{"id":52686,"date":"2021-08-29T20:54:19","date_gmt":"2021-08-29T20:54:19","guid":{"rendered":"https:\/\/artesis.com\/?p=52686"},"modified":"2025-01-29T20:57:36","modified_gmt":"2025-01-29T20:57:36","slug":"motorstrom-signaturanalyse-mcsa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/artesis.com\/de\/motorstrom-signaturanalyse-mcsa\/","title":{"rendered":"Motorstrom-Signaturanalyse (MCSA)"},"content":{"rendered":"<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-52687\" src=\"https:\/\/artesis.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/cover-1-768x456.jpeg\" alt=\"\" width=\"768\" height=\"456\" title=\"\" srcset=\"https:\/\/artesis.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/cover-1-768x456.jpeg 768w, https:\/\/artesis.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/cover-1-1170x694.jpeg 1170w\" sizes=\"auto, (max-width: 768px) 100vw, 768px\" \/><\/p>\n<p>In der\u00a0<strong>Zustands\u00fcberwachungsbranche<\/strong>\u00a0ist die Schwingungsanalyse seit vielen Jahren weit verbreitet. Der Einsatz von Induktionsmotoren in industriellen Antrieben ist weit verbreitet, da sie als zuverl\u00e4ssig, kosteng\u00fcnstig und robust gelten. Sie haben sich sogar zu den Arbeitspferden der Industrie entwickelt, denn sie spielen eine wesentliche Rolle, wenn es darum geht, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Da die Gew\u00e4hrleistung eines sicheren Betriebs in hohem Ma\u00dfe von der ordnungsgem\u00e4\u00dfen Wartung, der Fehlerdiagnose, dem sicheren Betrieb und der Betriebszuverl\u00e4ssigkeit abh\u00e4ngt, gibt es viele herk\u00f6mmliche Techniken und Instrumente zur \u00dcberwachung von Induktionsmotoren. In diesem Artikel wird die Motorstrom-Signaturanalyse n\u00e4her beleuchtet.<\/p>\n<blockquote><p><strong>Das k\u00f6nnte Sie interessieren:\u00a0<a href=\"https:\/\/artesis.com\/condition-monitoring-for-motor-and-generators\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Motorzustands\u00fcberwachung (MCM)<\/a><\/strong><\/p><\/blockquote>\n<p>Trotz aller Hilfsmittel, die zur \u00dcberwachung der Zuverl\u00e4ssigkeit von Asynchronmotoren eingesetzt werden, hatten die Firmen immer noch mit gro\u00dfen Problemen, wie einer verk\u00fcrzten Lebensdauer der Motoren und unvorhergesehenen Systemausf\u00e4llen zu k\u00e4mpfen. Es gibt verschiedene\u00a0<em><strong>Zustands\u00fcberwachungsmethoden<\/strong><\/em>\u00a0wie z. B. die thermische \u00dcberwachung und die Schwingungs\u00fcberwachung, die kostspielige Sensoren ben\u00f6tigen, w\u00e4hrend die Strom\u00fcberwachung \u00fcberhaupt keine zus\u00e4tzlichen Sensoren ben\u00f6tigt. Lassen Sie uns also zuerst die Motorstrom-Signaturanalyse verstehen und sehen, wie sie eine entscheidende Rolle bei der Revolutionierung der Condition Monitoring-Industrie spielt.<\/p>\n<h2>Was ist eine Motorstrom-Signaturanalyse?<\/h2>\n<p>Das Konzept der MCSA entstand in den fr\u00fchen 1970er Jahren. Am Anfang wurde MCSA als ein Werkzeug vorgeschlagen, das f\u00fcr die \u00dcberwachung von Motoren in rauen Umgebungen und gef\u00e4hrlichen Bereichen innerhalb von Kernkraftwerken verwendet werden kann. Die Motorstrom-Signaturanalyse kann als eine Technik beschrieben werden, die dabei hilft, den Betriebszustand des Induktionsmotors zu bestimmen, ohne die Produktion zu st\u00f6ren. Mit anderen Worten, es erfasst ein elektrisches Signal, das Stromkomponenten hat, und identifiziert die Fehler im Anfangsstadium. Daher spielt sie eine entscheidende Rolle bei der Vermeidung von Sch\u00e4den und der Diagnose von Motorausf\u00e4llen. Klicken Sie auf diesen\u00a0<a href=\"https:\/\/www.science.gov\/topicpages\/m\/motor+fault+detection.