「氣隙檢驗機器人」來去電機內部趴趴走

馬達與發電機的種類很多，但基本結構由定子與轉子組成。定子顧名思義，在空間中靜止不動，轉子則繞著軸轉動，由軸承支撐。為了確保轉子能自由旋轉，在定子與轉子的磁通面之間會有一定的間隙，即是所謂的氣隙（air gap）。那麼，遊走在氣隙中的ABB氣隙檢驗機器人長得什麼模樣？又有什麼能耐？

簡單來說，ABB氣隙檢驗機器人堪稱目前電機界最迷你小巧的檢驗裝置，不用抽出轉子，就能深入電機內部，洞察定子、轉子與繞組的健康狀態，還能一體適用氣隙10mm以上的各類大型馬達與發電機。硬體設計上，氣隙檢驗機器人扁平有如名片夾一般，藉由可調式銜接桿與鉸鏈，彈性增減模組；同時搭配可吸附在定子槽楔上的磁性履帶，讓氣隙檢驗機器人在不同槽楔寬度與間距之中，靈活調整行進方向與配置，移動自如。維保檢驗人員只需以控制系統和搖桿操控，便能與氣隙檢驗機器人享有共同視角，透過螢幕一起身歷其境。

現地視覺檢驗，穿梭氣隙不留痕跡

外形宛如移動式履帶的氣隙檢驗機器人，可在轉子免抽出的狀態下，不留痕跡地進出電機內部，執行檢驗任務。對於維保人員來說，這可是一大福音。由於馬達與發電機常與關鍵設備相連，且現地空間多半有限。令過往的維保作業，得事前妥善協調停機時間，規劃電機撤出動線，再移至廠外或其它空曠的作業空間，進行拆卸與轉子抽出程序，爾後技術人員才可開始檢查。檢查完，再逐步置入轉子，組裝電機，送回現場，想想這是多麼工程浩大。小小的氣隙檢驗機器人省去最耗時的轉子抽出再置入手續，讓檢驗流程從平均二十天，縮短近一半的時間。除了效率飛升外，也可觀地減少停機成本與機構受損風險。

氣隙檢驗機器人還是「有圖有真相」的奉行者。機身前後與底部共搭載了五個可調式LED變焦鏡頭，能提供高解析度的即時圖像與影片，並因應不同電機結構設計，調整拍攝角度與焦距，完整紀錄定子與轉子的表面、繞組、槽楔、通風道、支撐塊等部件現況。氣隙檢驗機器人的現地視覺檢驗，相較目前做法，可安心地提高檢查頻次，重複查驗；可更深入電機內部，取得不同角度的高解析度影像紀錄，做為日後分析與維保計畫的最佳佐證。

維保服務升級，檢驗可靠加倍

看到這裡，是不是不禁想問氣隙檢驗機器人還能為電機檢驗帶來什麼驚喜？套一句ABB售服技術專家說的話：「四級保養才查得出的潛在風險，三級保養就告訴你。LEAP報告裡的風險部位，直接到點拍給你看！」

在ABB的產品手冊中，都會詳載不同型號的電機建議保養時程與維保計畫層級。依照運轉時數，ABB電機維保計劃分為四級（L1～L4）。平均而言，運轉一年建議進行一級保養（L1），兩年是二級保養（L2），運轉三年以上則是三級保養（L3），而運轉超過八年的電機，就建議執行四級（L4）的全身大保養。在三級維保計畫中，檢測人員會打開軸承，進行檢查並更換必要的絕緣配件，但不會抽出轉子。此時若加上氣隙檢驗機器人，檢測人員只需視情況移除如軸承、氣體擋板、風扇基座等部件，就能檢測四級保養（轉子抽出）才查得出的潛在風險，例如定子絕緣檢查、定子與轉子的通風管阻塞、轉子表面過熱等。對於某些因為空間過於狹窄而無法進行四級保養的關鍵設備，這無非是另一種解方。
  
ABB的高壓電機絕緣壽命分析診斷服務（Life Expectancy Analysis Program, LEAP）也因氣隙檢驗機器人的加持，讓維保計劃再升級。據統計，產業中有近六成的高壓電機故障，皆起因於定子繞組損害，而定子繞組的穩定運作與絕緣狀態有直接關聯。因此，LEAP以數萬筆高壓電機資料庫為基礎，將實際量測的介質耗損、局部放電等關鍵數據與之比對，提出高壓電機的壽命分析診斷報告，藉以協助用戶提早因應，降低停機風險。而氣隙檢驗機器人不僅為LEAP提供更完整的影像證據，還可直接移動到報告中預估的高風險部位，進行位置確認與異常狀態的嚴重程度判別，例如絕緣老化、局部放電、槽楔鬆脫等，讓診斷報告的準確度再提高。