電気モーターの故障とその解消。電動機の主な故障の種類とその発生原因。成功のための 4 つの戦略

毎年、ガソリンエンジンは電気自動車と呼ばれる新しいタイプの自動車に搭載される電気モーターに置き換わる傾向にあります。ただし、内燃機関と同様に、電動パワートレインも故障し、車両の性能に問題を引き起こす可能性があります。電気モーターの故障の大部分は、機構部品の深刻な摩耗や材料の経年劣化によって発生しますが、このような車両の不適切な操作によってさらに悪化します。特徴的な問題が発生する原因は数多く考えられますが、ここではいくつかの (最も一般的な) 原因について説明します。

電動モーターの故障の原因

電気自動車のエンジンで考えられるすべての故障は、機械的故障と電気的故障に分類できます。機械的トラブルの原因としては、電動機のハウジングや各部品の歪み、締結部品の緩み、構成要素の表面や形状の損傷などが挙げられます。また、軸受の過熱、油漏れ、異常作動音なども問題となります。電気部品の最も典型的な故障には、電気モーターの巻線内および巻線間の短絡、巻線からハウジングへの短絡、巻線または外部回路、つまり電源の断線が含まれます。ワイヤーと始動装置。

ある問題が発生した結果、 車両の動作中に次のような不具合が発生する可能性があります。モーターの始動不能、巻線の危険な加熱、異常なモーター速度、不自然なノイズ (ハムまたはノック)、各相の不均一な電流。

典型的なモーターの問題

考えられる原因を特定しながら、電動モーターの故障をさらに詳しく見てみましょう。

ACモーター

問題点：電源に接続すると、電動モーターが定格回転数に達せず、不自然な音が発生し、手でシャフトを回すと動作が不安定になります。この動作の理由は、固定子巻線を三角形で接続する場合の 2 相の断線、または星形に接続する場合の断線である可能性が高くなります。

エンジンローターが回転せず、強いハム音が発生し、許容レベルを超えて加熱する場合は、ステーター相が原因であると自信を持って言えます。エンジンがうなり音を立て (特に始動しようとしているとき)、ローターの回転が少なくとも遅い場合、問題の原因は多くの場合、ローター位相の中断です。

シャフトに定格負荷がかかると、電気モーターは安定して動作しますが、回転速度が定格よりわずかに遅くなり、ステーター相の 1 つの電流が増加することがあります。一般に、これは巻線をデルタで接続する場合の位相不良の結果です。

電気モーターのアイドル速度でステーターの活性鋼が局所的に過熱した場合、これはシート間絶縁の損傷または巻線の損傷による歯の焼損により、ステーターコアのシートが損傷していることを意味します。お互いに閉じています。

固定子巻線が特定の場所で過熱し、エンジンが定格トルクを発揮できず、ハム音が大きくなる場合、この現象の原因を固定子巻線の 1 相の巻線短絡または巻線の相間短絡に求める必要があります。

電気モーター全体が均等に過熱する場合は、換気システムのファンに欠陥があり、リング潤滑によるすべり軸受の過熱は、ローターの一方的な吸引 (ライナーの過度の摩耗による) またはフィット不良が原因です。シャフトからライナーまで。転がり軸受が過熱して異音が発生する場合は、潤滑油の汚れ、転動体や軌道輪の過度の摩耗、ユニット軸の芯出し不良などが原因として考えられます。

すべり軸受と転がり軸受のノッキングは、ライナーの深刻な摩耗またはトラックと転動体の破壊によって説明され、振動の増加は、プーリーやカップリングとの相互作用によるローターの不均衡の結果、または次のような結果です。ユニットシャフトの不正確な位置合わせと接続カップリング半体の位置ずれ。

DC 電気モーターには、次のような特有の故障がある場合もあります。

大きな負荷がかかると、機械のアーマチュアが回転しなくなる可能性があり、外部の力でアーマチュアを回そうとすると、エンジンが「ふらつき」動作します。理由: 励磁回路の接触不良または完全な断線、独立した励磁巻線内のインターターンまたは短絡。ネットワーク電圧と励磁電流の定格値の条件下では、アーマチュアの回転速度が確立された基準よりも遅くなる場合もあれば、大きくなる場合もあります。この場合、この状況の原因はブラシであり、中立位置からシャフトの回転方向または回転方向に逆らってずれています。

また、ある星座のブラシの火花が、別の星座のブラシよりも少し強い可能性もあります。おそらく、整流子の円周上のブラシの列間の距離が同じではないか、主または追加の「プラス」のいずれかの巻線に巻線間短絡がある可能性があります。ブラシのスパークが、互いに一定の距離にある整流子プレートの黒化を伴う場合、この状況の原因は接触不良または電機子巻線の短絡である可能性が最も高くなります。また、黒くなったプレートに接続されているアーマチュアコイルが断線する可能性があることも忘れないでください。

