Motor Akım İmza Analizi (MCSA) tekniği, mühendislerin elektrikli makinelerin kalbine derinlemesine inmelerine ve operasyonel sağlıklarını çözmelerine olanak tanıyan bir teşhis aracı olarak hizmet verir. MCSA, elektrikli makinelerin durumunu detaylı bir şekilde izlemek için yöntemsel bir süreç olarak işlev görür. Sadece izleme ötesine geçer; potansiyel arızaları kritik sorunlara dönüşmeden önce tespit etmeye hazır olarak hizmet eder. Temelde, MCSA, asenkron motorları transdüser olarak kullanarak, bu mekanik güç merkezlerinden geçen akımlardan değerli içgörüler elde etmenizi sağlar.

Faults Detected by Different Methods

Şekil 1 Farklı Yöntemlerle Tespit Edilen Arızalar

Elektrikli Makine Sağlığının İzlenmesi

Endüstriyel mühendislik alanının sürekli değişen ortamında, elektrikli makinelerin sağlığı önemli bir yer kaplar. Çeşitli endüstrilerin işleyişi için hayati olan bu makineler, sorunsuz operasyonları sağlamak için dikkatli gözetim gerektirir. Sağlıklarını izlemek, endüstriyel ekosistemin önemli organlarının tıbbi kontrolüne benzer bir şekilde öncelikli hale gelir.

Elektrikli makinelerdeki akımların karmaşıklığı, bunların sağlığı hakkında birçok bilgi sunar. MCSA, motor akımlarının inceliklerini sürekli olarak gözlemleyip analiz eder. Bu titiz izleme, sadece anlık önem taşımaz; aynı zamanda potansiyel kesintilere ve endüstriyel süreçlerdeki aksaklıklara karşı koruyucu bir yaklaşımı temsil eder.

Motor Akım İmza Analizi ile Erken Arıza Tespiti

Erken hata tespitinin önemi yadsınamaz. MCSA, mühendislere stator sargı düzensizliklerinden rotor dengesizliklerine kadar olan sorunları hassasiyetle belirleme şansı verir. Bir soruna başlangıç aşamasında müdahale ederek, endüstriler maliyetli arızalardan kaçınabilir, makine ömrünü uzatabilir ve genel operasyonel verimliliği artırabilir.

Motor Akım İmza Analizinin (MCSA) Temelleri

MCSA: Tanımı ve Amacı

Motor Akım İmza Analizi (MCSA), sadece bir teşhis aracı değildir. Temelde, MCSA, asenkron motorlardan akım sinyallerinin çıkarılması ve analizini içerir, bunları uygulanabilir içgörülere dönüştürür. Amacı ise makinelerin sağlığının karmaşıklıklarını çözmek, potansiyel sorunları öngörmek ve önceden önleyici düzeltici önlemlere sağlamaktır.

MCSA'nın Arıza Tespit Yetenekleri

Motor Akım İmza Analizi, motorlardan gelen akım sinyallerini hassasiyetle analiz ederek, makinenin sağlığına dair kapsamlı bir görünüm sunar. MCSA, arızaları operasyonel verimliliğe zarar vermeden önce ilk aşamalarında tespit edebilir.

MCSA’nın yöntemsel yaklaşımı, akım sinyallerinin toplanması, bir veri toplama cihazının kullanılması ve sinyallerin spektral analize tabi tutulmasını içerir. Bu analiz, genellikle Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) tarafından kolaylaştırılan, akım sinyalinin frekans bileşenlerini ortaya çıkarır – esasen akımın dilini bir teşhis spektrumuna çevirir.

Hassasiyet Önemlidir: Çeşitli Sorun Türlerinin Belirlenmesi

MCSA, performansı tehlikeye atabilecek bir dizi sorunu belirleme konusunda ustadır. Stator sargı düzensizliklerinin inceliklerinden rotor dengesizliklerinin inceliklerine kadar, MCSA hiçbir sorunu atlamaz. Teşhis odaklı bakışı, bağlantı sorunlarından yük düzensizliklerine, verimlilik inceliklerinden rulman işlevselliğindeki potansiyel aksaklıklara kadar uzanır.

Çözülmediği zaman felakete yol açabilecek bir rulman sorununu önceden tahmin etmeyi hayal edin. MCSA, ince ayarlı yetenekleriyle sadece bu sorunları tanımlamakla kalmaz, aynı zamanda birini diğerinden ayırt eder ve mühendislere hedefe yönelik müdahaleler için bir yol haritası sunar.

