Hibrit tanısal ve yapay zeka tabanlı öngörü teknikleriyle 40 yaşındaki bir indüksiyon motorunun değerlendirilmesi

Neden Eski Motorlar Hâlâ Önemli

Fabrikalar, su arıtma tesisleri ve enerji santrallerinde büyük elektrik motorları sessizce dünyamızı döndürmeye devam ediyor. Bu iş atları çoğu zaman onlarca yıldır çalışıyor ve yenilemeleri maliyetli ve kesintiye yol açıcı olabiliyor. Bu makale, olağan tasarım ömrünü çoktan aşmış 40 yaşındaki endüstriyel bir motorun hâlâ güvenilir olup olmadığını araştırıyor. Klasik elektriksel kontrolleri termal görüntüleme ve modern yapay zekâ ile harmanlayarak, araştırmacılar yaşlanan bir motorun yük mü yoksa iyi korunmuş bir varlık mı olduğunu nasıl belirleyeceklerini gösteriyor.

Yakın İncelemedeki Yaşlanan Bir İş Atı

Çalışma, yaklaşık 40 yıldır hizmet veren ve genellikle beklenen 20–25 yıllık ömrün çok ötesinde olan 150 kilovatlık bir indüksiyon motoruna odaklanıyor; bu motor bir su transfer pompasını çalıştırıyor. Ekip, yaştan ötürü otomatik olarak hurdaya çıkarılmasını varsaymak yerine kapsamlı bir sağlık kontrolü gerçekleştirdi. İç yalıtımın akımı ne kadar iyi engellediğini, ne kadar kaçak akımın toprağa aktığını ve sargıların elektriksel dirençlerinin ne kadar düzenli olduğunu ölçtüler. Bu testlerin birlikte değerlendirilmesi, motorun gizli “sinirlerinin” kuruyup çatlayıp çatlamadığını ya da nem emip emmediğini söyleyerek ani ve maliyetli arızalara yol açabilecek sorunları ortaya koyar.

Elektriksel Kontroller ve Isı Haritaları

Birkaç klasik test şaşırtıcı derecede olumlu bir tablo çizdi. Yalıtım direnç ölçümleri, standartların eski motorlar için kabul edilebilir saydığı 1 gigaohm eşik değerinin çok üzerinde çıktı. Bir faz, yalıtımın voltaj altında uygun şekilde kuruduğunu gösteren güçlü bir polarizasyon indeksi gösterirken, diğer iki faz sınırdaydı ve hafif yaşlanma veya neme işaret ediyordu. Bir diğer erken uyarı göstergesi olan kaçak akım, tipik tehlike seviyelerinin çok altında kaldı; ancak burada da bir faz diğerlerinden daha zayıf görünüyordu. Ekip her sargının direncini ölçtüğünde bazı dengesizlikler buldu, fakat bunlar işletme sırasında sıcak nokta veya belirgin rahatsızlığa neden olacak düzeyde değildi.

Motorun gerçek yük altındaki davranışını görmek için araştırmacılar tam bir performans testi yürüttü. Tork, akım ve verim eğrileri, yüksek slipte bile (motor hızı ile dönen manyetik alan hızı arasındaki fark) sağlıklı bir indüksiyon motoru için ders kitabı beklentileri ile yakından uyumluydu. Kızılötesi termografi—esasen bir ısı kamerası—yüzey sıcaklıklarının ortam sıcaklığının yaklaşık 65 °C üzerine çıktığını gösterdi; bu, motorun yalıtım sınıfı için hâlâ kabul edilebilir sınırlar içindeydi. Termal görüntüler fazlar arasında hafif sıcaklık farkları ortaya koydu; bu durum, düzensiz elektriksel ölçümlere paralel olarak, daha yakın izleme gerektiren alanlara işaret ediyor.

