فهم عيوب المحرك الكهربائي
التعريف: ما هي عيوب المحرك؟
عيوب المحرك تشمل الأعطال والأعطال في المحركات الكهربائية مشاكل ميكانيكية (أعطال المحامل، تلامس الدوار بالجزء الثابت، مشاكل في العمود)، ومشاكل كهرومغناطيسية (كسر قضبان الدوار، أعطال في لفات الجزء الثابت، عدم انتظام فجوة الهواء)، ومشاكل كهروميكانيكية مشتركة. تُسبب هذه العيوب خصائص مميزة. اهتزاز والتوقيعات الكهربائية التي يمكن اكتشافها من خلال vibration analysis, ، وتحليل توقيع التيار الحركي (MCSA)، والتصوير الحراري.
تُعد المحركات الكهربائية من أكثر الآلات شيوعًا في المنشآت الصناعية، وتتسبب أعطالها في توقفات غير مخطط لها وتكاليف صيانة باهظة. إن فهم أنماط الأعطال الخاصة بكل محرك وتقنيات تشخيصها يُمكّن من الكشف المبكر والصيانة المخططة، مما يمنع الأعطال الكارثية ويُحسّن موثوقية المحرك.
فئات عيوب المحرك
1. العيوب الميكانيكية (المشتركة بين جميع الآلات الدوارة)
- عدم التوازن: عدم تناسق كتلة الدوار، اهتزاز 1×
- أعطال المحمل: أكثر عيوب المحرك شيوعًا (~50% من أعطال المحرك)
- عدم المحاذاة: عدم محاذاة اقتران المحرك بالحمل، اهتزاز 2×
- الارتخاء الميكانيكي: التركيب الفضفاض أو جرس النهاية أو مكونات الدوار
- مشاكل العمود: أعمدة منحنية أو متشققة
2. العيوب الكهرومغناطيسية (خاصة بالمحرك)
عيوب كهربائية في الدوار
- قضبان الدوار المكسورة: قضبان الموصل المكسورة في دوارات القفص السنجابي (10-15% من أعطال المحرك)
- حلقات النهاية المتشققة: كسور في حلقات الدائرة القصيرة التي تربط قضبان الدوار
- مسامية الدوار: الفراغات في الدوار المصبوب تؤثر على الخصائص الكهربائية
- المفاصل ذات المقاومة العالية: ضعف التوصيلات بين القضبان وحلقات النهاية
عيوب كهربائية في الجزء الثابت
- أعطال اللف: انهيار العزل، قصر الدائرة من دورة إلى دورة، أعطال الطور إلى الطور (30-40% من أعطال المحرك)
- أعطال الأرض: فشل عزل اللف للإطار
- تلف الملف: التدهور الحراري، الضرر الميكانيكي، التلوث
مشاكل فجوة الهواء
- الدوار اللامركزي: فجوة هوائية غير موحدة بسبب التصنيع أو التآكل
- فرك: اتصال الدوار بالجزء الثابت بسبب فشل المحمل أو عدم محاذاته
- السحب المغناطيسي: القوى المغناطيسية غير المتوازنة الناتجة عن عدم تناسق فجوة الهواء
3. العيوب الكهروميكانيكية المشتركة
- المشاكل الحرارية: ارتفاع درجة الحرارة بسبب التحميل الزائد أو سوء التهوية أو الأعطال الكهربائية
- مشاكل التهوية: مراوح التبريد المسدودة أو التالفة
- الاقتران بين الكهربائية والميكانيكية: الأعطال الكهربائية المسببة للاهتزازات الميكانيكية والعكس صحيح
علامات الاهتزاز لعيوب المحرك
قضبان الدوار المكسورة
من أهم العيوب الخاصة بالمحرك:
- تكرار: النطاقات الجانبية حول سرعة الجري عند مسافة ± (تردد الانزلاق)
- نمط: 1× ± fs، حيث fs = تردد الانزلاق (عادةً 1-3 هرتز لمحركات 60 هرتز)
- تعديل السعة: يتقلب التيار وعزم الدوران عند تردد انزلاق 2 ×
- اعتماد الحمل: تصبح النطاقات الجانبية أكثر بروزًا تحت الحمل
- التقدم: تزداد السعة مع كسر المزيد من الأشرطة
مشاكل الجزء الثابت
- تكرار: 2 × تردد الخط (120 هرتز لمحركات 60 هرتز، 100 هرتز لمحركات 50 هرتز)
- سبب: عدم تناسق القوة المغناطيسية من أعطال اللف
- إضافي: قد نرى التوافقيات لتردد الخط
- الضوضاء الكهرومغناطيسية: همهمة مسموعة عند تردد خط 2 ×
الدوار اللامركزي (اختلاف الفجوة الهوائية)
- الترددات: تردد مرور القطب وتوافقياته
- نمط: (عدد الأقطاب × سرعة التشغيل) ± سرعة التشغيل
- عدم التوازن المغناطيسي: يُنشئ اهتزازًا شعاعيًا حتى لو كان متوازنًا ميكانيكيًا
- التأثير المشترك: ميكانيكية (الانحراف) وكهرومغناطيسية (تردد متفاوت)
طرق الكشف
تحليل الاهتزازات