コレクタの 2 番目または 3 番目のプレートごとにのみ黒ずむ場合、機能不全の原因は、コレクタの圧縮が弱くなっているか、絶縁トラックのマイカナイトが突き出ている可能性があります。ブラシは、モーターや完全に機能するブラシ装置の通常の加熱でも火花を発する可能性がありますが、これは整流子の許容できない磨耗によって説明されます。

ブラシのスパークの増加、整流子の過熱、および整流子のほとんどの黒ずみの原因は、通常、絶縁トラックです (整流子が「ビート」すると言われます)。モーターのアーマチュアが異なる方向に回転すると、ブラシも異なる強度でスパークします。理由は 1 つだけです。ブラシが中心からずれているためです。

整流子でブラシの火花の増加が観察された場合は、ブラシの作動面に欠陥が存在するかどうかの診断を行うだけでなく、嵌合の堅さをチェックする価値があります。さらに、ブラシの不均一な圧力やブラシホルダー内での詰まりが原因である可能性があります。当然のことながら、リストされた問題のいずれかが検出された場合は、適切に排除する必要がありますが、多くの場合、これを実行できるのは高度な資格を持つ専門家だけです。

電動モーターのトラブルシューティング

電動モーターの高品質なオーバーホールは、専門企業でのみ実行できます。定期的な修理作業では、パワーユニットが分解され、摩耗した部品が部分的に交換されます。非同期電気モーターの例を使用して、すべてのアクションを実行する順序を見てみましょう。

初期段階では、スクリュープーラーを使用して、電動モータープーリーからプーリーまたはカップリングハーフを取り外します。この後、ファンケーシングを固定しているボルトを緩めて取り外す必要があります。次に、同じネジプーラーを使用して、固定ネジを緩め、ファン自体を取り外す必要があります。必要に応じて、同じ工具を使用してモーターシャフトからベアリングを取り外し、固定ボルトを緩めてカバーを取り外します。

この後、ベアリングシールドを固定しているボルトを緩め、木製のスペーサーを通してハンマーで軽く叩いてこれらのシールドを取り外します。スチールと巻線の損傷を避けるために、空隙にボール紙のスペーサーを置き、その上にローターを下げます。電動モーターの再組み立ては逆の手順で行います。

修理作業が完了したら（詳細は故障の性質によって異なります）、電気モーターをテストする必要があります。これを行うには、プーリーを持ってローターを回転させるだけです。組み立てが正しく行われていれば、ユニットは簡単に回転するはずです。すべてが正常であれば、モーターは所定の位置に設置され、ネットワークに接続され、アイドルモードでの動作がチェックされます。その後、モーターは機械のシャフトに接続され、再度テストされます。いくつかの典型的な故障の例を使用して、電気モーターのトラブルシューティングのオプションを見てみましょう。

したがって、ネットワークの電圧不足、機械の電源がオフになっている、またはヒューズが切れているためにモーターが始動しないと想像してみましょう。電圧の存在は、500 V スケールの AC 電圧計、または低電圧インジケータなどの特別な装置を使用してチェックできます。この問題は、切れたヒューズを交換することで解決できます。 注記！少なくとも 1 つのヒューズが切れると、エンジンから特徴的なノイズが発生します。

固定子巻線の断線はメガーを使用して検出できますが、これを行う前に、モーター巻線のすべての端を解放する必要があります。巻線フェーズ内で破損が検出された場合、エンジンは専門の修理に送られる必要があります。始動時のモーター端子の電圧低下の許容基準は、公称値の 30% であると考えられています。これは、ネットワーク内の損失、変圧器の電力不足、または過負荷によって引き起こされます。

電気モーターの端子の電圧の低下に気付いた場合は、電源トランスを交換するか、電源ラインのワイヤの断面積を増やす必要があります。固定子巻線の 1 つで電源接点が欠相すると (欠相)、要素巻線の電流が増加し、回転数が低下します。モーターを 2 つの巻線で動作させたままにしておくと、モーターが焼き切れてしまいます。

記載されている電気的な問題に加えて、電気モーターは機械的な問題も発生する可能性があります。したがって、ベアリングの過度の加熱は、これらの部品の不適切な組み立て、モーターの位置合わせ不良、ベアリングの汚れ、またはボールとローラーの過度の摩耗によって引き起こされることがよくあります。

いずれの場合も、直接的な行動に移る前に、電気モーターとそれと相互作用する部品の完全な診断を行う必要があります。 点検作業はバッテリーのチェックから始まります、状態が良好であれば、次のステップはコントローラー（電動モーターの回転速度を制御するコンピューター）の電気回路への電力供給をチェックすることです。バッテリーから基板までの経路に沿って断線が見つかる可能性は十分にあります。電子基板の故障は頻繁に起こることではありませんが、保守性に少しでも疑問がある場合は、すぐに部品の状態を目視で評価することをお勧めします。ボード要素が強く加熱された場合、漏れの可能性がある領域が黒く腫れていることにすぐに気づきます。

