14 ELEKTRO 10/2013 téma Mezinárodní veletrhy: MSV 2013 v Brně a Elosys 2013 v TrenčíněKontrola kvality parametrů elektromotorů1. Úvod Firma Rosenberg s. r. o. byla založena v roce 1994 v Klenčí pod Čerchovem. Vznik-la jako výrobní závod mateřské firmy Rosen-berg GmbH se zaměřením na komplexní vý-robu a montáž elektromotorů a oběžných kol pro radiální ventilátory a na kovotlačení kom-ponent pro VZT zařízení. Od roku 1999 byl výrobní program rozšiřován, a to o produkci klimatizačních jednotek Airbox a potrubní, střešní a kanálové ventilátory, včetně příslu-šenství. Firma VUES Brno, s. r. o., jí v roce 2006 dodala zkušebnu pro kontrolní kuso-vé zkoušky asynchronních motorů s vněj-ším rotorem typu M307. V roce 2009 byla z Francie do firmy Rosenberg přesunuta vý-roba jednofázových ventilátorových motorů – projekt Ecofit – Fandis. Jde o motory s vý-konem 100 W splňující velké požadavky na kvalitu, především na bezhlučnost. Součas-ně pro zajištění kvality výroby dodal VUES Brno měřicí zkušební zařízení pro zkoušení jednofázových motorů typu M351. Obě pra-coviště splňují požadavky na kusové zkouš-ky asynchronních motorů stanovené normou EN 60034-1 a navíc v nich byla integrována základní kontrola měření vibrací zkoušených motorů podle normy EN 60034-14.Po zahájení výroby jednofázových moto-rů a prvních dodávkách odběratelé motory i přes to, že byly řádně testovány a splňova-ly všechny elektrické a mechanické parame-try, často reklamovali. Tento stav vyžadoval hlubší analýzu reklamovaných motorů, zjiště-ní příčin a jejich následné odstranění.2. Požadavky odběratele Odběratelé a uživatelé malých jednofázo-vých motorů s externím rotorem reklamovali některé vyrobené motory jako „hlučné“. Toto hodnocení bylo subjektivní – po roztočení motoru v ruce se následně poslechem určo-vala hlučnost, a nebylo je možné kvantifiko-vat a automatizovaně zpracovávat. Navíc ani nebylo spolehlivé.Na obr. 1 je zobrazen mezinárodně normo-vaný svazek křivek stejné hlasitosti, který vy-chází ze subjektivního srovnávání s referenč-ní hladinou hlasitosti při frekvenci 1 000 Hz. Z průběhu křivek je zřejmé, že pro správné vy-hodnocení hlučnosti motoru pomocí snímače vibrací je důležité rozčlenit snímané frekvenč-ní spektrum na několik pásem a u každého pás-ma nastavit samostatné limitní meze nebo použít filtraci pomocí váhového filtru typu A, kte-rý respektuje fyziologii lidského ucha.Měřicí zkušební zařízení typu M351 bylo vybaveno pro hodnocení vadných motorů z hlediska nadměrných vibrací (hluku) za in-tegrovaným měřením sumární efektivní hod-noty zrychlení, konkrétně s limitními hod-notami amin = 0,4 m · s–2 a amax = 1,0 m · s–2. Toto hodnocení je pod úrovní stanovenou ČSN EN 60034-14 pro stupeň vibrací A, pevné uložení. Nastavená maximální hodno-ta zrychlení 1m · s–2 pomohla odhalit přímo ve výrobě pouze vadné motory, včetně nali-sovaných ventilátorů, které jsou mechanicky naprosto špatně vyvážené a vadné. Skupinu motorů, které byly subjektivně označeny za vadné, toto měření kvantifikovalo jako vy-hovující bez znatelných rozdílů od skupiny motorů dobrých.Pracovníci firmy Rosenberg s. r. o., vy-brali podle svého subjektivního hodnocení:– pět motorů „dobrých“ – nehlučných,– osmnáct motorů „vadných“ – hlučných,– čtyři motory „nevyhraněné“.Měřené motory byly pro jednoduchost označeny alfanumericky D1 až D12 a S1 až S15. Do skupiny D byly podle subjektivního hodnocení vybrány motory nehlučné a s mi-nimální hlučností, zbývající byly zařazeny do skupiny s označením S.Na každém motoru byla provedena ana-lýza vibrací a hluku. Motory byly při zkouš-ce upevněny ve stejném přípravku, včetně uchycení, jako na zkušebním zařízení M351 (obr. 2). Z jednotlivých měření byla vybrá-na ta, která ukazují rozdíly mezi „dobrými“ a „špatnými“ motory. Výsledky měření jsou zpracovány do tabulek.3. Vyhodnocení měření 3.1 Vibrace 3 až 1 000 Hz Úvodní měření bylo provedeno standardně ve frekvenčním pásmu 3 až 1 000 Hz pro zjiš-tění hlavních frekvenčních složek. Na obr. 3 a obr. 4 jsou pro ilustraci grafická vyjádření frekvenční analýzy. Pro přehlednost byly za-znamenány tři různé frekvence s hodnotou vibrací pro všechny motory.3.2 Vibrace 3 až 120 Hz Vzhledem k tomu, že dominantní složky vibrací frekvenční analýzy jsou pouze dvě, další měření bylo zaměřeno pouze na tyto složky. První frekvence odpovídá 1. harmo-nické – otáčkové frekvenci, tj. 47 Hz, a dru-há frekvence odpovídá 2. harmonické napá-jecí frekvence. K měření byl použit analyzá-tor s jiným nastavením. Rozsah frekvence byl Tab. 1. Členění frekvenčního pásma Poz.Frekvence Heslo Příčina A 45 až 55 Hz nevývaha špatné vyvážení rotoru B 80 až 300 Hz elektromagnetický hluk vadný statorový svazek C 0,5 až 2 kHz ložisko vadné ložisko D 3 až 10 kHz mazivo nedostatek maziva (suché tření)E 3 Hz až 10 kHz celkové vibrace měření sumy zrychlení vibrací podle norem a empiricky z požadavků uživatelůJiří Ředina, Robert Rouchal, VUES Brno s. r. o.Petr Novák, Rosenberg s. r. o.Každý nový elektromotor má být před uvedením na trh elektricky vyzkoušen minimálně v rozsahu kontrolní zkoušky podle ČSN EN 60034-1. Mechanické vlastnosti elektromoto-ru musejí odpovídat normě ČSN EN 60034-14. Požadavky spotřebitelů ve vybraných prů-myslových odvětvích jsou vyšší a vyžadují stanovení přísnějších limitů na hodnocení kvali-ty výrobků. V oblasti ventilační techniky je to především hodnocení kvality mechanických vlastností elektromotoru. Článek podává přehled, jak sledovat kvalitu jednotlivých částí elektromotoru využitím FFT analýzy měření vibrací.Obr. 2. Zkušební přípravek Obr. 1. Křivky stejné hlasitosti 140 120 100 80 60 40 20 0 20 40 100 300 1 000 5 000 10 000 frekvence (Hz) hladina akustického tlaku (dB)