- تحويل فورييه السريع القياسي: يحدد العيوب الميكانيكية والترددات الكهرومغناطيسية
- تحليل النطاق الجانبي: ضروري للكشف عن مشاكل قضيب الدوار والفجوة الهوائية
- ترددات المحمل: تحليل الظرف للكشف عن عيوب المحمل
- الأكثر رواجًا: تتبع السعات بمرور الوقت للكشف عن الأخطاء النامية
تحليل توقيع التيار الحركي (MCSA)
- تحليل طيف تردد تيار خط المحرك
- يكتشف الأعطال الكهربائية دون أجهزة استشعار الاهتزاز
- فعال بشكل خاص في حالة وجود أخطاء في قضيب الدوار ولفائف الجزء الثابت
- يمكن القيام بذلك عبر الإنترنت دون تعطيل التشغيل
- تحليل الاهتزاز التكميلي
التصوير الحراري
- تكتشف كاميرات الأشعة تحت الحمراء النقاط الساخنة
- تظهر أخطاء اللف تسخينًا موضعيًا
- انسدادات التهوية مرئية كمناطق ساخنة
- تظهر مشاكل المحمل ارتفاع درجات حرارة المحمل
- تظهر ظروف التحميل الزائد ارتفاعًا عامًا في درجة الحرارة
الاختبارات الكهربائية
- مقاومة العزل: اختبار الميجا أوممتر يكشف عن تدهور اللف
- مؤشر الاستقطاب: يشير إلى حالة العزل
- اختبار HIPO: التحقق من سلامة العزل تحت الجهد العالي
- الرصيد الحالي: قياس التيار في كل مرحلة (يشير عدم التوازن إلى وجود مشاكل)
إحصائيات الأعطال الشائعة للمحركات
يساعد فهم الترددات النسبية في تحديد أولويات المراقبة:
- أعطال المحمل: ~50% من أعطال المحرك
- أعطال لفائف الجزء الثابت: ~30-35%
- عيوب الدوار: ~10-15%
- External Factors: ~5% (التلوث، البيئة، وما إلى ذلك)
استراتيجيات الصيانة الوقائية
مراقبة الحالة
- مسوحات الاهتزاز ربع السنوية أو الشهرية
- المراقبة المستمرة للمحركات الحرجة
- مسوحات التصوير الحراري (سنويًا أو نصف سنويًا)
- تحليل تيار المحرك (دوري أو مستمر)
- تتبع جميع المعلمات للكشف عن التغييرات في وقت مبكر
الصيانة الروتينية
- تشحيم: إعادة تشحيم المحامل وفقًا للجدول الزمني (عادةً من 6 إلى 12 شهرًا)
- تنظيف: إزالة الغبار والحطام من ممرات التبريد
- تشديد: التحقق من مسامير التثبيت والوصلات الطرفية
- تقتيش: الفحص البصري بحثًا عن التلف والسخونة الزائدة والتلوث
- الاختبار: اختبار مقاومة العزل الدوري
التوازن والمحاذاة
- الحفاظ على الخير جودة التوازن لتقليل الأحمال الحاملة
- Precision محاذاة العمود للمعدات المدفوعة
- التحقق من المحاذاة بشكل دوري (سنويًا أو بعد الصيانة)
تحليل السبب الجذري
عند حدوث أعطال في المحرك، حدد الأسباب الجذرية لمنع تكرار حدوثها:
أعطال المحمل
- يفتش: كفاية التزييت، مصادر التلوث، المحاذاة، مستويات الاهتزاز
- الأسباب الشائعة: الإفراط في التزييت، نوع الشحم الخاطئ، عدم المحاذاة، الاهتزاز المفرط
الأعطال الكهربائية
- يفتش: ظروف التشغيل، جودة الجهد، دورة العمل، كفاية التبريد
- الأسباب الشائعة: الحمل الزائد، اختلال توازن الجهد، مرحلة واحدة، التبريد المحظور
الأعطال الميكانيكية
- يفتش: خصائص الحمل، جودة التثبيت، بيئة التشغيل
- الأسباب الشائعة: أحمال الصدمات، سوء المحاذاة، التركيب السيئ، البيئة الملوثة
تطبيقات الصناعة والمعايير
- نيما ام جي-1: معايير أداء المحرك واختباره
- IEC 60034: المعايير الدولية للمحركات بما في ذلك حدود الاهتزاز
- معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات 43: معايير اختبار العزل
- ISO 20816: معايير شدة الاهتزاز للمحركات الكهربائية
تُمثل عيوب المحركات الكهربائية نسبةً كبيرةً من أعطال المعدات الصناعية. إن فهم السمات المميزة للأعطال الميكانيكية والكهربائية والكهرومغناطيسية، إلى جانب المراقبة الشاملة للحالة باستخدام تحليل الاهتزازات والتيارات والتصوير الحراري، يُمكّن من الكشف المبكر عن الأعطال واستراتيجيات الصيانة التنبؤية التي تُعزز موثوقية المحرك وتُقلل من فترات التوقف غير المخطط لها.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									