چرا موتورها خراب می شوند؟

فرزین رضاقلی
الکتروموتور, مقالات

محتوا نمایش

چرا موتورها خراب میشوند؟

موتورها تنها به علت ساعت کارکردشان خراب نمی شوند تنش ناشی از گرما، توان مصرفی غیر عادی، رطوبت، آلودگی، روانکاری نادرست و بارهای مکانیکی غیر معمول همراه با ضعف قطعات نیز باعث خرابی میشوند.

وقتی این تنشها حداقل باشند موتورها برای چندین هزار ساعت کار می کنند.

گرما

دمای بالاتر از میزان طراحی به طرق مختلف به موتور آسیب می رساند عایق الکتریکی به ازای هر ۱۰ درجه سانتیگراد بطور مضاعف آسیب پذیر می شود همچنین افزایش دما باعث جدا شدن روغن یا گریس و در نهایت خرابی بیرینگ میشود.

اولین عوامل افزایش دما عبارتند از:

بار بیش از حد
روشن کردن متناوب موتور
دمای بالای محیط
پایین بودن یا نابالانسی ولتاژ
کارکرد زیاد
تهویه ناکافی

توان مصرفی غیر عادی

در توان ایده آل موج سینوسی کاملی روی فرکانس و ولتاژ موتور هر فاز میباشد که بندرت بدست می آید لذا مشکلات زیر حادث می شوند:

هارمونیکها باعث افزایش دما و کاهش راندمان میشوند.
ولتاژ اضافه در سطوح متوسط معمولا باعث آسیب نمیشود اما میتواند راندمان و فاکتور توان را کاهش دهد. (حد NEMA، یکصد و ده درصد است.)
کاهش ولتاژ جریان را افزایش میدهد و باعث داغ شدن و کاهش راندمان در موتورهای کامل بارگذاری شده میشود در موتورهای با بار کم نسبتا بی خطر است (حد NEMA نود درصد است.)
نابالانسی ولتاژ باعث داغ شدن و کاهش راندمان می.شود در نابالانسی بیش از ۱ درصد لازم است موتور ارزیابی شود و بیش از ۵ درصد موتور هرگز نباید برق دار شود.
پالس یا نوسان ولتاژ، معمولا بوسیله کلید خازنی، جرقه زدن یا امواج کابل حاصل از یک محرک فرکانس متغیر حادث می شود این عوامل تمایل به خرابی متناوب عایق دارند.
در فرکانسهای زیر ۶۰ هرتز VFD عموما تقاضای گشتاور کاهش یافته یا خنک کاری مکمل نیاز دارد.
آسیب بیرینگ ناشی از جریان شفت معمولا از VFD ناشی می.شود. برای راه حلهایی نظیر بوش بیرینگ عایق گریس رسانای الکتریکی یا سیستم اتصال زمین شفت با سازنده مشورت کنید.

رطوبت

رطوبت وقتی مشکل ساز میشود که انرژی موتور تا نزدیکی دمای نقطه شبنم کاهش یابد.

رطوبت مقاومت دی الکتریک، لاک الکتریکی و دیگر مواد عایق را ضعیف می کند. همچنین در خوردگی بیرینگ و دیگر قطعات مکانیکی مشارکت می کند. رطوبت هوا می تواند با ذرات آلاینده خاص ترکیب شود تا محلول با رسانایی بالا بوجود آید.

اگر موتور گرم نگه داشته شود عایق رطوبتی به اندازه کافی کاهش مییابد.در صورت امکان موتورهای نگه داشته شده در محیط مرطوب باید چندین ساعت یا حتی چند روز قبل از روشن کردن گرم شوند تا رطوبت عایقی خارج شود. سپس تست Megger را قبل از استارت برای اطمینان انجام دهید.

