Trillingen meten aan elektromotor: welke sensor?

Waarom trillingen meten aan een elektromotor?

Een elektromotor trilt ook wanneer hij technisch in orde is. De roterende as, lagering, elektromagnetische krachten en gekoppelde belasting veroorzaken een karakteristiek trillingspatroon. Bij een vaste bedrijfsconditie blijft dat patroon doorgaans binnen een herkenbaar bereik. Veranderingen kunnen aanleiding zijn om de motor of de aangedreven machine te inspecteren.

Mogelijke oorzaken van verhoogde motortrillingen zijn onbalans, een uitlijnfout van de koppeling, mechanische speling, lagerproblemen, resonantie of problemen verderop in de aandrijflijn. Een hogere overall trillingswaarde is geen bewijs voor één specifieke fout. Dezelfde stijging kan verschillende oorzaken hebben.

Hoe meet u trillingen aan een elektromotor?

Een industriële accelerometer registreert beweging in de richting van zijn gevoelige meetas. De elektronica van het sensortype bepaalt vervolgens welk signaal beschikbaar komt: bijvoorbeeld een dynamisch acceleratiesignaal of een berekende trillingssnelheid in mm/s RMS. De sensor wordt bij voorkeur bevestigd op een voldoende stijve plaats aan het motor- of lagerhuis, zo dicht mogelijk bij het relevante lager.

De meetrichting is bepalend. Een radiaal geplaatste sensor ziet andere bewegingscomponenten dan een axiale sensor. Meet u op een dunne beschermkap in plaats van op het dragende motorhuis, dan meet u mogelijk vooral de eigen trillingen van die kap. Ook een loszittende bevestiging kan de meetkwaliteit verminderen.

Welke trillingssensor heeft een elektromotor nodig?

Begin met de vraag die de meting moet beantwoorden. Wilt u een afwijkend trillingsniveau signaleren, of wilt u ook vaststellen welke mechanische component verantwoordelijk is? Dat verschil is belangrijker dan het merk of de aansluiting alleen.

Een standaard 4–20 mA RMS-signaal bevat niet de volledige tijdgolf of het frequentiespectrum. Daarmee kan de technische dienst wel een oplopende waarde vaststellen, maar niet op basis van die ene proceswaarde concluderen dat bijvoorbeeld de binnenring van een lager beschadigd is. Voor dat soort diagnoses zijn andere meetgegevens en signaalanalyse nodig.

mm/s RMS of acceleratie in g?

Voor algemene mechanische conditiebewaking van roterende machines is trillingssnelheid in mm/s RMS vaak praktisch. Voor kortdurende impacts en hogerfrequente effecten, die onder meer bij lagerproblemen kunnen voorkomen, biedt acceleratie in g vaak relevante aanvullende informatie. Het bruikbare frequentiebereik hangt af van sensor, montage, toerental en analyse-instellingen.

De keuze is geen kwestie van de 'beste' eenheid: het gaat om het juiste signaal voor uw bewakingsdoel. Voor meer achtergrond leest u trillingssnelheid (mm/s) of acceleratie (g): wat moet u meten? en het verschil tussen 4–20 mA en IEPE-trillingssensoren.

Hoeveel trillingssensoren heeft een elektromotor nodig?

Er bestaat geen universeel aantal meetpunten. Eén sensor op een goed gekozen lagerpositie kan waardevolle trendinformatie leveren, maar kan niet dezelfde informatie geven als meerdere sensoren aan beide motorzijden en in verschillende richtingen.

Bij een grote of kritische motor is bewaking op beide lagerhuizen logischer dan uitsluitend een sensor midden op het motorframe. Bij een compacte, minder kritische motor kan een eerste meetpunt voldoende zijn voor een eenvoudige waarschuwing. Leg de keuze vast op basis van de lageropstelling, bereikbaarheid en de gewenste foutdetectie.

Motortrillingen bewaken met een bestaande PLC

Een bestaande productielijn hoeft niet meteen een afzonderlijk condition-monitoringsysteem te krijgen. Wanneer de PLC een geschikte 4–20 mA-analoge ingang heeft, kan een Hansford velocity-transmitter een continue proceswaarde leveren. De besturing schaalt de stroomwaarde naar het ingestelde meetbereik en kan de meting tonen in HMI of SCADA.

Controleer vooraf of de uitgang werkelijk een RMS-trillingssnelheid vertegenwoordigt, welke meetband en schaal zijn ingesteld en of de loopvoeding en ingangsconfiguratie passen. Een IEPE-signaal kan niet rechtstreeks op een standaard 4–20 mA-ingang worden aangesloten zonder daarvoor geschikte elektronica.

De concrete aansluit- en schaalstappen staan in 4–20 mA trillingssensor aansluiten op een PLC.

Wanneer zijn trillingen van een elektromotor te hoog?

Er is geen vaste mm/s-waarde die voor iedere elektromotor als waarschuwing of stopgrens geldt. De beoordeling hangt onder meer af van het motortype, toerental, vermogen, constructie, fundatie, koppeling en meetmethode. Bij machines die binnen het toepassingsgebied vallen, kan een passend deel van ISO 20816 helpen bij het beoordelen van trillingsniveaus.

Start met een nulmeting van een motor waarvan de conditie bekend is. Meet steeds onder zoveel mogelijk vergelijkbare belasting en snelheid. Onderzoek afwijkingen die zich herhalen of toenemen. Een waarschuwing kan aanleiding zijn voor inspectie; een stop- of beveiligingsgrens vraagt een afzonderlijke, onderbouwde risicoafweging.

Welke Hansford Sensors-producten zijn geschikt?

Voor een elektromotor zijn vooral de Hansford HS-420, HS-421 en HS-100 relevante uitgangspunten. Het juiste bestelnummer hangt af van meetbereik, uitgang, bevestiging, aansluitwijze en omgevingscondities. Onderstaande eigenschappen hebben betrekking op de genoemde productfamilies en voorbeelden van uitvoeringen; niet iedere optie is in iedere uitvoering gecombineerd beschikbaar.

De frequentiebereiken in de tabel zijn productspecifiek en vervangen geen controle van de datasheet van het exacte bestelnummer. Beoordeel daarnaast onder meer gevoeligheid, meetas, kabelbelasting, temperatuur, EMC, beschermingsgraad en de benodigde montageadapter.

HS-420 is passend wanneer continue trendbewaking via een PLC centraal staat. HS-421 kan interessant zijn als naast de proceswaarde ook een dynamisch meetsignaal gewenst is. HS-100 past bij metingen met een geschikte data collector of analyse-instrument.

Ook montagemateriaal en bekabeling bepalen of een meetsysteem langdurig bruikbaar is. Denk aan een passende montagestift, een vlak meetoppervlak, kabeltrekontlasting en een connector die bij de toepassing past. Een magneet kan nuttig zijn bij tijdelijke metingen, maar de mechanische koppeling en hoogfrequente overdracht verschillen van een goede vaste schroefmontage.

Veelgestelde vragen over motortrillingen