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener nofollow\"><strong>Link<\/strong><\/a>\u00a0f\u00fcr weitere Informationen.<\/p>\n<p>Die Motorstrom-Signaturanalyse hilft bei der Erkennung der folgenden Punkte:<\/p>\n<ul>\n<li>Unwucht\/ Fehlausrichtung<\/li>\n<li>Defekte Lager<\/li>\n<li>Besch\u00e4digung der Rotorleiste<\/li>\n<li>Ladeprobleme<\/li>\n<li>Dynamischer Radialschlag<\/li>\n<li>Statischer Radialschlag<\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_52695\" aria-describedby=\"caption-attachment-52695\" style=\"width: 768px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-52695\" src=\"https:\/\/artesis.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/mcsa-768x295-1.jpeg\" alt=\"\" width=\"768\" height=\"295\" title=\"\"><figcaption id=\"caption-attachment-52695\" class=\"wp-caption-text\">Vergleich von MCM mit Vibrations- und Stromsignaturanalyse<\/figcaption><\/figure>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Wie erkennt die Motorstrom-Signaturanalyse Fehlerh\u00e4ufigkeiten?<\/h3>\n<p>Nehmen wir zum Beispiel an, Sie erhalten das Stromsignal von der Motorversorgung, ohne den Betrieb der Maschine zu beeintr\u00e4chtigen. Bei der Motorstrom-Signaturanalyse wird das Frequenzspektrum (auch bekannt als Stromsignatur) durch die Verarbeitung des Stromsignals erfasst. Im Falle eines Fehlers wird das Frequenzspektrum dem des gesunden Motors un\u00e4hnlich. Die Fehlererkennung von Asynchronmotoren und die Zustands\u00fcberwachung wird durch Signalverarbeitungstechniken erreicht, da diese kosteng\u00fcnstig sind und die Implementierung recht einfach ist. Au\u00dferdem hilft die Implementierung von\u00a0<strong>MCSA<\/strong>\u00a0dabei, eine genaue Fehleranalyse zu erhalten.<\/p>\n<p>Um die exklusiven Stromsignaturmuster zu identifizieren und einen breiteren dynamischen Bereich verschiedener Fehler zu erhalten, wird das Dezibel (dB)-Frequenzspektrum verwendet. Es hilft bei der Identifizierung von Defekten wie Statorfehlern, Rotorwanderungen, Lagerfehlern und Radialschl\u00e4gen, oder es k\u00f6nnte eine Kombination dieser Fehler vorliegen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_52703\" aria-describedby=\"caption-attachment-52703\" style=\"width: 768px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-52703\" src=\"https:\/\/artesis.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/bearing-1024x682-1-768x456.jpg\" alt=\"\" width=\"768\" height=\"456\" title=\"\"><figcaption id=\"caption-attachment-52703\" class=\"wp-caption-text\">Die Motorstrom-Signaturanalyse kann sowohl elektrische als auch mechanische Fehler effizient prognostizieren.<\/figcaption><\/figure>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Fehler, die MCSA erkennen kann<\/h3>\n<p>Hier sind die Fehler, die die Motorstrom-Signaturanalyse erkennen kann:<\/p>\n<h4>Lagerfehler<\/h4>\n<p>Normalerweise gibt es zwei W\u00e4lzlagerringe. Wenn die Betriebsbedingungen normal sind und ein Gleichgewicht zwischen guter Ausrichtung und Belastung besteht, beginnen Verschlei\u00dfausf\u00e4lle typischerweise mit kleinen Rissen. Das bedeutet, dass sie sich langsam ausbreiten und anfangen, sp\u00fcrbare Vibrationen und Ger\u00e4uschpegel zu erzeugen. Verst\u00e4ndlicherweise ist das Erkennen von Motorlagerfehlern aus verschiedenen Gr\u00fcnden, wie z.B. Fluchtungsfehlern, nicht einfach. Hier identifiziert MCSA Defekte, indem es Frequenzkomponenten \u2013 f 0 (untere Frequenz) und f 1 (obere Frequenz) \u2013 erkennt.