HSD spindel plotseling Ground Fault

[Caesar]

Ik heb al een aantal medeforumlids buiten het forum om, om advies gevraagd , maar ik ben op een doodlopend spoor gelopen m.b.t ideeën en oplossingen.

Ik heb een (15-20 jaar oude?) 3.5kw HSD spindel welke samen met een Yaskawa VFD tot gister goed heeft gewerkt. Echter sinds gister toen ik de ochtend begon met de frees aanzetten, gaat de VFD in Ground Fault als ik de spindel aan wil zetten.

Ik heb een aantal dingen getest en uiteengezet zie hier onder, maar mijn vraag is wat ik over het hoofd zie en of de spindel beter te testen is, wellicht met bijvoorbeeld een megger.

Probleem:

Spindel start voor 1s, maar dan schiet de VFD in de ground fault. Ik heb vandaag een andere VFD van een forumlid overgenomen (een Danfoss), maar deze geeft een warning en begrenst de stroom op 7A. Tijdelijk limiet verhogen naar 10A wordt deze stroom vervolgens op 10A begrenst. M.a.w. de stroom loopt te snel op, hoewel de Danfoss niet meteen in de protectie schiet omdat hij de stroom kan begrenzen, schiet de Yaskawa meteen in GF beveiliging.

De instellingen en eigenschappen:

HSD ES-919 (althans, de voorloper; oude zwarte behuizing).

3.5kw, 7.5A continu, 2 polig, 32.000rpm (400hz), keramisch gelagerd.

VFD:

Yaskawa MVB018

Parameters staan al een jaar goed ingesteld, met een U/F curve van: 20V bij 4hz start en 400V bij 400hz, lineaire curve.
Stroom is altijd begrenst geweest op 7.5A, met maximale 10A voor 20s bij lage toeren.

Motor heeft de dag ervoor nog probleemloos op 10k toeren gefreest, stroom staat dan op zo'n 6.5A continu.

De analyse:

-Zonder bedrading aangesloten (stekker afgekoppeld van de spindel) gaat de VFD niet in GF
-Voor de zekerheid alles afgekoppeld en compleet nieuwe test bekabeling inclusief HSD stekker aangelegd: zowel nieuwe 3 fase naar VFD als 3 aderig + pe naar de motor om kortsluiting uit te sluiten.
-Motor werkt niet op nieuwe VFD (zelfde U/F curve): bij 500 toeren vraagt de motor 6A, bij 1000 toeren gaat hij al richting 10 en daarboven wil hij niet verder komen omdat de stroom begrenst wordt door de Danfoss VFD. Motor loopt ook niet soepel.
-Stekkerblok op de spindel zelf opengeschroeft, draden zien er goed uit.
-Stekker op de motor: alle polen nagemeten. Tussen de spoelen meet ik 1.6ohm, tussen ground en spoelen oneindige weerstand.
-VFD werkt wel goed op een andere HSD motor (7.5kw), dus instellingen lijken goed te staan. Overigens geeft de oude Yaskawa ook kuren op de andere HSD motor. Vandaar dat ik de VFD verdacht vond.
-in verleden wel paar keer gehad dat de motor even uitviel en de VFD voor een seconde uitvalt om vervolgens weer verder te gaan.
-In meest basale testsetup met compleet nieuwe bekabeling (dus voeding - VFD - Spindel, met aan/uit zetten op de VFD zelf) werkt het dus nog steeds niet.
-Enige wat ik vond is dat de PE kabel in de stekker los geschoten was: deze stond te strak in de stekker en is daarom uit de pin geschoten. Het zou zomaar gebeurt kunnen zijn dat de kabel een kortsluiting met een van de UWV draden gemaakt heeft. Overigens kreeg ik het idee dat de kabel altijd al tijden teruggetrokken was in de mantel. Ik heb ook niets geroken/gezien.