روشهای کنترل رطوبت عبارتند از:

گرم کردن یا رطوبت زدایی ،نگه داشتن رطوبت محیط موتورهای خاموش در زیر ۸۰ رطوبت نسبی.
مجهز کردن موتورهای نو یا تازه پیچیده شده با المنتهای حرارتی و استفاده از آنها هنگام خاموش بودن موتور
چرخاندن متناوب شفت موتورهای خاموش شده برای نگهداشتن روانکار روی سطوح بیرینگ

آلودگی

با پوشش کامل یا حتی پوشش ضد انفجاری نیز نمی توان کاملا از آلودگی ها در امان ماند.

آلودگی ها به سه روش موتورها را تهدید می کنند:

سایش
خوردگی
داغ کردن

برخی ذرات آلاینده هوا بسیار ساینده هستند سیم پیچهای موتور رو پوش دار ،هستند و آلاینده های دارای ذرات خورنده میتوانند باعث خورده شدن روکش شوند. برخی مواد نظیر نمکها یا غبار ذغال رسانای الکتریکی هستند و می توانند بطور اثرگذار عایق را ضعیف کنند خصوصا وقتی با رطوبت همراه شوند.

توده سنگین آلودگیها معمولا باعث گرفتگی مسیرهای خنک کاری موتورها میشوند که منجر به داغ شدن آنها می شود.

روانکاری غلط

متاسفانه روشهای غلط روانکاری بیش از روشهای درست هستند. روانکاری بیش از حد مانند روانکاری ضعیف اتفاق می افتد.

اگر هنگام گریس کاری گریس پمپ و گریس خور با دقت تمیز نشوند خود گریس میتواند باعث ورود آلودگی به بیرینگ شود.

همچنین اختلاط گریسها با پایه های مختلف میتواند باعث تشکیل مواد جدید و خرابی شود.

جدول زیر سازگاری گریس ها را با هم نشان می دهد :

موتورهای مختلف خاص الزامات مختلفی برای تزریق روانکار و دفع روانکار فرسوده دارند.

با سازندگان بیرینگ و موتور و همکاران در مورد آلودگیهای مشابه و محیط کار موتور مشورت کنید. سابقه روانکاریها را نگه دارید.

این باعث بهبود روانکاری و وضعیت کارکرد تجهیزات می شود.

بارهای مکانیکی غیر معمول

شرایط مکانیکی مختلف میتواند باعث تنش بیش از حد به بیرینگ ها و باعث خرابی زودرس یا خرابی شکل موتور شود که باعث نامتقارنی فاصله هوایی خواهد شد این تغییر میتواند باعث ارتعاش خرابی بیرینگ یا داغ شدن سیم پیچ شود.

شرایطی که باید از آنها پرهیز کرد عبارتند از:

عدم هم محوری کوپلینگها
سفتی تسمه یا پولی های غیر هم خط
ورقه های ضعیف زیر پایه ها
Soft Foot یعنی پایه های موتور در یک صفحه نباشند
نابالانسی دینامیکی حاصل از بار یا نابالانسی داخلی روتور موتور
خرابی کنار گذر Pass ( نقاط سرعت بحرانی در موتورهای VFD دور متغیر)
کاربرد نامناسب بیرینگ ها.

چه وقت باید به جای تعویض، تعمیر کرد؟

در اصل پاسخ ساده است. وقتی تعمیر یا سیم پیچی ارزانتر از تعویض است آنرا تعمیر کنید هرچند انجام آن کمی مشکلتر است.

بطور ایده آل باید موارد زیر را در نظر بگیرید:

هزینه اولیه خرید و تعمیر
راندمان موتور موجود و موتور جدید مورد نظر
قابلیت دسترسی موتور نو
صرفه جویی هزینه انرژی الکتریکی دوره کار برای هر انتخاب
ارزش موتور فرسوده موجود
تغییرات احتمالی برای نصب
هزینه توقف و تعمیرات ناشی از خرابی زودرس احتمالی نسبت به انتخاب دیگر

محاسبات برای تصمیم گیری در مورد صرفه جویی های سالانه انرژی ناشی از تعویض موتور نقش کلیدی دارند که با فرمول زیر قابل محاسبه اند:

نرم افزار Motor Master نیز ابزار خوبی است.