MCSA Metodolojisi

MCSA Metodolojisi

Motor Akım İmza Analizi (MCSA)nın merkezinde, sadece bir güç üreticisi olarak değil, aynı zamanda çok değerli bir verinin bir transdüseri olarak çalışan asenkron motor bulunmaktadır. Asenkron motorlar, makine içinde dolaşan akım sinyallerinin inceliklerini yakalamak için stratejik bir şekilde kullanılır. Bu motorlar, elektrik akımlarının karmaşık dilini teşhis bilgisi kaynağına çeviren tercümanlar gibi görev yapar.

Akım Sinyallerini Toplama Süreci

MCSA’nın yolculuğu, asenkron motorun dikkatlice toplanan akım sinyalleri ile başlar. Bu süreç, makinenin tam anlamıyla hayati sıvısı olan elektrik akımlarına müdahale ederek gerçekleşir. Mühendisler, bu sinyalleri yakalamak için motor devrelerindeki önemli noktalara stratejik bir şekilde sensörler veya probeler yerleştirir. Toplanan veri, makinenin sağlığını bize sunar.

Veri Toplamada Hassasiyet

Veri toplama cihazı, toplanan akım sinyallerinin doğru bir şekilde yakalanmasını ve sonraki analiz için iletilmesini sağlayan bir koruyucu olarak hizmet eder. Bu cihazlar, verinin doğruluğunun korunmasında kilit bir rol oynayarak teknoloji ve mühendisliğin birleşimini ortaya koyar. Bu, mühendislerin akımlarda gizlenmiş verileri açığa çıkarmalarına olanak tanır.

Sinyal Koşullandırma ve Spektrum Çıkarma

Ham akım sinyalleri büyük potansiyele sahiptir ancak rafine edilmeleri gerekmektedir. Sinyal kondisyonlama, bu ham sinyallerin titiz bir hazırlık sürecinden geçtiği, ayarlamaların, filtrelemenin ve kalibrasyonun yapıldığı bir süreçtir.

Bu sürecin sonu, sinyalin spektrumunun çıkarılmasıdır; bu, Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) gibi araçlar aracılığıyla gerçekleştirilen karmaşık bir işlem içerir. Bu spektrum, frekans bileşenlerinin görsel bir temsilidir ve potansiyel sorunları teşhis etmeye olanak sağlar. Spektral analizin bu alanında örüntüler ortaya çıkar, bu da mühendislerin anormallikleri ayırt etmelerine ve potansiyel hataları tahmin etmelerine olanak tanır.

MCSA’da Spektrum Analizi

Motor Akımı Spektrumunun Yorumlanması

Motor akımının spektrumu, mühendislere makine sağlığının dinamikliğine bir bakış sunan karmaşık bir gösterge olarak hizmet eder. Esası, detaylı bir yorumda yatar; burada mühendisler, spektrumu dikkatlice analiz ederek yaklaşan sorunların habercisi olabilecek örüntüleri ortaya çıkarır veya düzgün çalışan bir makinenin örüntülerini aydınlatır. Spektrum içindeki her zirve, çukur ve kontur, motorun operasyonel durumunun bütünlüklü anlayışına katkı sağlayan bir veri noktası haline gelir.

Frekans Bileşenlerinin Açıklaması

Spektrum içinde frekans bileşenleri, temel unsurlar olarak ortaya çıkar. Bu frekansların büyüklükleri, her frekansın genliğini veya ses düzeyini temsil ederek motorun sağlığı ve işleyişi hakkında kritik bilgiler içerir. Spektrum içindeki zirveler ve vadiler, motor akımındaki karakteristik frekansları belirler. Bu büyüklüklerin önemini anlamak, karmaşık bir problemi çözmeye benzerdir – her frekans, makinedeki genel uyum veya uyumsuzluğa katkıda bulunur.

Zaman Dalga Biçimi Sinyallerinin Frekans Konusundaki Önemi

Zaman dalgası sinyallerinden frekans alanına geçiş, analizde dönüştürücü bir noktayı işaretler. Bu değişim, bir hikayenin anlatısından yapısal karmaşıklıklarının ayrıntılı bir incelenmesine geçişle benzerdir. Zaman dalgası sinyallerini frekans alanında ifade etmek, gizli düzensizlikleri ortaya çıkararak, zaman alanında fark edilemeyen gizli örüntüleri ortaya çıkarır.

Spektrum Analizinde Hızlı Fourier Dönüşümünün (FFT) Rolü

Motor Akım İmza Analizi’ndeki spektrum analizinin merkezinde, zaman alanı sinyallerinin frekans alanı muadillerine karmaşık bir dönüşümünü düzenleyen Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) bulunmaktadır. FFT, ham akım sinyallerini anlaşılır bir spektruma dönüştürür. FFT’nin hassasiyeti ve verimliliği, MCSA’nın teşhis yeteneğine önemli ölçüde katkıda bulunur; bu, mühendislerin spektrumu matematiksel hassasiyetle görebilmesine ve uygulanabilir içgörüler elde etmesine olanak tanır.

