فهم عيوب الجزء الثابت في المحركات الكهربائية
التعريف: ما هي عيوب الجزء الثابت؟
عيوب الجزء الثابت هي أعطال في اللفات الثابتة ونواة المحركات الكهربائية، بما في ذلك تلف العزل، وقصر الدائرة بين اللفات، وأعطال الطور، وأعطال التأريض، وتلوث اللفات، وتلف الصفائح. تُمثل أعطال لفات الجزء الثابت ما بين 30 و40% من إجمالي أعطال المحركات، مما يجعلها ثاني أكثر عيوب المحركات شيوعًا بعد أعطال المحمل. تؤدي مشاكل الجزء الثابت إلى حدوث اختلالات كهرومغناطيسية مميزة تنتج اهتزاز عند ضعف تردد الخط (120 هرتز لمحركات 60 هرتز، 100 هرتز لمحركات 50 هرتز) ويمكن اكتشافه من خلال اختلال التوازن الحالي، والتصوير الحراري، واختبار مقاومة العزل.
إن فهم عيوب الجزء الثابت أمر بالغ الأهمية لأنها تتطور غالبًا ببطء على مدى أشهر أو سنوات، مما يوفر فرصة للكشف المبكر، ولكنها قد تتطور إلى فشل كارثي ينطوي على حريق أو تلف واسع النطاق في المحرك أو مخاطر السلامة إذا لم يتم معالجتها.
أنواع عيوب الجزء الثابت
1. فشل العزل
شورتات منعطفة إلى منعطف
- وصف: فشل العزل بين اللفات المتجاورة في نفس الملف
- تأثير: تحمل المنعطفات القصيرة تيارًا زائدًا، مما يؤدي إلى تسخين موضعي
- التقدم: يبدأ صغيرًا، ثم يتضمن تدريجيًا المزيد من الأدوار
- كشف: اختلال التوازن الحالي، البقع الساخنة في التصوير الحراري، ارتفاع اهتزاز 2×f
- الأكثر شيوعا: يمثل السبب وراء غالبية أعطال الجزء الثابت
أعطال الطور إلى الطور
- وصف: فشل العزل بين المراحل المختلفة
- تأثير: يمكن أن يتسبب في تعثر السيارة أو تلفها على الفور
- خطورة: أكثر شدة من السراويل القصيرة ذات الدوران
- كشف: اختلال كبير في التيار، قد يؤدي إلى تعثر حماية التيار الزائد
أعطال الأرض (من الطور إلى الإطار)
- وصف: فشل عزل اللف لإطار المحرك
- مسألة السلامة: يمكن أن ينشط إطار المحرك، مما يخلق خطر الصدمة
- كشف: رحلات حماية الأعطال الأرضية واختبار مقاومة العزل
- الأسباب: شيخوخة العزل، التلوث، الضرر الميكانيكي، الرطوبة
2. تلف مادي متعرج
- الأضرار الميكانيكية: الملفات التالفة أثناء التركيب أو الصيانة
- الضرر الحراري: ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى تدهور العزل والنحاس
- تلوث: الزيت أو المواد الكيميائية أو الغبار الموصل على اللفات
- أضرار الرطوبة: تسرب المياه يسبب التتبع والقصر
- أضرار كورونا: الجهد العالي يسبب تأين الهواء وتآكل العزل
3. مشاكل التصفيح
- تماس كهربائي في الرقائق الأساسية (انخفاض الكفاءة والتسخين)
- الصفائح التالفة أو السائبة
- إزاحة أو تحول النواة
- يخلق خسائر التيار الدوامي والبقع الساخنة
أسباب فشل الجزء الثابت
التدهور الحراري
- التحميل الزائد: التيار الزائد يؤدي إلى تسخين اللفات بما يتجاوز تصنيف العزل
- التبريد المسدود: التهوية غير الكافية تؤدي إلى تسريع الشيخوخة الحرارية
- درجة الحرارة المحيطة: درجات الحرارة المحيطة العالية تقلل من فعالية التبريد
- البدء المتكرر: تيارات الاندفاع أثناء البدايات تسبب إجهادًا حراريًا
- عمر العزل: كل 10 درجات مئوية فوق درجة الحرارة المقدرة تقلل عمر العزل إلى النصف
الضغوطات الكهربائية
- ارتفاعات الجهد الكهربائي: الصواعق، التحولات العابرة التي تضغط على العزل
- اختلال توازن الجهد: جهد الطور غير المتساوي يسبب تيارات دائرية
- الجهد الزائد: التشغيل فوق الجهد المقدر
- تأثيرات محرك التردد المتغير: ارتفاع dV/dt من عزل مهاجمة تبديل PWM
التلوث والبيئة
- رُطُوبَة: الرطوبة أو دخول الماء يقلل من مقاومة العزل
- الغبار الموصل: عزل الجسر بجسيمات معدنية أو غبار الكربون
- المواد الكيميائية: الأبخرة المسببة للتآكل أو المذيبات التي تهاجم العزل
- الزيوت والشحوم: منتجات البترول تؤدي إلى تدهور العزل العضوي
الأسباب الميكانيكية
- اهتزاز: عزل اهتزازي مفرط يسبب الكشط
- الدورة الحرارية: العزل المرن والمتشقق الناتج عن التمدد/الانكماش
- ضربات الدوار: تلامس الدوار يؤدي إلى إتلاف لفائف الجزء الثابت
- أضرار التثبيت: التعامل الخشن أثناء إعادة اللف أو الاستبدال
توقيع الاهتزاز
المؤشر الأساسي: 2× تردد الخط
العلامة المميزة لمشاكل الجزء الثابت:
- تكرار: 120 هرتز (أنظمة 60 هرتز) أو 100 هرتز (أنظمة 50 هرتز)
- الآلية: اختلال توازن القوة الكهرومغناطيسية من المجال المغناطيسي غير المتماثل
- المحركات العادية: 2×f موجودة ولكن سعة منخفضة (< 10% من 1×)
- عيوب الجزء الثابت: 2×f سعة مرتفعة (> 20-50% من 1× أو أعلى)
- التقدم: تزداد السعة مع تفاقم الخطأ
المكونات الإضافية
- قد يزيد تردد الخط (1×f)
- يمكن أن تظهر التوافقيات الأعلى (4×f، 6×f)
- قد يزيد مستوى الاهتزاز الإجمالي
- الضوضاء الكهرومغناطيسية المسموعة على شكل طنين 120/100 هرتز
طرق الكشف
تحليل الاهتزازات
- مراقبة سعة تردد الخط 2× والاتجاه
- مقارنة بالمحركات الأساسية أو المحركات المماثلة
- تنبيه إذا كان 2×f > 30% من اهتزاز سرعة التشغيل 1×
- الاتجاه المتزايد بمرور الوقت يؤكد وجود خطأ تقدمي
القياسات الحالية
- توازن تيار الطور: قياس التيار في كل مرحلة
- اختلال التوازن > 10%: يشير إلى وجود مشكلة في اللف
- مقياس التيار الكهربائي: قياس المجال البسيط
- محلل جودة الطاقة: تحليل مفصل لموجة التيار
اختبار مقاومة العزل
- ميغا أوم متر (ميجر): قياس مقاومة اللف للأرض
- قبول: عادةً > 1 MΩ لكل كيلو فولت + 1 MΩ كحد أدنى
- الأكثر رواجًا: تشير القيم المتناقصة إلى التدهور
- مؤشر الاستقطاب: نسبة القراءة 10 دقائق / دقيقة واحدة (> 2.0 جيدة،, < 2.0 مشتبه به)
التصوير الحراري
- تظهر كاميرا الأشعة تحت الحمراء نقاطًا ساخنة على إطار المحرك
- يشير التسخين الموضعي إلى موقع خطأ اللف
- اختلال التوازن في درجة الحرارة بين المراحل
- يمكن اكتشاف الأعطال المتطورة قبل أن تظهر الاختبارات الكهربائية مشاكل
اختبار زيادة التيار
- يطبق نبض الجهد، ويقارن استجابات الطور
- يكتشف الدوائر القصيرة المتقطعة غير المرئية في الاختبارات الأخرى
- يتطلب معدات متخصصة
- تُستخدم غالبًا في محلات السيارات للتحقق من الجودة
التقدم والعواقب
المرحلة المبكرة
- انخفاض طفيف في مقاومة العزل
- اختلال التيار الصغير (< 5%)
- زيادة طفيفة في الاهتزاز بمقدار 2×f
- قد لا يمكن اكتشافه إلا من خلال الاختبار الحساس
مرحلة معتدلة
- مسح اختلال التوازن الحالي (5-15%)
- اهتزاز مرتفع 2×f (20-50% من 1×)
- النقاط الساخنة المرئية في التصوير الحراري
- انخفاض مقاومة العزل
المرحلة المتقدمة
- اختلال كبير في التيار (> 15%)
- اهتزاز عالي جدًا 2×f
- ارتفاع درجة الحرارة الواضح
- مقاومة عزل منخفضة
- خطر الفشل الفوري
فشل كارثي
- احتراق اللف الكامل
- احتمال وجود حريق أو دخان
- انقطاع الحماية أو انفجار المصهر
- تلف كبير في المحرك يتطلب إعادة اللف أو الاستبدال
الإجراءات التصحيحية
عند الكشف
- زيادة وتيرة المراقبة بناءً على شدتها
- تقليل شدة التشغيل (الحمل الأقل، دورة العمل) إذا كان ذلك ممكنًا
- خطة استبدال المحرك أو إعادة لفه
- التحقق من السبب الجذري لمنع تكرار ذلك
خيارات الإصلاح
- لف المحرك: استبدال لفائف الجزء الثابت (المحركات الكبيرة، > 100 حصان عادة ما تكون اقتصادية)
- استبدال المحرك: أكثر اقتصادا للمحركات الصغيرة (< 50 حصانًا عادةً)
- استبدال الملف: في بعض التصميمات، من الممكن استبدال الملف الفردي
- التشغيل المؤقت: قد تسمح الأعطال في المرحلة المبكرة باستمرار التشغيل مع المراقبة الدقيقة
وقاية
- العمل ضمن الجهد المقدر والتيار ودرجة الحرارة
- ضمان التهوية والتبريد المناسبين
- الحماية من التلوث (التغليف، الختم)
- استخدم حماية من زيادة التيار للمحركات الحرجة
- اختبار العزل الدوري (سنويًا للمحركات الحرجة)
- المسوحات الحرارية للكشف عن النقاط الساخنة الناشئة
تُمثل عيوب الجزء الثابت أحد أشكال الأعطال الرئيسية في المحركات، والتي غالبًا ما يُمكن اكتشافها مُبكرًا من خلال الاستخدام المُشترك لأنظمة مراقبة الاهتزاز (بتردد خطي مُضاعف)، وتحليل التيار، والتصوير الحراري، والاختبارات الكهربائية الدورية. إن فهم التدرج من التدهور الطفيف في العزل إلى فشل كارثي في اللفات يُمكّن من وضع استراتيجيات صيانة تنبؤية تمنع أعطال المحركات وتُحسّن قرارات الإصلاح مقابل الاستبدال.
فئات: المصطلحاتتشخيص الاهتزاز
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 