Motor heeft altijd met actieve ventilator gewerkt en zoals gezegd stroom kan nooit langdurig hoger dan 7.5A zijn geweest door de thermische stroom beveiliging die ik heb ingesteld in de VFD.

Wat ik raar aan dit alles vind, is dat de motor van een op andere dag dus doorgebrand zou zijn, zonder kwalen en zonder aanleiding? Er was geen afname van vermogen/performance, geen storingen. Gewoon op een naar de andere dag geen sjoege meer.

Het lijkt de VFd niet te zijn omdat de Danfoss ook moeite heeft om de motor aan te sturen, hoewel mij dat het meest logische leek omdat ook de VFD wat ouder is, ik dacht een kapotte FET/Condensator. Maar ik kan dus geen kortsluiting vinden in een van de windingen, maar misschien dat er met een megger wat gevonden kan worden.

Zie mijn volgende post, motor is aan megger gehangen.

Hebben jullie enig idee?

[benkr]

Je kan mijn Megger lenen of met de motor langskomen.
Ik heb een zelfde soort fout gehad in mijn HF spindel, Bjornski1976 heeft toen ontdekt dat een van de draadjes in de motor een brandplekje had, daar heb ik toen dubbel krimpkous over gedaan en nooit meer een probleem gehad met de motor, voorheen ging de VFD zo maar spontaan in Error, soms een keer per dag. soms om de 5 minuten, volkomen willekeurig.

Ik heb een erg professionele megger, tot 1000V en 10 of 100 GOhm, is echt een topding.

[HD13]

Lijkt dus op een isolatiefout, is alleen met een megger (isolatietester) te meten.
Je had al een terug getrokken aarddraad, zit er op de of in de aansluiting van de spindel zelf geen beschadiging ?

Zou zeker het voorstel Ben met beide handen aangrijpen.

[Bjornski1976]

Is het een water gekoelde unit? Zo ja, schroef hem eens open om te zien dat je geen lekkage hebt intern.

Gooi het ding aan een megger en meet de isolatie waarde. Dit gaat enorm veel info geven.

Met een mili ohm meter kan je de wikkelingsweerstand meten.

[Caesar]

Lijkt dus op een isolatiefout, is alleen met een megger (isolatietester) te meten.
Je had al een terug getrokken aarddraad, zit er op de of in de aansluiting van de spindel zelf geen beschadiging ?

Zou zeker het voorstel Ben met beide handen aangrijpen.

Gedaan, Ben staat inmiddels in mijn speeddial!

Is het een water gekoelde unit? Zo ja, schroef hem eens open om te zien dat je geen lekkage hebt intern.

Gooi het ding aan een megger en meet de isolatie waarde. Dit gaat enorm veel info geven.

Met een mili ohm meter kan je de wikkelingsweerstand meten.

Nee, niet watergekoeld, lucht gekoeld met actieve ventilator.

Ja net dus langs geweest bij Ben en hij heeft alle tijd genomen om de motor uitgebreid door te lichten.

Ben moet me maar corrigeren als ik het verkeerd zeg, maar er kwamen de volgende waardes uit:

Megger:

Iedere fase rond de 1.5gigaohm (dacht ik), i.i.g conclusie was dat daar geen probleem leek te zijn. Gemeten met 600V.

Zelfinductie meter:

rond de 6.50 mH (ik dacht milli, niet uH) voor iedere spoel.

Vervolgens de motor aangesloten op de Danfoss VFD en Ben's gloeilampen ertussen: lampen gloeide fel, motor had geen koppel en draaide verre van 8000 toeren. Bij 16.000 toeren brandden de lampen nog feller.

Alle lampen op elke fase brandden even hard, m.a.w. het is ook niet een specifieke spoel die een probleem lijkt te hebben.

Mijn kennis is maar beperkt en zeker op dit moment uitgeput. Zelfs Ben is even aan het hoofd aan het krabben.

