I guasti nei motori elettrici – Il punto di vista dell’esperto Mark Gurney

I guasti nei motori elettrici – Il punto di vista dell’esperto Mark Gurney.

Vogliamo qui condividere la traduzione di un articolo del nostro amico ed esperto Mark Gurney, che con la sua società 3Phi-Reliability (www.3Phi-Reliability.com) si occupa, in Europa ma non solo, di risolvere problematiche tecniche relative a motori elettrici e azionamenti, in special modo analizzando i guasti nei motori elettrici in dettaglio.

Lo riadatteremo con alcune piccole modifiche per migliorarne la leggibilità in lingua italiana. Da qui in avanti le parole di Mark.

“Questo programma di controllo è costruito su un database di prove effettuate in molti settori e su una vasta gamma di motori a bassa tensione.

Proviamo a fare riferimento ad uno studio del 1983 dell’Electric Power Research Institute (EPRI) realizzato da General Electric (GE) [1] in cui sono stati valutati 4797 motori con 1227 guasti.

Il titolo è: “Affidabilità dei motori elettrici di grandi dimensioni”, anche se non è chiaro cosa significhi “grandi”.

Ecco un’istantanea dello studio:

“Innanzitutto è stato notato che oltre il 90% dei guasti si è verificato nel 54% degli stabilimenti esaminati, mentre la metà dei guasti si è verificata nel 17% degli stabilimenti esaminati”.

“Il tasso medio di guasto dei motori in tutti gli stabilimenti è stato del 3,4% annuo per unità, con alcune sedi che presentavano un tasso più elevato mentre il 46% delle sedi presentavano tassi di guasto molto bassi.

Complessivamente, lo studio ha rilevato che gli stabilimenti ai due estremi dell’analisi statistica avevano un tasso di guasto del 9,3% all’anno (17% delle strutture) mentre il 13% dei siti aveva un tasso di guasto dello 0,8% circa”.

Quindi, cosa ci dice questo? Che alcuni stabilimenti riescono ad avere una elevata affidabilità dei motori, altri no. La differenza nel tasso di guasto tra i siti è di oltre 12 volte.

Per il 41% dei motori, i cuscinetti sono il problema principale, seguiti a ruota dall’avvolgimento del motore con il 37% dei difetti.

Un’azienda lattiero-casearia australiana con oltre 3500 macchine rotanti nel database dell’analisi vibrazioni ha registrato difetti allo stadio iniziale pari al 12% degli motori e, una volta effettuata l’analisi dei circuiti motore (Motor Testing MCA – Motor Circuit Analysis), l’8% dei motori testati presentava difetti. Quindi questo rapporto tra i tassi di guasto appare abbastanza coerente.

Questi dati risalgono al 1983, sono piuttosto vecchi e, a mio parere, non possono rappresentate un aspetto che è cambiato radicalmente: l’uso degli inverter. Nel 1983 (quasi quarant’anni fa) gli inverter non erano ancora in commercio.

Quali sono le previsioni dei dati di affidabilità dei motori nel 2022, con l’uso degli inverter, secondo 3Phi-Reliability?

Facendo riferimento ai dati ottenuti con le analisi Motor Testing MCA, tenendo presente che questi dati non sono guasti ma difetti rilevati prima del guasto, è stato verificato che tra tutti i motori analizzati durante il loro funzionamento:

• 17% presentano difetti di avvolgimento dello statore (angolo di fase, valore di Current Frequency Response – metodo ALLTestPro)
• 22% presentano difetti resistivi (squilibri superiori al 3%)
• 2,3% presentano difetti di resistenza di isolamento (inferiore a 100 MegaOhm)

Per un totale di 41,3%, in aumento rispetto allo studio precedente del 1983 che si attestava al 37%, ma decisamente comparabile.

Questa è la parte interessante dei dati:

• Il 63,2% degli impianti veniva avviato direttamente, con sistemi stella-triangolo o soft start.
• Il 36,8% era collegato ad un inverter.

Dei motori con difetti significativi nell’avvolgimento, l’82% era collegato a un inverter.  Quindi il 37% degli inverter appare responsabile dell’82% dei difetti di avvolgimento.

In sintesi, finora l’attenzione si è concentrata sulle correnti attraverso i cuscinetti create dalla presenza degli inverter, ma questi dati suggeriscono che anche i difetti di isolamento e negli avvolgimenti subiscano influenze significative dovute alla presenza di inverter.

Garantire una corretta messa a terra degli inverter è il primo passo, seguito da un test dinamico sulle correnti e sulle conseguenti correnti parassite attraverso i cuscinetti.

Lo studio di cui sopra indica che una buona manutenzione elettrica diagnostica preventiva e predittiva nei motori elettrici può ridurre di 12 volte il “tempo medio di inattività per guasto”.

 

Per avere più informazioni sul nostro amico Mark Gurney e sulle sue tecniche per prevenire i guasti nei motori elettrici, potete accedere al sito di 3Phi Reliability cliccando qui.

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