車の所有者が電子機器の分野で少なくとも最小限の知識を持っている場合、ヒューズ、半導体部品（ダイオードやトランジスタなど）、すべての接点、静電容量、およびはんだ付けの品質を独自にチェックできます。

ECU出力がオン状態で動作電圧を持っている場合、原則として、誤動作の原因は電気モーター自体に求められる必要があります。ユニットの修理の複雑さは、特定の故障と機構の種類によって異なります。したがって、回転力を備えたAC電気モーターを検査するときは、まず接触ブラシをチェックする必要があります。このタイプのモーターの故障の原因は接触ブラシであることが多いためです。この後、巻線に断線や短絡がないか確認する必要があります。断線が発生した場合、テスターは抵抗値を表示しませんが、短絡が発生した場合、抵抗インジケーターは 0 または 1 オームに対応します。

誤動作が発見された場合は、当然のことながら、それを取り除く必要があります。これは、故障した部品 (ブラシなど) を修理して交換するか、モーター全体を動作する類似品と交換することによって実行できます。

非同期電気モーターは、生産現場では他のモーターよりも一般的であり、日常生活でもよく見られます。彼らの助けを借りて、旋盤、フライス盤、研磨機、エレベーターやクレーンなどの昇降機構、さまざまなタイプのファンやフードなど、さまざまな機械が動き始めます。この人気の理由は、このタイプのドライブの低コスト、シンプルさ、信頼性によるものです。しかし、簡単な設備であっても故障することはあります。この記事では、かご型非同期電動機の典型的な故障について見ていきます。

非同期モーターの故障の種類

故障は次の 3 つのグループに分類できます。

エンジンは熱くなります。

シャフトが回転しない、または正常に回転しない。

音が出たり、振動したりします。

この場合、エンジン本体全体または特定の箇所が高温になる場合があります。また、電気モーターのシャフトがまったく動かなかったり、正常な速度が得られなかったり、ベアリングが過熱したり、動作に異常な音が発生したり、振動したりする可能性があります。

ただし、その前に、そのデザインについての記憶をリフレッシュしてください。以下の図がこれに役立ちます。

誤動作の原因も次の 2 つのグループに分類できます。

電気;

機械式。

ほとんどの故障は、相電流と定格電流、および他の測定器を比較することによって検出されます。代表的な故障を見てみましょう。

電気モーターが始動しない

電圧が印加されても、モーターは回転を開始せず、音も立てず、シャフトも「動こう」としません。まずはエンジンに電力が供給されているか確認してください。これは、モーター基板を開いて電源ケーブルが接続されている場所を測定するか、電源スイッチ、コンタクター、スターター、または回路ブレーカーの電圧を測定することによって行うことができます。

ただし、モーター端子に電圧があれば、ライン全体は正常です。

ラインの始点で電圧を測定すると、電圧が供給されていることだけが自動的にわかりますが、ケーブルの断線、全長にわたる接続不良、または欠陥や低電圧の結果、電圧がエンドユーザーに届かない可能性があります。電流回路。

エンジンに電圧がかかっていると確信できる場合は、巻線の断線をテストすることでさらなる診断が行われます。巻線の完全性をチェックする必要があるため、同時にハウジングの故障もチェックします。巻線を鳴らすこともできますが、そのようなチェックは正確とは見なされません。

巻線を鳴らしたり、モーター基板を開けたりせずに巻線をチェックするには、電流クランプを使用できます。これを行うには、各相の電流を測定します。

モーターの巻線が星形で接続されており、2 つの巻線が切れている場合、どの相にも電流が流れなくなります。巻線の 1 つに断線があると、2 相の電流が流れ、電流が増加することがわかります。デルタ回路に従って接続すると、2 つの巻線が焼損した場合でも、三相線のうちの 2 つに電流が流れます。

巻線の 1 つに破損があると、負荷がかかった状態でエンジンが始動しないか、始動することはあるものの回転が遅くなり、振動することがあります。以下はエンジンの振動を測定する装置です。

巻線の状態が良好で、測定中に電流が増加して機械がノックアウトされたり、ヒューズが切れたりする場合は、シャフトまたはそれによって駆動されるアクチュエーターが詰まっている可能性があります。可能であれば、電源を遮断した後、被動機構から軸を外して手で回転させてください。

回転していないのがモーターシャフトであると判断した場合は、ベアリングを確認してください。電気モーターには、滑り軸受または転がり軸受が装備されています。磨耗したブッシュ（滑り軸受）は潤滑の有無をチェックされ、ブッシュに外部欠陥がない場合は、事前にほこり、切り粉、その他の汚染物質を除去した上で、単純に潤滑することができます。しかし、これはめったに起こらないため、この修理方法は家庭用電化製品の低出力エンジンに適しています。強力なエンジンでは、ベアリングは単純に交換されることがよくあります。

低速、加熱、シャフトの動作不能、ベアリングの摩耗の増加などの問題は、シャフトへの不均一な負荷、位置ずれ、変形、曲がりに関連している可能性があります。最初の 2 つのケースがシャフトまたはアクチュエータの正しい取り付けと負荷の軽減によって修正できる場合、シャフトの中間部分の変形とたわみは交換または複雑な修理が必要になります。これは、長いシャフトを備えた強力な電気モーターで特に頻繁に発生します。

ベアリングの 1 つが摩耗すると、シャフトが「噛む」ことがよくあります。この場合、摩擦中の加熱による金属の膨張の結果、シャフトは最初は回転し始めますが、フルスピードに達せず、特に進行した場合には完全に停止します。

転がり軸受は定期的に潤滑剤を補充する必要があり、特に潤滑剤が少ない場合や潤滑剤が汚れている場合には、運転中に摩耗が早くなります。

エンジンが熱くなってきました

エンジンが加熱する最初の理由は、冷却システムの問題です。このような故障が発生すると、モーターハウジングが完全に加熱されてしまいます。ほとんどのエンジンは空冷です。この目的のために、ハウジングはフィンで作られ、冷却ファンがシャフトの片側に取り付けられ、その空気の流れはケーシングを使用してリブに沿って方向付けられます。

ファンが損傷したり、シャフトから飛び散ったりすると、過熱の問題が発生します。強力なエンジンには液体冷却システムが使用されています。さらに、自然対流によって冷却されるファンのないエンジンもあります。

ファンが正常な場合は、診断を続行する必要があります。

エンジンが温まったら、ベアリングの加熱を確認してください。これを行うには、裏蓋の側面からケースの表面を手で触ってください (回転軸が突き出ていない場所 - 安全が最も重要です)。

ベアリングキャップがハウジング表面の他の部分よりも熱い場合は、ベアリングキャップ内の潤滑剤の有無と状態を確認し、ライナーを使用している場合は交換する必要があります。

ボールベアリングのグリースを交換しても状況が改善されない場合は、ボールベアリングも交換する必要があります。

ハウジングの局所加熱 - ハウジングの一部が他の部分よりも明らかに高温になる状況は、ターン間短絡中に観察されます。このような場合、診断は電流クランプを使用して実行され、各相の電流が比較されます。いずれかの相の電流が他の相の電流を明らかに超えている場合、モーター巻線の故障が確認されます。この場合、修理はステーターの部分的または完全な巻き戻しで構成されます。

ステータプレートが短絡した場合にも、非同期電気モーターの加熱が増加する可能性があります。

エンジンが振動したり、騒音が発生したり、異音が発生したりする

エンジンの異音はベアリングの磨耗が原因である場合もあります。キッチン家電など、お気づきかと思いますが、これが理由です。シャフトの振動は、前に説明した軸方向の移動と変形中に発生します。

回転中にローターがステーターに接触すると、振動、騒音、またはアクティブスチールの過熱が発生する可能性もあります。これは、ローターが曲がった場合、またはステータープレートが損傷した場合に発生します。後者の場合、それは分解され、プレートは再プレスされます。プレートの接触点は凹凸でわかるか、ローターで研磨することになります。

結論

多くの電気モーターの故障、その解決方法、およびその発生原因を検討しました。過熱したモーターを動作させると、巻線の絶縁が早期に破損する可能性があります。長期間停止した後は、メガオーム計を使用して巻線とハウジングの間の抵抗を測定しないとエンジンを始動できません。

電源電圧 1 kV あたり約 1 MOhm の絶縁抵抗が正常とみなされます。つまり、巻線絶縁抵抗が 0.5 MOhm 以上のモーターは、電圧 380 V のネットワークでの動作に適していると考えられます。そうしないと、損傷する危険があります。絶縁抵抗が低下した場合は、頻繁にケーシングやバックカバーを外してエンジンを乾燥させてください。運転中、加熱時の水分の蒸発により巻線抵抗は徐々に増加します。

動作モード、動作およびメンテナンスの規則、および通常の電源の条件に従って、非同期モーターは長期間持続し、多くの場合そのリソースを数回再利用します。この場合の主な修理は、潤滑とベアリングの交換です。

非同期電気モーターがオンになりません (ヒューズが切れるか、保護が作動します)。スリップリングモーターにおけるこの問題の原因は、始動加減抵抗器またはスリップリングの短絡位置である可能性があります。前者の場合は、始動レオスタットを通常の（始動）位置に戻す必要があり、後者の場合は、スリップリングを短絡させる装置を上昇させます。

また、ステーター回路の短絡により電気モーターをオンにすることもできません。巻線の加熱が増加するため、触って短絡相を検出できます (最初に電気モーターをネットワークから切断して感知する必要があります)。測定だけでなく、焦げた断熱材の外観によっても判断できます。固定子の相が星型に接続されている場合、個々の相によってネットワークから消費される電流の値が測定されます。巻線が短絡している相は、損傷していない相よりも多くの電流を消費します。個々の相を三角形で接続する場合、欠陥のある相に接続されている 2 本のワイヤの電流は、損傷していない相のみに接続されている 3 番目のワイヤの電流よりも大きくなります。測定するときは、電圧を下げて使用してください。