Şekil 2 Motor Akım İmza Analizi için İzleme Sistemi

MCSA Uygulamaları

Hassas Teşhis: Motordaki Arıza Modellerini Tespit Etme

Motor Akım İmza Analizi (MCSA), motor operasyonlarının  hata örüntülerini ayırt etme konusunda bir teşhis uzmanı gibi çalışır. Spektrum, akım sinyallerinin grafiksel bir temsilini içerir ve potansiyel sorunları canlı bir şekilde resmeden anormallikler ve düzensizlikleri gösterir. Spektrum analiziyle elde edilen içgörülerle mühendisler, motorun yaklaşan sorunlarının erken göstergeleri olarak kullanılabilecek hata desenlerini belirleme hassasiyetine sahip olurlar. Spektrumun titiz analizi, sorunların büyümeden önce ele alınması için proaktif önlemlerin alınmasını mümkün kılar.

Sağlıklı ve Sağlıksız Motorları Tanımlama

Spektrum analizi sayesinde mühendisler, sağlıklı çalışan bir motorun uyumlu akımlarını tanımlayabilir ve bunları, zor durumda olan bir motorun belirleyici olanlarıyla karşılaştırabilir. Bu, sağlıklı bir motorun ve sağlıksız bir motorun disonansını ayırt etme yeteneği, MCSA’nın makinelerin sağlığı üzerinde proaktif bir koruyucu rolünün temelini oluşturur. Spektrum analizi, sadece tanımlamayı aşan, motorun operasyonel dinamikleri hakkında kapsamlı bir anlayış sağlayan bir teşhis aracına dönüşür.

Belirli Bileşenlerdeki Potansiyel Arızanın Tahmin Edilmesi

Genel motor sağlığının genel özelliklerinin ötesine geçen MCSA, belirli bileşenlerin detaylı karmaşıklıklarına iner. Sadece düzensizliklerin sinyalini vermekle kalmaz, aynı zamanda olasılıkları daraltır, mühendisleri başarısızlığın eşiğinde olabilecek belirli bileşenlere yönlendirir. Sorun stator sargı düzensizliklerinde, rotor dengesizliklerinde, bağlantı düzensizliklerinde, yük dalgalanmalarında, verimlilik inceliklerinde veya rulman işlevselliğinde potansiyel sorunlarda olsa bile MCSA, hedefe yönelik müdahaleler için titizlikle bir yol haritası çizer. Spektrum analizi, mühendisleri dikkate değer ve önceden alınmış tedbirler gerektiren hassas alanlara yönlendiren bir pusula haline gelir. Bu, MCSA’yı bir teşhis aracından endüstriyel makinelerin güvenilirliği ve uzun ömürlülüğünü sağlamak için stratejik bir ortağa dönüştürür.

MCSA’nın Avantajları

Önleyici Bakıma Yol Açan Erken Arıza Tespiti

Motor Akım İmza Analizi (MCSA)nin öncelikli özelliği, erken hata tespiti konusundaki yeteneğidir. Bu yetenek sadece sorunları tanımlamak değil aynı zamanda önleyici bakım stratejilerine olanak proaktif bir yaklaşımdır. MCSA, arıza örüntülerini henüz başlangıç aşamasında ortaya çıkararak, bakım ekiplerine sorunların büyümeden önce müdahale etme ve felaketle sonuçlanabilecek başarısızlıkların riskini azaltma gücü verir. Bu erken tespit, güçlü bir önleyici bakım çerçevesinin temeli olarak hizmet eder ve elektrikli makinelerin sürekli sağlığını sağlar.

Zamanında Onarımlar ve Azalan Arıza Süreleri Sayesinde Maliyet Tasarrufu

Endüstriyel operasyonların dinamik ortamında, zaman para demektir. MCSA, zamanında yapılan tamirleri kolaylaştırarak ve iş durmalarını minimize ederek finansal bir müttefik olarak kendini kanıtlar. Potansiyel arızaları önceden tahmin etme yeteneği, organizasyonlara planlanmış bakım penceleri içinde onarımları planlama ve gerçekleştirme olanağı tanır, planlanmamış kapanışlardan kaynaklanan önemli finansal kayıpları önler. Bu bakım stratejisinin maddi maliyet tasarruflarına dönüşmesi, MCSA’yı sadece bir teşhis aracı değil, endüstriyel işletmeler için finansal bir koruyucu yapar.