<\/p>\n<h4>Gebrochene Rotorbl\u00e4tter<\/h4>\n<p>Bekannt ist, dass bei bestimmten Asynchronmotoren das Problem der gebrochenen L\u00e4uferst\u00e4be aufgrund der m\u00fchsamen Arbeitszyklen auftritt, aber sie sind nicht die Ursache f\u00fcr den Ausfall des Asynchronmotors. Sie k\u00f6nnen jedoch zu anderen Sch\u00e4den f\u00fchren. Der Fehlermechanismus kann z. B. Teile brechen und zu mechanischen Besch\u00e4digungen und Wicklungsausf\u00e4llen f\u00fchren, was sich direkt auf die Produktion auswirkt und zu einer teuren Reparatur f\u00fchrt.<\/p>\n<h4>Luftspalt-Radialschlag<\/h4>\n<p>Dieser Fehler verursacht eine Luftspaltl\u00e4nge, die nicht konstant zur Statorumfangszeit und zum Statorwinkel bleibt. Dies geschieht, wenn kein gleichm\u00e4\u00dfiger Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor vorhanden ist. Es gibt drei Arten von Luftspaltradialschlag: dynamische, statischer und gemischter Radialschlag.<\/p>\n<h2>Die Bedeutung von MCSA f\u00fcr die Revolutionierung der Zustands\u00fcberwachungsbranche<\/h2>\n<p>Elektrische Unterwasserpumpen (ESPs) sind ein perfektes Beispiel f\u00fcr die Bedeutung von MCSA bei der Ver\u00e4nderung der\u00a0<strong>Zustands\u00fcberwachungsbranche<\/strong>. Da ESPs bei der Gas- und \u00d6lf\u00f6rderung eine wesentliche Rolle spielen, gelten sie als eine der nachgiebigsten Optionen, wenn ein Reservoir nicht genug Energie f\u00fcr die \u00d6lf\u00f6rderung hat und eine wirtschaftliche Hebemethode zur Erh\u00f6hung des Fl\u00fcssigkeitsdurchflusses ben\u00f6tigt.<\/p>\n<p>Der raue Zustand in einigen Pumpen f\u00fchrt jedoch dazu, dass die Zuverl\u00e4ssigkeit der Pumpe beeintr\u00e4chtigt wird. Infolgedessen kommt es zu ESP-Ausf\u00e4llen aufgrund von feinen Gesteinspartikeln, pl\u00f6tzlichen \u00c4nderungen der Bedingungen im Bohrloch, dem Vorhandensein von Gas und sogar den steigenden Temperaturen. Da ESP aufgrund so vieler externer und interner Faktoren, die sich direkt auf die Produktion auswirkten, auszufallen begann, war eine L\u00f6sung gefragt, die die Risiken abmildern konnte. Hier kommt MCSA als perfekte L\u00f6sung ins Spiel, denn es analysiert Strom- und Spannungsdaten mit Hilfe fortschrittlicher Algorithmen und hilft, die Probleme fr\u00fchzeitig zu erkennen, um Sch\u00e4den zu vermeiden.<\/p>\n<figure id=\"attachment_52711\" aria-describedby=\"caption-attachment-52711\" style=\"width: 768px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-52711\" src=\"https:\/\/artesis.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/engineer-768x512-1-768x456.jpeg\" alt=\"\" width=\"768\" height=\"456\" title=\"\"><figcaption id=\"caption-attachment-52711\" class=\"wp-caption-text\">Vorausschauende Wartung stellt eine erh\u00f6hte Produktivit\u00e4t in der gesamten Anlage bereit.<\/figcaption><\/figure>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Mit der Einf\u00fchrung von MCSA erscheinen die bisherigen ESP-Zustands\u00fcberwachungs-Tools nicht mehr so effektiv, da das MCSA-System im Schaltschrank des Motors montiert werden kann (die ideale Umgebung f\u00fcr das System, um die Risiken genau einzugrenzen). Was die MCSA-Sensoren so effektiv macht, ist ihre F\u00e4higkeit, unabh\u00e4ngig von den Betriebsbedingungen Daten zu sammeln. MCSA stellt also sicher, dass es kontinuierliche Datenstr\u00f6me in bester Qualit\u00e4t gibt.a.<\/p>\n<p><iframe title=\"Predictive Maintenance with e-MCM\" width=\"1140\" height=\"641\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/vqiVJH4gsT0?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Lassen Sie uns nun die Algorithmen zur Erkennung von Anomalien im ESP besprechen, und wie jeder Motor und jede Pumpe \u00fcberpr\u00fcft werden musste. Mit MSCA ist es jedoch nicht notwendig, jede einzelne Pumpe f\u00fcr manuelle Inspektionen zu untersuchen, da das Engineering-Team problemlos Hunderte von Pumpen \u00fcberwachen kann. Das MSCA-basierte System hat den m\u00fchsamen, arbeitsintensiven Prozess der manuellen Inspektion jedes Motors und jeder Pumpe einfach \u00fcberfl\u00fcssig gemacht. Die Algorithmen zur Erkennung von Anomalien weisen auch darauf hin, welche Pumpen nicht korrekt arbeiten. Es hilft dem Wartungsteam, sich auf die Pumpen zu konzentrieren, die dringend repariert werden m\u00fcssen. Dar\u00fcber hinaus zeigt es auch die Ursache des Problems an.<\/p>\n<h2>Fehlerklassifizierung<\/h2>\n<p>MCSA verf\u00fcgt \u00fcber Klassifizierungsalgorithmen, die helfen, verschiedene Muster zu identifizieren, die mit unterschiedlichen Fehlermechanismen verbunden sind. Wenn z. B. der Stator besch\u00e4digt ist, dann zeigt die Pumpenkavitation ein anderes Muster. Wenn ein Mechanismus nicht richtig funktioniert, hinterl\u00e4sst er eine Markierung auf der aktuellen Sinuskurve, die das Wartungsteam darauf hinweist, dass er \u00fcberpr\u00fcft werden muss.\u00a0 Einige der anderen Fehler, die der MCSA erkennen kann, sind:<\/p>\n<ul>\n<li>\u00dcberhitzung und Funkenbildung aufgrund von gebrochenen oder besch\u00e4digten Rotorst\u00e4ben<\/li>\n<li>Es gibt einen Luftspaltradialschlag<\/li>\n<li>Es liegt ein Lagerschaden vor<\/li>\n<li>Lasteffekte<\/li>\n<li>Kavitation<\/li>\n<li>Verschlei\u00dferscheinungen am Material<\/li>\n<\/ul>\n<figure id=\"attachment_52719\" aria-describedby=\"caption-attachment-52719\" style=\"width: 768px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-52719\" src=\"https:\/\/artesis.com\/wp-content\/uploads\/2025\/01\/fan-768x512-1-768x456.jpeg\" alt=\"\" width=\"768\" height=\"456\" title=\"\"><figcaption id=\"caption-attachment-52719\" class=\"wp-caption-text\">MCSA verf\u00fcgt \u00fcber Klassifizierungsalgorithmen, die helfen, verschiedene Muster zu identifizieren, die mit unterschiedlichen Fehlermechanismen verbunden sind. Wenn beispielsweise der Stator besch\u00e4digt ist, dann zeigt die Pumpenkavitation ein anderes Muster.<\/figcaption><\/figure>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Das Endergebnis<\/h2>\n<p>Es ist nicht zu leugnen, dass das\u00a0<strong>MCSA-basierte Zustands\u00fcberwachungs-Tool<\/strong>\u00a0eine gro\u00dfe Bereicherung f\u00fcr ESPs ist. Es hat enorm dazu beigetragen, die Wartungskosten zu senken, Ausfallzeiten (die oft ungeplant waren) zu reduzieren und Umwelt- und Sicherheitsrisiken zu minimieren. Es ist sicherlich richtig, dass die neuesten MCSA-Tools noch effektiver sind, weil die Sensorsysteme in den MCCs montiert sind und nicht auf der Anlage.\u00a0 Insgesamt ist die Motorstrom-Signaturanalyse die beste Technologie, da sie eine hochselektive und dennoch kosteng\u00fcnstige Online-\u00dcberwachung f\u00fcr verschiedene Industriemaschinen bietet.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In der\u00a0Zustands\u00fcberwachungsbranche\u00a0ist die Schwingungsanalyse seit vielen Jahren weit verbreitet. 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