オンにすると、非同期電動機は動きません。この原因としては、電源回路の 1 つまたは 2 つの相の断線が考えられます。断線の位置を特定するには、まず電気モーターに電力を供給する回路のすべての要素を検査します（ヒューズの完全性を確認します）。外部検査中に位相の断線を検出できない場合は、メガーを使用して必要な測定が実行されます。ステーターが最初に供給ネットワークから切り離されるのはなぜですか? 固定子巻線が星形に接続されている場合、メガーの一端が星のゼロ点に接続され、その後、巻線の他端がメガーの第 2 端に順番に接触します。保守可能な相の終わりにメガーを接続すると、読み取り値はゼロになります。開回路のある相に接続すると、回路の高い抵抗、つまり回路内に開回路が存在することが表示されます。スターのゼロ点にアクセスできない場合は、メガーの両端がペアのすべてのステーター端子に接触します。正常な相の端にメガーを触れるとゼロ値が表示され、2 つの相の端に触れると、そのうちの 1 つが不良で、高い抵抗が表示されます。つまり、これらの相の 1 つが開回路になります。

固定子巻線が三角形に接続されている場合は、巻線を 1 点で切断し、各相の完全性を個別にチェックする必要があります。

ブレークのあるフェーズは、接触によって検出されることがあります (冷たいままです)。電気モーターの動作中にステーターの相の 1 つで断線が発生した場合、電気モーターは動作を続けますが、通常の状態よりも強いハム音が発生し始めます。上記のように、損傷した相を探します。

非同期モーターが動作すると、固定子巻線は非常に高温になります。電気モーターの強いハム音を伴うこの現象は、固定子巻線がハウジングに二重短絡している場合だけでなく、固定子巻線に短絡がある場合にも観察されます。

稼働中の非同期電気モーターがうなり音を立て始めました。同時に速度とパワーも低下します。電動機の故障の原因は一相の故障です。

DCモーターをONにしても動きません。この原因としては、ヒューズの切れ、電源回路の破損、または始動レオスタットの抵抗の破損が考えられます。まず注意深く検査し、電圧が 36 V を超えないメガーまたはテストランプを使用して、指定された要素の完全性を確認します。示された方法を使用して破損の位置を特定できない場合は、電機子巻線の完全性の確認に進みます。電機子巻線の断線は、整流子の巻線部分との接合部で最もよく観察されます。集電板間の電圧降下を測定することで、損傷箇所が特定されます。

この現象のもう 1 つの理由は、電気モーターの過負荷である可能性があります。これは、事前に駆動機構から電気モーターを切り離し、電気モーターをアイドル状態で始動することによって確認できます。

DC モーターがオンになると、ヒューズが飛ぶか、最大の保護が作動します。始動加減抵抗器のショート位置がこの現象の原因の 1 つである可能性があります。この場合、加減抵抗器は通常の開始位置に移動します。この現象は、加減抵抗器のハンドルがあまりにも早く引き出された場合にも観察されるため、電気モーターが再びオンになると、加減抵抗器はよりゆっくりと引き出されます。

電気モーターが作動すると、ベアリングの加熱が増加することが観察されます。ベアリングの加熱が増加する理由としては、シャフトジャーナルとベアリングシェルの間のクリアランスが不十分であること、ベアリング内のオイルの量が不足または過剰であること (オイルレベルを確認してください)、オイルの汚れ、または不適切なグレードのオイルの使用が考えられます。後者の場合、まずベアリングをガソリンで洗浄してオイルを交換します。

電動機の始動時や運転中に、ローターとステーターの隙間から火花や煙が発生します。この現象の原因としては、ローターがステーターに接触していることが考えられます。これはベアリングの摩耗が著しい場合に発生します。

DC モーターを動作させると、ブラシの下でスパークが観察されます。この現象の原因としては、ブラシの選択が間違っていること、整流子にかかる圧力が弱いこと、整流子の表面の滑らかさが不十分であること、ブラシの配置が不適切であることが考えられます。後者の場合、ブラシを移動して中立線に配置する必要があります。

電気モーターの動作中、振動の増加が観察されます。これは、例えば電気モーターを基礎プレートに固定する強度が不十分なために発生する可能性があります。振動がベアリングの過熱を伴う場合、これはベアリングに軸方向の圧力が存在していることを示します。

電気モーターは産業界のいたるところに使用されており、ますます複雑になっており、そのためピーク効率での動作を維持することが困難になる場合があります。電気モーターやドライブの故障の原因は 1 つの専門分野に限定されないことを覚えておくことが重要です。本質的に機械的なものと電気的なものの両方が原因である可能性があります。正しい知識があればこそ、コストのかかるダウンタイムを回避し、耐用年数を延ばすことができます。