Elektrik Makinelerinin Arttırılmış Güvenilirliği ve Uzun Ömrü

Güvenilirlik, endüstriyel makineler için hayati önem taşır ve MCSA, uzun bir işletme ömrünü garanti altına alarak dikkatli bir gözetleyici rolü görür. Bu metodoloji, sorunları erken aşamalarında ele alarak elektrikli makinelerin genel güvenilirliğine katkıda bulunur. MCSA aracılığıyla başlatılan önleyici önlemler, sadece arızaları önlemekle kalmaz, aynı zamanda makinenin karmaşık bileşenlerini korur, uzun ömürlülüğü teşvik eder ve elektrik sistemlerinin işletme bütünlüğünü sürdürür.

Genel Sistem Verimliliğine Katkı

MCSA, verimsizlikleri, yük dalgalanmalarını ve bileşenlerdeki düzensizlikleri tespit ederek, genel sistem verimliliğini optimize eden hedefe yönelik müdahalelere olanak tanır. Bu sadece makinelerin bakımı ile ilgili değil, tüm operasyonel ekosistemi zirve performansa yükseltme konusunda bir çabadır ve her bir bileşenin sistemin içinde uyum içinde çalışmasını sağlama amacını taşır.

Zorluklar ve Limitler

MCSA'nın Uygulanmasındaki Potansiyel Zorluklar

Motor Akım İmza Analizi (MCSA), kestirimci bakımda etkili bir araçtı  ancak uygulaması bazı zorluklar içerir. Önemli bir engel, makinenin karmaşıklığı ve işletildiği çeşitli endüstriyel ortamlardır. MCSA’nın uygulanması, her bir sistemin detaylı bir anlayışını gerektirir ve bu da çeşitli uygulamalarda metodolojilerin standartlaştırılması konusunda zorluklar yaratır. Ayrıca, MCSA’nın teknik detaylarına ve endüstriyel kurulumların farklı özelliklerine hakim olan yetenekli personel ihtiyacı, başka bir zorluğu ortaya çıkarır.

Belirli Arıza Türlerinin Tespitindeki Limitler

MCSA ne kadar güçlü olursa olsun, her şeyi bilemez. Bazı türdeki hatalar, teşhis yeteneklerinden kaçabilir. Örneğin, mekanik hatalar her zaman motor akım imza analizinde belirgin bir şekilde ortaya çıkmayabilir, bu nedenle sadece bu yöntemle tespit etmek zor olabilir. MCSA’nın sınırlarını anlamak önemlidir; çünkü belirli hata örüntülerinde başarılı olabilir, elektrikli makineleri etkileyebilecek tüm sorun türleri için evrensel bir çözüm olmayabilir.

MCSA Sonuçlarının Doğruluğunu Etkileyen Faktörler

MCSA sonuçlarının doğruluğu, çeşitli faktörlere bağlıdır ve uygulamada karmaşıklık yaratabilir. Çevresel koşullar, elektriksel gürültü ve yük değişimleri gibi dış faktörler, MCSA sonuçlarının hassasiyetini etkileyebilir. Sensörlerin kalibrasyonu, doğru montaj ve veri toplama cihazlarının kalitesi kritik rol oynar. Ayrıca, endüstriyel ortamların dinamik yapısı, bir dereceye kadar öngörülemezlik getirir ve MCSA tahminlerinin doğruluğunu sürdürmek için sürekli dikkat ve yeniden kalibrasyon gerektirir.

Sonuç

Motor akım imza analizi, olası arızaların tespitinde önemli bir rol oynar. Bu arızaları tespit etmek için verilerin doğru ve yeterli miktarda elde edilmesi ve ardından analiz edilmesi gerekmektedir. Sensemore ise bu konuda müşterilerine Duck çözümünü sunmaktadır. Duck bir IoT veri toplama cihazıdır ve veriyi analiz yazılımına toplamak ve transfer etmek için kullanılır. Duck cihazı, 8 kanala sahiptir ve 8 farklı analog çıkış sensöründen aynı anda manuel, periyodik ve tetiklenmiş ölçümler alabilir. Bu kanallara akım, gerilim, sıcaklık, titreşim, nem, basınç vb. gibi analog sensörler bağlanabilir ve ölçümler Sensemore Cloud App üzerinde görüntülenebilir.

Fig. 4 Analog IoT Data Acquisition Device: Duck

Elektrik imza analizi için Sensemore, müşterilerine bölünmüş çekirdekli akım transformatörleri, yüksek akımlı motorlar için Rogowski bobinleri ve gerilim değerlerini ölçmek için gerilim bölücü sensörler sunmaktadır. Bu cihazlar, elektrik kontrol merkezi içinde (panel) motor faz kablolarına kolayca yerleştirilebilir, ve akım-gerilim verileri Duck cihazına aktarılır. Duck, bu veriyi Sensemore Bulut Uygulamasına transfer eder. Bulut Uygulaması içindeki yazılım, veriyi analiz eder, kullanıcı için olası arızalar hakkında raporlar oluşturur ve ayrıca enerji izleme yetenekleri sağlar.

İlgili Bloglar