Büyük güçlü asenkron motorlarda titreşim analizi ile arıza teşhisi
Fault diagnosis with vibration analysis of large asynchronous motors
Yazar: ABDULLAH ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. ENGİN ÖZDEMİR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu çalışmada, titreşim analiz yöntemi ile endüstriyel tesislerin çalışma koşullarında büyük güçlü asenkron elektrik motorlarının mekanik ve elektrik kısımlarında oluşabilecek arızaların teşhisi ve konumlandırılması ayrıntılı bir şekilde gösterilmiştir. Bu yöntemin uygulaması, sinyallerin edinilmesi ve işlenmesiyle motor arıza teşhisi konusu, bir örnek durum olarak sunulmuştur. İlk olarak endüstride kullanımı yaygın olan elektrik motorları sınıflandırılmış,  sincap kafesli asenkron motorların içyapısı ile beraber bu motorlarda karşılaşılacak olası mekanik ve elektrik kaynaklı arızaların genel özellikleri kapsamlı anlatılmıştır. Daha sonra titreşimin fiziksel dayanağı ve titreşim teorisi ele alınarak arıza teşhisinde uygulanabilirliği gösterilmiştir. Ardından özel bir yazılım ortamında titreşim ölçümü yapılacak bir asenkron motor için, titreşim ve ölçüm değişkenleri tanımlanmış, mobil veri toplama cihazına aktarılmıştır. Vibrasyon analizi için gerekli ham titreşim verileri, motor miline ait arka yataktan radyal (mile göre yatay) yönde, ön yataktan ise hem radyal (mile göre yatay ve dikey) yönde hem de eksenel yönde hız sensörü vasıtasıyla toplanmıştır. Ölçüm değişkenlerinin tanımlandığı aynı yazılım yardımıyla, elde edilen verilerin zaman tabanlı dalga form analizi, frekans tabanlı spektral analizi ve toplam vibrasyon değerleri endüstriyel uygulamalarda kabul görmüş, uluslararası çizelgeler ve tablolar ait değerler ile karşılaştırılarak vibrasyon analizi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada örnek durum olarak sunulan elektrik motorunun titreşim ölçümü ile, titreşim analizinin önemli temelleri, analiz için gerekli titreşim verilerinin toplanması, titreşim sinyallerinin işlenmesi ve titreşim analizi ile elektrik motoru arızalarının, arıza meydana gelmeden evvel hızlı bir şekilde teşhis edilebilirliği gösterilerek yapılan bilimsel ve teknolojik çalışmalara katkı sağlaması amaçlanmıştır.

Abstract:
In this study, the vibration analysis method has been shown in detail to detect and locate faults that can occur in the mechanical and electrical parts of high voltage asynchronous electric motors in operating conditions of industrial plants. The application of this method is presented as an example of engine fault diagnostics with the acquisition and processing of signals. First, electric motors which are widely used in the industry have been classified, the general features of possible mechanical and electrical source faults encountered in these motors as well as the internal structure of asynchronous motors with squirrel cage were explained together widely. Then, the physical base & theory of vibration have been taken into consideration and demonstrated its applicability in fault diagnosis. Afterthat vibration & measurement variables have been defined for an asynchronous motor to take vibration measurment in a special software and transferred to the mobile data acquisition device. The raw vibration data required for the vibration analysis has been collected by means of a speed sensor at the radial (horizontal with respect to the motor shaft) direction on non drive side bearing of motor and at the both radial and axial (horizontal, vertical & axial with respect to the motor shaft) direction on drive side bearing of motor. With the same software defined in the measurement variables, the time-base waveform analysis, frequency-based spectral analysis and total vibration values of the obtained data were performed by comparing them with the values of international schedules and tables in accepted industrial applications. It is aimed with the vibration measurment of the electric motor presented as case stud, showing the important bases of the vibration analysis, the collection of the vibration data necessary for the analysis, the processing of the vibration signals and vibration analysis to quickly diagnose electrical motor failures before they ocur contribute to scientific and technological studies.