電気モーターの最も一般的な故障は、巻線の絶縁損傷とベアリングの摩耗です。、さまざまな理由で発生します。この記事では、絶縁不良とベアリング不良の最も一般的な 13 個の原因の早期発見に焦点を当てます。

電力品質

可変周波数ドライブ

機械的な理由

電力品質

1. 過渡電圧

過渡電圧は、プラント内外のさまざまな電源から発生する可能性があります。近くの負荷のオン/オフ、力率補正コンデンサバンク、さらには気象現象によっても、配電ネットワークに過渡電圧が発生する可能性があります。任意の振幅と周波数によるこれらのプロセスにより、電気モーター巻線の絶縁が破壊または損傷される可能性があります。

トランジェントは不規則に発生し、その影響はさまざまな形で現れるため、トランジェントの発生源を特定するのは困難な場合があります。たとえば、過渡電流は制御ケーブルに発生する可能性があり、必ずしも機器自体に損傷を引き起こすわけではありませんが、機器の動作に干渉する可能性があります。

インパクト：モーター巻線の絶縁が損傷すると、初期故障や予期せぬダウンタイムが発生します。

重要度:高い。

2. 電圧の非対称性

三相配電網は多くの場合、単相負荷に供給します。抵抗または負荷の非対称性により、3 相すべてで電圧の非対称性が発生する可能性があります。考えられる障害は、巻線自体だけでなく、モーターの配線、モーター端子にある可能性があります。この非対称性により、三相ネットワークの各相回路に過負荷が発生する可能性があります。つまり、3 相すべての電圧は常に同じでなければなりません。

インパクト：非対称性により 1 つまたは複数の相で過電流が発生し、過熱や絶縁損傷が発生します。

Fluke 435-II 三相電力品質アナライザー。

重要度:平均。

3. 高調波歪み

簡単に言えば、高調波とは、電気モーターの巻線に入る不要な追加の高周波電圧または電流の変動です。この追加エネルギーはモーターシャフトの回転には使用されず、巻線内を循環し、最終的には内部エネルギーの損失につながります。これらの損失は熱として放散され、時間の経過とともに巻線の絶縁特性が低下します。電子負荷に電力を供給するシステムでは、電流波形にある程度の高調波歪みが生じるのは正常です。高調波歪みは、変圧器の電流と温度を監視して過負荷になっていないことを確認することで、電力品質アナライザで測定できます。高調波ごとに、許容可能な歪みレベルが確立され、IEEE 519-1992 規格によって規制されています。

インパクト：モーターの効率が低下すると、追加コストが発生し、動作温度が上昇します。

測定および診断ツール: Fluke 435-II 三相電力品質アナライザー。

重要度:平均。

可変周波数ドライブ

4. ドライブ出力PWM信号への反映

可変周波数ドライブは、パルス幅変調 (PWM) を使用して、モーター電源の出力電圧と周波数を制御します。反射は、ソースと負荷のインピーダンス間の不整合によって発生します。インピーダンスの不整合は、不適切な設置、誤ったコンポーネントの選択、または時間の経過による機器の劣化の結果として発生する可能性があります。駆動回路の反射ピークは DC バス電圧レベルに達する可能性があります。

インパクト：モーター巻線の絶縁が損傷すると、予期せぬダウンタイムが発生します。

測定および診断装置: Fluke 190-204 ScopeMeter®、4 チャンネル、高サンプリングレートのハンドヘルドオシロスコープ。

重要度:高い。

5. 電流の標準偏差

インパクト：保護接地を介した電流の通過による回路の任意の開放。

測定および診断装置:広帯域 (10 kHz) 電流クランプを備えた Fluke 190-204 ScopeMeter オシロスコープ (Fluke i400S または類似品)。

重要度:低い。

6. 過重労働

モーターの過負荷は、負荷が増加した状態で動作すると発生します。モーターの過負荷の主な兆候は、過剰な電流消費、トルク不足、過熱です。電動モーターからの過剰な発熱はモーター故障の主な原因です。モーターが過負荷になると、ベアリング、巻線、その他の部品を含む個々のモーターコンポーネントは正常に動作する可能性がありますが、モーターは過熱します。したがって、トラブルシューティングは、電動モーターが過負荷になっていないかを確認することから始める必要があります。すべてのモーター故障の 30% はモーターの過負荷によって引き起こされるため、モーターの過負荷を測定および判断する方法を理解することが重要です。

インパクト：電気モーターの電気的および機械的コンポーネントの早期摩耗により、不可逆的な故障が発生します。

測定および診断ツール: Fluke 289 デジタルマルチメーター。

重要度:高い。

7. 位置ずれ

ミスアライメントは、駆動軸と負荷の位置がずれていたり、負荷とを接続するギヤの位置がずれていたりすることで発生します。多くの専門家は、フレックスジョイントがミスアライメントを排除し、補償すると信じていますが、フレックスジョイントはトランスミッション自体をミスアライメントから保護するだけです。たとえ柔軟な接続であっても、中心からずれたシャフトは、その長さに沿って有害な周期的な力をモーターに伝え、モーターの摩耗を増大させ、実際の機械的負荷を増加させます。さらに、位置ずれにより、負荷と電気駆動装置の両方のシャフトに振動が発生する可能性があります。位置ずれにはいくつかの種類があります。

角度のずれ: シャフトの軸は交差していますが、平行ではありません。
平行オフセット: シャフト軸は平行ですが、同軸ではありません。
複合オフセット: 角度オフセットと平行オフセットの組み合わせ。 (注: ほとんどの場合、位置ずれは複雑ですが、角度成分と平行成分という位置ずれを個別に除去する方が簡単であるため、専門家は位置ずれを変位成分の合計として考慮します)。

影響：

測定および診断装置: Fluke 830 レーザーシャフトアライメントツール。

重要度:高い。

8. シャフトのアンバランス

アンバランスとは、質量中心が回転軸上にない場合の回転部品の状態です。言い換えれば、重心がローター上のどこかにある場合です。エンジンの不均衡を完全になくすことは不可能ですが、それが許容範囲外であるかどうかを判断し、状況を修正するための措置を講じることはできます。

不均衡はさまざまな理由で発生する可能性があります。

汚れの蓄積。
バランスウェイトの欠如。
生産における逸脱。
モーター巻線の質量の不均一および摩耗に関連するその他の要因。

振動試験機または振動分析装置は、回転機構のバランスが取れているかどうかを判断するのに役立ちます。

影響：ドライブの機械コンポーネントの早期摩耗により、早期故障が発生します。

測定および診断装置: Fluke 810 振動計。

重要度:高い。

9. 軸の緩み

部品間のクリアランス過多によりガタが発生します。緩みはいくつかの場所で発生する可能性があります。

回転ガタは、ベアリングなどの回転機械部品と固定機械部品の間の過剰な遊びによって発生します。
非回転ゆるみは、サポートとベース、またはベアリングハウジングと機械の間など、通常は静止している 2 つの部品間で発生します。

あらゆる振動源と同様に、損傷を避けるために、緩みを特定し、問題を修正できることが重要です。振動試験機や振動解析装置を使用すると、回転機械にガタがあるかどうかを判断できます。

影響：回転部品の摩耗が促進され、機械的故障が発生します。

測定および診断装置: Fluke 810 振動計。

重要度:高い。

10. ベアリングの摩耗

ベアリングが不良であると、機械的問題、潤滑の問題、または摩耗により、摩擦が増加し、動作が熱くなり、効率が低下します。ベアリングの故障は、さまざまな要因の結果として発生する可能性があります。

潤滑が不十分または不適切である。

ベアリングのシールが効果的でない。

シャフトのセンタリング違反。

間違った取り付け;

通常の磨耗。

シャフトに生じる誘導電圧。

ベアリングの故障が発生し始めると、エンジンの故障を加速するカスケード効果も引き起こされます。エンジン故障の 13% はベアリングの故障が原因であり、プラントの機械故障の 60% 以上はベアリングの摩耗が原因であるため、これらの潜在的な問題のトラブルシューティング方法を知ることが重要です。

影響：回転部品の摩耗が加速すると、ベアリングの故障につながります。

測定および診断装置: Fluke 810 振動計。

重要度:高い。

不適切な設置に関連する要因

11. ルーズベース

緩みは、モーターまたは被駆動部品の取り付けベースが平らでないこと、または取り付けベースが置かれる取り付け面が平らでないことによって発生します。この状態では、取り付けボルトを締めることで新たな荷重や位置ずれが生じるという不幸な状況が生じる可能性があります。斜めに揺れる凹凸のある椅子やテーブルの場合と同様に、斜めに配置された 2 本の取り付けボルトの間でサポートが緩むことがよくあります。ルースベースには 2 つのタイプがあります。

平行なルーズベースフィット - 1 つの取り付けサポートが他の 3 つよりも高い位置にある場合に発生します。
角度ベースのリークは、取り付けサポートの 1 つが取り付け面に対して平行または垂直ではない場合に発生します。

どちらの場合も、ベースの緩みは、機構の取り付けサポートまたはサポートが配置されている取り付けベースの不規則性によって引き起こされる可能性があります。いずれの場合も、シャフトの芯出しを行う前に、緩みを見つけて取り除く必要があります。高品質のレーザー位置合わせツールを使用すると、特定の回転機械のベースが緩んでいるかどうかを判断できます。

影響：機械的駆動コンポーネントの位置ずれ。

測定および診断装置: Fluke 830 レーザーシャフトアライメントツール。

重要度:平均。

12. 配管張力

配管張力とは、残りの機器やインフラに作用する新たな荷重、張力、力がモーターやドライブに伝達され、位置ずれが生じる状態です。この最も一般的な例は、次のような何かが配管に作用する単純なモーター/ポンプ回路です。