Bir Makineye Sorun Tespit Etmeyi Öğretmek

Tek seferlik testlerin ötesinde, ekip bu ve benzeri motorlardan elde edilen verilerin sorunları önceden işaretleyen bir öngörü aracı besleyip besleyemeyeceğini sordu. Birkaç büyük, daha yaşlı motordan üç yıllık bir veri seti derlediler; her veri noktası farklı zamanlardaki yalıtım okumalarını, kaçak akımı, sıcaklığa göre düzeltilmiş sargı direncini, kızılötesi görüntülerden termal göstergeleri ve temel işletme koşullarını içeriyordu. Bu bilgileri kullanarak bir Random Forest modeli—bir tür karar ağacı topluluğu—eğitildi ve motor durumlarını “normal” veya “yalıtım riski altında” olarak sınıflandırmaya çalıştı. Gerçek arıza örneklerinin nispeten az olmasına rağmen model yaklaşık %87 genel doğruluk elde etti ve birçok, ama bütün bozulmuş vakaları değil, tanıyabiliyordu. Analiz hangi ölçümlerin en önemli olduğunu da gösterdi: sargı direnci ve termal göstergeler, yalıtım direnci ve kaçak akımın biraz önüne geçti; bu da elektriksel ve termal bakışların birleştirilmesinin değerini vurguluyor.

Motorun Kalan Ömrünü Tahmin Etmek

Yazarlar yalnızca mevcut durumu değerlendirmekle yetinmediler; aynı zamanda yalıtımın önümüzdeki yıllarda nasıl yaşlanabileceğini de sorguladılar. 25 ila 40 yaş arasındaki geçmiş test sonuçlarını kullanarak yalıtım direncinin zamanla nasıl düştüğünü tanımlayan basit bir üstel eğri uydurdular. Bu eğri geçmiş verilerle iyi uyum sağladı ve tahmine göre motor yaklaşık 45 yaş civarında hâlâ alışılmış güvenlik tabanının üzerinde, yaklaşık 2 gigaohm civarında bir yalıtım direncine sahip olacak. Ancak araştırmacılar böyle öngörülerin yalnızca onları besleyen veriler kadar iyi olduğunu vurguluyor. Uzun dönem ölçümlerin azlığı ve sıcaklık dalgalanmaları, kontaminasyon gibi birçok gerçek dünya etkisi nedeniyle modeli bir garanti değil, belirsizlik içeren bilgilendirilmiş bir tahmin olarak ele alıyorlar.

Motorları Çalışır Tutmanın Anlamı

Tüm bulguları bir araya getiren çalışma, bu özel 40 yaşındaki motorun dikkatli izleme şartıyla güvenle hizmet vermeye devam edebileceği sonucuna varıyor. Elektriksel yalıtımı, ısı davranışı, titreşimleri ve güvenilirlik istatistikleri (yaklaşık %99,94 kullanılabilirlik) uzatılmış ömre destek veriyor; yine de iki fazın erken yaşlanma belirtileri gösterdiği not ediliyor. Düzenli elektriksel testler, termal görüntüleme, titreşim kontrolleri ve yapay zekâ destekli analiz gibi birleştirilmiş yaklaşım, tesis işletmecilerine ne zaman yenileme, sargı değişimi veya nihai olarak pahalı ekipmanı değiştirme kararı alacakları konusunda pratik bir yol sunuyor. Günlük terimlerle bu çalışma, bir motorun yalnızca yaşı yüzünden hurdaya çıkarılması gerekmediğini; iyi kayıtlar, akıllı izleme ve hedefe yönelik bakım ile güvenilir şekilde dönmeye devam ederken hem para hem de çalışma kesintisi tasarrufu sağlayabileceğini gösteriyor.

Atıf: Butukuri, K.R., Giri, N.C., Yemula, P.K. et al. Assessment of a 40-year-old induction motor using hybrid diagnostic and AI-based predictive techniques. Sci Rep 16, 13739 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44319-5

Anahtar kelimeler: indüksiyon motoru, öngörücü bakım, yalıtım sağlığı, termografi, makine öğrenimi