M.a.w er is ergens een kortsluiting, maar waar? (en dan natuurlijk, wat is de kans dat we het opgelost krijgen?), of zou het juist kunnen zijn dat een van de fases draadbreuk heeft?

[HD13]

Lijkt sluiting tussen de wikkelingen.
Bij een "normale" motor kun je wikkelingen scheiden om te meten.
Geen idee of dat bij deze motor/spindel ook zo is.
Kun je zicht op de wikkelingen krijgen zonder de speciale lagers te demonteren ?

@Ben, met 500V gemeggert ?

[benkr]

Lijkt sluiting tussen de wikkelingen.
Bij een "normale" motor kun je wikkelingen scheiden om te meten.
Geen idee of dat bij deze motor/spindel ook zo is.
Kun je zicht op de wikkelingen krijgen zonder de speciale lagers te demonteren ?

@Ben, met 500V gemeggert ?

Zelfs met 600V, de megger kan tot 1000V maar dat durfde ik niet aan.
600V zit in de buurt van 400 x Wortel2, die piekwaarde van de wisselspanning.

Ja, dat scheiden heb ik ook aan gedacht, de kans is klein dat je dat kunt doen, maar wat zou het brengen als je ziet dat een van de wikkelingen anders is, dan is het evengoed einde verhaal.

[lordprimoz]

Weet je zeker dat het een es-919 is en niet een es-915? Die laatste is dacht ik 3.7kw en de 919 zit al op zo'n 5.5kw.

In het geval van de 915 heb ik er nog wel een liggen, komt van een schade machine, alles lijkt goed te werken, alleen kapje van de kabels stuk en fan is defect.

[DaBit]

Vreemde is dat het 1 seconde lang wel goed gaat. Misschien zijn het trillingen die wat doen?

[tantan]

ik raad je aan om juist wel met 1000v te meggeren. de isolatie van de wikkelingen moet daar zonder meer tegen kunnen. een dc bus van een frequentieregelaar zit al bijna op 600 volt,

[Caesar]

Weet je zeker dat het een es-919 is en niet een es-915? Die laatste is dacht ik 3.7kw en de 919 zit al op zo'n 5.5kw.

In het geval van de 915 heb ik er nog wel een liggen, komt van een schade machine, alles lijkt goed te werken, alleen kapje van de kabels stuk en fan is defect.

Ik denk dat je gelijk hebt; het is waarschijnlijk de (voorloper) ES-915. Misschien dat ik je een PB ga sturen om te kijken of we elkaar kunnen helpen. Er staat verder geen type nummer op, ik denk een van de eerste voorlopers van de ES-915.

Ik heb volledigheidshalve wat foto's toegevoegd van mijn spindel:

IMG20210523100450
IMG20210523100422

Het spreekt voor zich dat hij er wat anders uit ziet omdat de ventilator en aansluitkap eraf geschroefd zijn. Ben en ik hebben samen uitgebreid de bekabeling bekeken, daar zitten geen beschadigingen tot zover we kunnen zien.

Ik heb nog niet overwogen om hem uit elkaar te schroeven, maar als de wanhoop groeit komen we steeds dichter bij die beslissing!

Vreemde is dat het 1 seconde lang wel goed gaat. Misschien zijn het trillingen die wat doen?

Het is heel consequent:

met de Yaskawa VFD is het 1s opspoelen en dan gaat hij in GF omdat de stroom te groot wordt. Met de Danfoss kan ik de stroom limiteren. Tesamen met de befaamde lampen test van Ben is het duidelijk dat er ergens iets niet goed zit, maar wat kan ik nog steeds niet beredeneren. Dat 1 spoel misschien veroudert/kortsluiting heeft kan ik inkomen, het is een oudje, maar alle 3? Bedrading is helemaal bloot gelegd en rustig nagelopen. Het is ook een permanente fout nu, frutselen aan bedrading maakt niet dat hij het plotseling doet.

Waar ik wel achter kwam gister is dat de motor in Ster is aangesloten. Er een een knooppuntje waar 3 UWV bij elkaar geknoopt zijn. Mocht die kortsluiting hebben dan zou het logisch zijn dat alle 3 de spoelen veel te veel stroom vragen. Echter dan snap ik niet waarom de megger dat niet bloot zou leggen.

IMG20210523103337

Ik zit daarnaast heel erg met de vraag of de VFD of andere componenten dit heeft kunnen veroorzaken als er geen duidelijke oorzaak van kabelbreuk/veroudering is. Ik ben op dit moment heel huiverig om de andere spindel te gaan gebruiken als de schade gevolg is geweest van een andere oorzaak.

De oorspronkelijke setup is:

Code: Selecteer alles

3 fase + N door hoofdschakelaar in machine
1 fase + N wordt afgetakt voor permanent, apart afgezekerde 230V voor EdingCNC + pc die onafhankelijk aan kan staan zonder krachtstroom op rest van systeem
3 fase (zonder N) vervolgens naar zekeringautomaat van 10A
3 fase gaat naar net-filter
3 fase gaat van net-filter naar voeding VFD

VFD output (3 fase) naar een 3 fase reactor
reactor gaat vervolgens direcht naar de spindel.

Eerlijkheidshalve ben ik er vanochtend achter gekomen dat 1 van de fasedraden niet goed vastgeschroefd zat in de reactor. Dit kan verklaren waarom de spindel soms voor halve seconde uitviel tijdens frezen. Het kan geen kortsluiting hebben veroorzaakt (de pin bleef wel in het gat van de schroefklem, maar zat wel redelijk los), maar kan dit op korte/lange termijn schade veroorzaakt hebben?

Ik heb al besloten om mijn verlies te nemen en de oude Yaskawa VFD niet meer te gebruiken zodat ik zeker weet dat de andere motor eventueel ook niet doorbrand.

Ik leg hem wel op de schap om een goedkope gietijzeren motor voor de draaibank aan te sturen ofzo, ik vertrouw het ding i.i.g niet meer (hij wil de andere HSD motor ook niet betrouwbaar aansturen).

Bedankt voor jullie input trouwens. Ik had zo enorm gehoopt dat het de frequentie-regelaar zou zijn!

[Caesar]

Hmm, kleine update waar ik me in moet gaan verdiepen:

IMG20210523103453

De onderste gele ader, daar lopen de 3 voedings fasen door heen, de bovenste de 3 aders om ster aan te sluiten. Ik kom er net achter. Als ik tijd heb ga hem rustig uitbouwen uit het aluminium frame. Dan ga ik die bekabeling eens nalopen. Misschien dat tijdens het meggen we de kabels zodanig gebogen hadden dat ze de behuizing niet meer aanraakten.

Het is moeilijk te zien of de beschadiging diepgenoeg is om kortsluiting te veroorzaken, maar het is het onderzoeken waard.

[DaBit]

Het moet haast wel zoiets zijn.

Veel meer dan wat koper, ijzer en wat aluminium is zo'n motor niet, de spoelen komen gelijk uit kwa weerstandswaarde en zelfinductie (dus geen inwendige kortsluiting, althans niet permanent) en de megger geeft ook niet aan dat er permanente schade aan de isolatie is.

[benkr]

Ik zie nu wel een sterpunt, dat had ik gisteren niet gezien, dat betekent dat je de spoelen individueel kunt meten als je dat sterpunt losmaakt.
Niet dat het een verschil zal gaan maken, maar je kunt dan wel bepalen welke spoel de problemen geeft, dan kun je daar misschien wat gerichter gaan zoeken.
En wat ook nog kan is met een DC stroom van zeg 10A heel nauwkeurig de DC weerstand bepalen, ook dat zou een sluiting zichtbaar kunnen maken.