با تعویض موتور به چه راندمانی می توان دست یافت؟

موتورهای امروزی راندمان بسیار بالایی دارند NEMA برچسبهای استاندارد انرژی برای راندمان موتورها از ۱ تا ۵۰۰ اسب بخار ساخته است EPCA استانداردهای حداقل راندمان در محدوده ۱ تا ۲۰۰ اسب بخار را تدوین کرده است.

بسیاری موتورهای با صرفه اساسا فراتر از این استانداردهای راندمان هستند.

با صرفه ترین موتورها تمایل به راندمان بین محدوده هاشور خورده در چارت زیر دارند.

خریدار باید قادر به تهیه موتوری با راندمان در محدوده مشخص شده باشد.

با تعویض موتور به چه راندمانی می توان دست یافت؟

برای اطمینان از کیفیت تعمیر می توانید:

وجه تعمیرکار موتور را ارزیابی کنید.
تعمیر کار را برای تغییر زمان غیر واقعی تحت فشار قرار ندهید.
نیازهایتان را با تعمیر کار در میان بگذارید.

چگونه تعمیر باعث کاهش راندمان می شود؟

دما به هسته استاتور آسیب می زند.
اندازه ضخامت اشتباه سیم یا تعداد دور سیم پیچ غلط.
بیرینگ یا آببند با اصطکاک بالاتر.
الگوی سیم پیچی با طراحی مجدد نادرست.

موارد فوق نباید اتفاق بیافتند.

ارزیابی تعمیرکار

به دنبال شاخصه هایی از یک برنامه کنترل کیفیت نظیر گواهی شرکت در برنامه 9000 ISO، عضویت در EASA و برنامه های مشابه باشید.
در مورد روحیه آموزش تغییر پذیری و غیره کارکنان تحقیق کنید.
تحقیق کنید آیا مرکز تعمیراتی امکانات کافی برای تعمیر موتوری با اندازه مورد نیاز شما دارد.
توجه کنید که از چه تجهیزانی برای تست موفقیت تعمیر استفاده میشود.

مثلا:

Core Loss Tester

تستر مقایسه Surge

تجهیزات تست ارتعاش

از تعمیر کار بازدید سیستم نگهداری سابقه تعمیر موتورهایشان را بخواهید.
در مورد روش جداسازی عایقها تحقیق کنید مثلا ،سوزاندن یا کشیدن مکانیکی یا غیره
در مورد تمیز بودن تعمیرگاه تحقیق کنید.

نبود یکی از عوامل نمی تواند معرف تعمیرگاه ضعیفی باشد اما فقدان چند عامل توام نشانگر یک تعمیرگاه ضعیف است.

پرهیز از سرگردانی

بهترین روش برای پرهیز از سرگردانی اجرای سیستم مدیریت جامع موتور میباشد.

یک سیستم مدیریت موتور کمک کند تا اطمینان حاصل شود که قطعا یدکی کافی برای تعویض فوری در موتورهای حساس در دسترس میباشد. اینکار مانع از انتخاب تعمیر نخواهد شد چرا که موتورهای تعمیر شده را میتوان به عنوان یدک در انبار نگهداری کرد.

سیستم مدیریت موتور همچنین کمک میکند تا در حال پیشرفته تعیین شود که آیا یک موتور باید تعویض شود یا تعمیر و احتمال تصمیم عجولانه کم میشود.

در نهایت سیستم سابقه ای از تعمیر موتور بدست میدهد تا از تعمیر صحیح موتور اطمینان حاصل شود این کار به شناخت و اصلاح علتهای خرابی موتور و کاهش رویدادهای آینده کمک می کند.

با الزامات تعمیرتان ارتباط برقرار کنید

مشخصات تعمیری برای هر موتوری که باید تعمیر شود تهیه کنید. این مشخصات باید بطور شفاف الزامات قبل و پس از تست روش کاربردی لاک زدن ثبت نگهداری و غیره را ارائه کند.

این مشخصات میتواند شامل موارد زیر باشد: