Gebroken rotorstaven detecteren met de RIC-test

De Rotor Influence Check is een statische inductantiemeting op de samengestelde motor (rotor in stator). De motor is spanningsloos maar de as draait vrij. Er wordt een laagspanning wisselstroom aangelegd op de statorwikkeling. De  MotorAnalyzer 3 gebruikt hiervoor een 50 Hz meetsignaal.

Gemeten wordt de inductantie per fase bij elke rotorpositie. De statorinductantie wordt beïnvloed door het restmagnetisme in de rotor en de permeabiliteitsverandering die de individuele rotorbars veroorzaken wanneer ze onder de statorwikkeling draaien. Vandaar de naam: de rotor beïnvloedt de meting.

De rotor wordt handmatig in vaste stappen gedraaid over 360°, met behulp van een gradenschijf op de as. Bij elke positie meet het instrument de inductantie tussen twee motoraansluitingen (bijvoorbeeld fase 1↔fase 2). Het resultaat is een reeks inductantiewaarden per rotorpositie.

Stap bepalen vanuit het toerental

De stapgrootte per meting wordt bepaald door het aantal polen van de motor. Bereken dit als volgt:

Er zijn standaard sjablonen aanwezig die IONIO kan aanleveren om de exacte stapgrootte aan te houden (3, 5 en 10 graden stappen)

• Motor spanningsloos en vergrendeld (LOTO)
• As vrij draaibaar, koppeling indien nodig losgekoppeld
• Gradenschijf op de as gemonteerd voor nauwkeurige positionering
• MotorAnalyzer 3 aangesloten op de motorklemmen (methode fase 1↔fase 2 of conform instrumentinstelling)
• Per positie meten, dan rotor stap voor stap draaien tot volledige omwenteling (360 graden)

De MotorAnalyzer 3 berekent per meetpositie de procentuele afwijking van de gemeten inductantie ten opzichte van een referentiewaarde (Δ_ref). De grenswaarde stel je zelf in, bijvoorbeeld 10%.

Waarden binnen ±10%: motor goedgekeurd (IO).

Waarden buiten ±10%: afwijking gedetecteerd — instrument geeft rode NIO-indicatie.

Onderstaand voorbeeld toont een RIC-meting op een motor waarbij rotorbarproblematiek aanwezig is. De meting is uitgevoerd in stappen van 20°, methode fase 1↔2.

Analyse: Op positie 9 (160°) springt de inductantie van de basiswaarde van circa 109 mH naar 136 mH. Dat is een afwijking van 24,92% — ruim boven de ingestelde grens van 10%. In de grafiek verschijnen twee rode pieken, consistent herhalend per poolpitch. Dit patroon is kenmerkend voor een gebroken of sterk beschadigde rotorbar: het defect passeert elke poolgroep identiek, waardoor de uitschieter zich periodiek herhaalt over de omwenteling.

De RIC-test is een waardevol onderdeel van een statisch motortest-protocol, maar heeft specifieke beperkingen die de interpretatie beïnvloeden.

Residueel magnetisme vereist

De meting wordt mede beïnvloed door het restmagnetisme in de rotor na bedrijf. Een volledig nieuwe motor die nog nooit energetisch is geweest, of een motor die lang stilgestaan heeft, kan onvoldoende residueel magnetisme hebben. Het resultaat kan een vlakke plot zijn zonder diagnostische waarde — ook al is de rotor gezond.

Koperstaafrotoren geven weinig signaal

Motoren met koperen staven (doorgaans middenspanning, > 3 kV) hebben door hogere materiaalkwaliteit en grotere luchtspleetmaten vrijwel geen residueel magnetisme. De RIC-plot blijft vlak. Dit is normaal voor dit type, maar maakt de test onbruikbaar als conditiebewakingsmethode.

Grote luchtspleetmaten dempen het signaal

Hoe groter de luchtspleet, hoe zwakker de magnetische koppeling tussen rotor en stator. Oudere motoren (U-frame) en grootvermogenmotoren met grotere luchtspleetmaten geven een gedempte rotorbijdrage aan de statorinductantie. Boven een bepaalde luchtspleetbreedte is het signaal niet meer betrouwbaar te interpreteren.

Geen absolute normwaarden beschikbaar

Motorenfabrikanten publiceren geen nominale inductantiewaarden. De RIC-test is daardoor alleen bruikbaar als trendmeting of vergelijking met een referentiemotor van hetzelfde type. Een eenmalige meting van een onbekende motor zonder historische data is niet eenduidig te beoordelen.

Positienauwkeurigheid is kritisch

Een fout in de stapgrootte — te grote of te kleine roteringstap — vertekent de resultaten. Handmatig indexeren zonder gradenschijf geeft te grote meetfouten. De gradenschijf op de as is geen optioneel hulpmiddel maar een meetvereiste.

Vroege scheurvorming niet altijd detecteerbaar

Een initieel haarscheurtje in een rotorbar veroorzaakt bij stilstand en afgekoelde motor niet altijd een meetbare verandering. Pas bij thermische belasting gaat de scheur open. De RIC-test, uitgevoerd op een afgekoelde motor, mist in dat geval de fout. Motor Current Signature Analysis (MCSA) onder belasting is hiervoor gevoeliger.

Lees ook: dynamische motoranalyzer.