基礎の変位。
最近取り付けられたバルブまたはその他のコンポーネント。
物体がパイプに当たったり、曲がったり、あるいは単にパイプを圧迫したりすること。
パイプ器具または壁付属品が破損または欠落している。

これらの力は角度効果やせん断効果を引き起こす可能性があり、その結果、モーター/ポンプシャフトが移動します。このため、設置中だけでなく機械のアライメントを確認することが重要です。正確なアライメントは一時的な状態であり、時間の経過とともに変化する可能性があります。

影響：シャフトの位置ずれとそれに伴う回転部品への負荷が発生し、早期の故障につながります。

測定および診断装置: Fluke 830 レーザーシャフトアライメントツール。

重要度:低い。

13. 軸電圧

モーターシャフトにかかる電圧がベアリング潤滑剤の絶縁特性を超えると、外側ベアリングに破壊が発生し、ベアリング軌道にピッチングや溝が形成されます。問題の最初の兆候は、ベアリングが元の形状を失うときに発生する騒音と過熱、潤滑剤内の金属片の出現とベアリングの摩擦の増加です。これにより、電気モーターを数か月動作させただけでベアリングが故障する可能性があります。ベアリングの故障は、モーターの再構築と機器のダウンタイムの両方においてコストがかかる問題であるため、シャフト電圧とベアリング電流を測定して故障を防ぐことが診断の重要な部分です。シャフト電圧は、モーターが通電されて回転しているときにのみ存在します。プローブに取り付けられたカーボンブラシを使用すると、電気モーターの回転に伴うシャフトの電圧を測定できます。

影響：ベアリング表面のアーク放電はピッチングや溝の形成を引き起こし、それが過剰な振動とその後のベアリングの故障につながります。

測定および診断装置: Fluke-190-204 ScopeMeter 絶縁型 4 チャンネルハンドヘルドオシロスコープ、シャフト電圧測定用カーボンブラシ付き AEGIS プローブ。

重要度:高い。

成功のための 4 つの戦略

電気モーター制御システムは工場の重要なプロセスで使用されます。機器の故障は、電気モーターとその部品の交換の可能性、およびこの電気モーターに依存するシステムのダウンタイムの両方に関連して、多大な経済的損失につながる可能性があります。サービスエンジニアや技術者に必要な知識を与え、作業に優先順位を付け、予防保守を実行して機器を監視し、見つけにくい問題を修正することで、多くの場合、作業負荷による障害を回避し、ダウンタイムコストを削減できます。

モーターや回転部品の早期故障を排除または防止するには、4 つの重要な戦略があります。

動作条件、機器仕様、動作許容範囲を記録します。
設置中、メンテナンス前後の重要な測定値を定期的に収集し、記録します。
傾向分析と状態変化検出のための基準測定値のアーカイブを作成します。
個々の測定値をプロットして主要な傾向を特定します。+/- 10 ～ 20% (またはシステムのパフォーマンスまたは重要度に応じてその他の指定量) を超える傾向線の変化は、問題の原因を特定するために調査する必要があります。。

ディーゼル発電機が故障している、または完全に始動しなくなっていることに気づきましたか? まず第一に、目に見える問題がないか機器を検査する必要があります。この記事では、ディーゼル発電機セット（ディーゼル発電機セット）の主な故障の種類とその原因を紹介し、その解決方法についても説明します。

ディーゼル発電機を始動する前に点検する

問題が検出された場合に最初に行うことは、発電機に外部損傷がないか確認することです (ちなみに、毎回の始動前にこれをお勧めします)。ハウジングに亀裂、へこみ、またはその他の欠陥が見られる場合は、おそらく故障している可能性があります。故障の原因は機械的な損傷です。また、装置内部に異物がないことを確認してください。

ディーゼル発電機セットの最も一般的な 6 つのタイプの故障

発電機が起動しない
電圧を出力しない
動作中にストールする
必要以上に油を使う
エンジンをかけるとノッキング音が大きくなる
排気ガスの色がおかしい（黒、白、青）

それぞれのタイプを詳しく見てみましょう。

発電機が起動しない

いくつかの理由が考えられます。

燃料ポンプが故障しています。これは、燃料供給が少ないか不均一であることによって示されます。
コールドスタート装置が壊れています。これは燃料のワックス化による可能性が最も高く、通常は低温で発生します。機器にこのようなことが起こらないようにするには、季節限定の燃料を使用し、寒い季節には機器を使用しないでください。
燃料が低品質か汚染されています。これを避けるには、実証済みのきれいな未希釈燃料のみを使用してください。燃料を節約すると、多額の修理費用が発生する可能性があります。
スターターが故障し、回転数が不足しました。理由は 2 つあります: a) 低品質のオイルの使用、b) バッテリーの弱さ。