पीडेंस असंतुलन अक्सर वाइब्रेशन एनालिसिस स्पेक्ट्रा में दोहरी लाइन फ्रीक्वेंसी के रूप में देखा जाता है जो कि आपूर्ति फ्रीक्वेंसी के आधार पर 100 Hz या 120 Hz होता है। यह फ्रीक्वेंसी तब उत्पन्न होती है जब चुंबकीय असंतुलन सकारात्मक साइन वेव वोल्टेज में एक दिशा में खींचता है, फिर साइन वेव के विपरीत भाग पर नकारात्मक दिशा में खींचता है।
चित्र 3 – FFT स्पेक्ट्रा में 2x लाइन फ्रीक्वेंसी सबसे ऊंची चोटी के रूप में दिख रही है ।
चित्र 4 – सुधारात्मक कार्रवाई के बाद 2x LF चोटी में भारी कमी आई।
मोटर सर्किट एनालिसिस का उपयोग वाइंडिंग्स में संदूषण का मूल्यांकन करने के लिए भी किया जाता है। मोटर के इनटेक (यदि कोई हो) और कूलिंग फिन्स की बार-बार सफाई गंदे वातावरण में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। परीक्षणों से पुष्टि होती है कि यदि भारी ड्यूटी, उदारतापूर्वक रेटेड और ओवरसाइज़्ड मोटर्स ऐसे वातावरण में मोटे तौर पर लेपित हो जाते हैं, तो वे तेजी से विफल हो सकते हैं या हल्के लेपित होने पर उनकी एयरफ्लो आधी हो जाती है। उनके इन्सुलेशन का जीवन तब सामान्य से 13-25% तक कम हो सकता है। वही घटना तब होती है जब वाइंडिंग्स संदूकों में लेपित हो जाती हैं।
MCA रोटर परीक्षण में रोटर के 360 डिग्री के घूर्णन के माध्यम से इंडक्टेंस और इम्पीडेंस रीडिंग्स की आवश्यकता होती है। रीडिंग्स को ग्राफ किया जाता है और समरूपता के साथ देखा जाता है। रोटर परीक्षण के परिणाम रोटर की निश्चित स्थिति प्रदान करते हैं और अक्सर वाइब्रेशन द्वारा संभावित रोटर दोष की पहचान के बाद, एक स्वीकृति कार्यक्रम के हिस्से के रूप में, मरम्मत के दौरान या जब मोटर को टॉर्क समस्याओं के रूप में पहचाना जाता है, तो किया जाता है।
निष्कर्ष
डी-एनर्जाइज्ड मोटर परीक्षण विद्युत मोटर्स की विश्वसनीयता और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण अभ्यास है। विभिन्न परीक्षण विधियों का उपयोग करके, तकनीशियन संभावित समस्याओं का पता लगा सकते हैं और उन्हें बढ़ने से पहले ठीक कर सकते हैं, इस प्रकार मोटर प्रदर्शन को बनाए रखते हुए और अनियोजित डाउनटाइम को रोक सकते हैं। विद्युत मोटर रखरखाव कार्यक्रम का कार्यान्वयन कंपनी की निचली पंक्ति पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालेगा। चाहे कंपनी के पास कुछ सौ मोटर हों या कई हजार, वाइब्रेशन और MCA में निवेश से प्राप्त सरल वापसी आमतौर पर महीनों में होती है।
इन दोनों तकनीकों का अनुप्रयोग एक-दूसरे की पूरक है, जबकि रखरखाव कार्यक्रम की प्रगति का मूल्यांकन और उपकरण उपलब्धता में सुधार करता है। वाइब्रेशन एनालिसिस उपकरण की यांत्रिक स्थिति का मूल्यांकन करता है जबकि MCA उपकरण की विद्युत स्थिति का मूल्यांकन करता है। संयुक्त रूप से, विश्लेषक विद्युत मोटर की पूरी स्थिति का दृश्य प्राप्त कर सकते हैं और छिपे हुए कारणों के कारण होने वाले अनियोजित डाउनटाइम को रोक सकते हैं, जो MCA के बिना पता लगाना संभव नहीं है। इस प्रकार, हमारी ऊर्जा उपयोग को भी अनुकूलित किया जा सकता है।
हम जिस डिवाइस को खरीदने की योजना बना रहे हैं, वह शक्तिशाली AT 34 है, साथ ही मोटर जीनि भी है। AT-34, जब मोटर जीनि के साथ पावर दिया जाता है, तो हमें मोटर की वाइंडिंग के हर हिस्से की पहचान करने में मदद करेगा, जिससे हमें डी-एनर्जाइज्ड होने पर मोटर के स्वास्थ्य का परीक्षण करने का अवसर मिलता है, दोनों स्थिर और गतिशील रूप से।