モーターの不良症状: 電動モーターの故障の早期警告兆候を発見する

保守チームは夜勤中に 90 kW のポンプ モーターから低いうなり声を聞きます。何もトリップせず、パネルゲージは正常に読み取り、モーターはさらに 6 週間、ドライブエンドのベアリングが固着してシャフトに傷が付くまで作動し続けます。症状はずっとありました。欠けていたのはそれを読む方法でした。

悪い運動症状がランダムに発生することはほとんどありません。電気モーターでは、モーターは 4 つの物理ゾーンの周囲に集まり、各ゾーンは温度、音、振動、電流などの痕跡を残します。署名を正しく読み取ると、ほとんどの障害は緊急通報ではなく定期メンテナンスになります。

対処する価値のある 6 つの症状

以下のリストは、深刻度ではなく、サービス コールに表示される頻度によって並べられています。それらのどれもそれ自体がデータ ポイントです。 2つまたは3つを一緒にするのがパターンです。

障害が物理的に存在する場所

シンプトンは、コンポーネントを指している場合にのみ役に立ちます。以下の 4 つのゾーンは、メンテナンス チームが目にするもののほとんどをカバーします。

コアと積層スタック

ステーターコアは磁束を運び、何百枚もの薄い鋼板をプレスして接合して作られています。パンチされたエッジのバリ、かみ合わせの弱さ、または不均一な積み重ね圧力により、シート間に微小な空隙が生じます。これらのギャップにより渦電流損失が発生し、局所的な熱と 2 倍の回線周波数でのハム音として現れます。また、スタックが緩むと負荷がかかって歯が動くため、電気的測定値は正常のままですが、振動が増加します。

インターロック積層モーターおよびトランスコア 溶接や接着剤を使用しない、正確な位置合わせを備えたインターロックコアは、均一な磁路と一貫したアセンブリをサポートします。スタックの品質が渦電流損失に影響する場合に関連します。 製品を見る→

ここで重要なのは積み重ね方法です。インターロックされたコアは溶接や接着剤を使わずに結合するため、磁路がきれいに保たれますが、これはパンチ公差と積層圧力が制御されている場合に限られます。私たちの インターロック積層精度に関するテクニカルノート 損失が実際にどこから発生しているのかを説明します。

巻線と絶縁

断熱材は徐々に劣化していきます。汚染、熱クラス限界を超えた継続的な動作、およびエナメル質の削り落としのたびに繰り返し開始される場合。通常、最も初期の証拠は、サージ試験が不合格となるかなり前に、相間の巻線抵抗の不均衡がゆっくりと上昇することです。すでに 2 回巻き戻されたモーターは、2 回目のベーク サイクルでコア鋼がさらに劣化するため、元の損失値に戻ることはほとんどありません。

ベアリング

ベアリング dominate failure statistics because they sit at the intersection of load, lubrication, alignment, and — on inverter-fed machines — stray shaft current. A high-frequency drive without a discharge path will pit the raceway within months, and the only audible clue is a faint whine that comes and goes with speed.

産業用モーター用絶縁ベアリングエンドクロージャー 産業用ドライブの電気的破壊や漏れを防ぐように設計された高強度構造を使用した、高電圧および可変周波数モーター用の絶縁エンドシールド。 製品を見る→

冷却と換気

巻線温度が 10 °C 上がるごとに、絶縁寿命はおよそ半分になります。ダクトの詰まり、ファンのひび割れ、修理後にファンが逆向きに取り付けられた場合、または設置後に清掃されなかったエンクロージャはすべて同じ結果をもたらします。1 年で最も暑い週に故障したモーターが、作業場では正常に見えたとしてもです。

産業用ドライブ用モーター遠心冷却ファン 大中型産業用モーター用のシャフト駆動遠心ファン。バランスの取れたスチール製インペラと、巻線とコアの熱を除去する防食コーティングが施されています。 製品を見る→

フレーム、マウント、構造

溶接されたフレームとベースは硬いですが、無限に硬いわけではありません。走行速度で共振するベースプレートは、許容範囲内の振動測定値を増幅させます。また、一度調整されただけで再検査されなかった機械では、取り付け脚付近の溶接亀裂が発生する傾向があります。の モーターコアとフレームの製造 この側面は簡単です。取り付けインターフェイスの寸法の一貫性により、これらのケースのほとんどが発生する前に防止されます。

症状パターンを並べて比較する

単一の読み取り値ではなく、パターンを使用して、どのくらい早く行動するかを決定します。

隠れた指標: 実際に失敗が蓄積される場所

公表されているモーターの信頼性調査と典型的な交換部品の注文構成は、一貫したストーリーを物語っています。ベアリングと固定子巻線が支配的であるため、振動解析と絶縁試験では、他の 2 つの検査を組み合わせた場合よりも多くの問題が見つかります。

実際に読んでみると、モーターの音が大きくなり、熱くなる場合は、ほとんどの場合、ローターではなく、ベアリングまたは巻線が原因であることがわかります。そのため、診断の最初の 1 時間は、より高価な部品ではなく、グリース、シャフト電圧、絶縁抵抗、およびエアフローに重点を置く必要があります。

これらの症状がアプリケーションごとに集中する場所

症状のプロファイルは、デューティ サイクルや環境によって異なります。船舶用機械は腐食とシャフト電流によって故障します。風力発電機は軸受荷重が反転すると故障します。自動車のトラクションモーターは熱サイクルで故障します。サービスケースの代表的な分割はおおよそ次のようになります。

予備品のポリシーでは配布が重要です。主に産業用ドライブを使用するサイトでは、ベアリングとエンド クロージャを棚に置いておく必要があります。風力または海洋資産のあるサイトでは、より長いリードタイムでフレーム、冷却ジャケット、およびコアを計画する必要があります。

修理または交換: 6 段階の決定シーケンス

メンテナンスとコンプライアンスに関する注意事項

値のほとんどは監査時または障害後の根本原因分析中に現れるため、症状プログラムは文書化されている場合にのみ機能します。

• すべての重要なモーターの振動、温度、位相抵抗の試運転ベースラインを記録します。
• インバータ給電の機械では、最初から絶縁ベアリングとシャフトの接地経路を指定します。ピッチングが始まった後に改造しても軌道が回復することはほとんどありません。
• モーターが 10 年目を経過すると、絶縁抵抗の傾向は年ごとではなく四半期ごとに変化します。
• 部品の背後にある品質システムについては、サプライヤーに問い合わせてください。ベースラインとして ISO 9001、自動車または牽引用途に適用される IATF 16949、溶接フレームとベースについては ISO 3834、環境コンプライアンスについては ISO 14001 です。
• 認証範囲を図面と一緒にファイルに保管してください。お客様側で実際に使用されるプロセスをカバーしていない証明書は、保証ではなく調達リスクとなります。
• 予備のコアとフレームは乾燥した状態で保管してください。積み重ねられたラミネートは、ほとんどのチームが予想するよりも早く、切断端で湿気を吸収し、シート間で錆びます。

悪い運動症状のほとんどは、調査するのに費用はかかりませんが、先延ばしにするのは費用がかかります。午後の診断にかかるうなり声は、「いつもそのように聞こえる」という理由で記録されれば、シャフト、コアとなり、1週間のダウンタイムになります。すでに取得している測定値 (温度、音、振動、電流) から始めて、障害が発生する前にどのコンポーネントが動作しているかをパターンに知らせます。