モーターの欠陥とは？電動モーター診断• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。 モーターの欠陥とは？電動モーター診断• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。

モーターの欠陥とは？電動モーター診断

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電気モーターの欠陥を理解する

定義: モーター欠陥とは何ですか?

モーターの欠陥 電気モーターの故障には、機械的な問題（ベアリングの故障、ローターとステーターの接触、シャフトの問題）、電磁的な問題（ローターバーの破損、ステーター巻線の故障、エアギャップの不規則性）、そして複合的な電気機械的な問題が含まれます。これらの欠陥は、特徴的な 振動 および電気的特徴を検出できる 振動解析, 、モーター電流シグネチャ解析 (MCSA)、および熱画像化。.

電気モーターは産業施設において最も一般的な機械の一つであり、その故障は予期せぬダウンタイムとメンテナンスコストの大きな要因となります。モーター固有の欠陥モードと診断技術を理解することで、早期発見と計画的なメンテナンスが可能になり、壊滅的な故障を防止し、モーターの信頼性を最適化できます。.

運動障害の分類

1. 機械的欠陥（すべての回転機械に共通）

  • アンバランス: ローター質量非対称、1×振動
  • ベアリングの故障: 最も一般的なモーターの欠陥（モーターの故障の約50%）
  • ずれ: モーターと負荷のカップリングのずれ、2倍の振動
  • 機械的な緩み: 取り付け、エンドベル、またはローター部品の緩み
  • シャフトの問題: 曲がったり割れたりしたシャフト

2. 電磁気的欠陥（モーター固有）

ローターの電気的欠陥

  • 破損したローターバー: かご形回転子の導体バーの破損（モータ故障の10～15%）
  • ひび割れたエンドリング: ローターバーを接続する短絡リングの破損
  • ローターの多孔性: 鋳造ローターの空隙が電気特性に影響を与える
  • 高抵抗ジョイント： バーとエンドリングの接続不良

ステーターの電気的欠陥

  • 巻線故障: 絶縁破壊、ターン間短絡、相間故障（モータ故障の30～40%）
  • 地絡事故: フレームへの巻線絶縁不良
  • コイルの損傷: 熱劣化、機械的損傷、汚染

エアギャップの問題

  • 偏心ローター: 製造または摩耗による不均一なエアギャップ
  • こする： ベアリングの故障または位置ずれによるローターとステーターの接触
  • 磁力: エアギャップの非対称性による磁力の不均衡

3. 複合電気機械的欠陥

  • 熱の問題: 過負荷、換気不良、電気系統の故障による過熱
  • 換気の問題: 冷却ファンが詰まったり損傷したりしている
  • 電気と機械の結合: 電気的故障が機械的振動を引き起こし、その逆も起こる

モーターの欠陥の振動特性

破損したローターバー

最も重要なモーター特有の欠陥の1つ：

  • 頻度： ±（スリップ周波数）間隔で走行速度の周りのサイドバンド
  • パターン： 1× ± fs、ここで fs = スリップ周波数（通常、60 Hz モータでは 1～3 Hz）
  • 振幅変調: 電流とトルクは2倍のスリップ周波数で変動する
  • 負荷依存性: 負荷がかかったときにサイドバンドがより顕著になる
  • 進行状況: より多くのバーが破断するほど振幅が増加する

ステーターの問題

  • 頻度： 2倍のライン周波数（60 Hzモーターの場合は120 Hz、50 Hzの場合は100 Hz）
  • 原因： 巻線欠陥による磁力の非対称性
  • 追加： ライン周波数の高調波が見られる場合がある
  • 電磁ノイズ: 2倍のライン周波数で聞こえるハム音

偏心ローター（エアギャップ変化）

  • 周波数: 極通過周波数とその高調波
  • パターン： （極数×走行速度）±走行速度
  • 磁気不均衡: 機械的にバランスが取れていても放射状の振動が生じる
  • 複合効果: 機械的（偏心）と電磁的（抵抗の変化）の両方

検出方法

振動解析

  • 標準FFT: 機械的欠陥と電磁周波数を識別します
  • サイドバンド解析: ローターバーとエアギャップの問題を検出するために重要
  • ベアリング周波数: エンベロープ分析 ベアリング欠陥検出用
  • トレンド: 時間の経過とともに振幅を追跡し、発生中の障害を検出する

モーター電流シグネチャ解析（MCSA）

  • モータ線電流周波数スペクトルを分析する
  • 振動センサーなしで電気的な故障を検出
  • 特にローターバーとステーター巻線の故障に効果的です
  • 業務を中断することなくオンラインで実行可能
  • 振動解析を補完する

熱画像

  • 赤外線カメラがホットスポットを検出
  • 巻線故障は局所的な加熱を示す
  • 換気口の詰まりは高温部分として目に見える
  • ベアリングの問題はベアリング温度の上昇を示す
  • 過負荷状態では一般的な温度上昇が見られる

電気テスト

  • 絶縁抵抗: メガオームメーターによるテストで巻線の劣化が判明
  • 偏光指数: 絶縁状態を示す
  • 耐圧試験: 高電圧下での絶縁の完全性を検証
  • 現在の残高: 各相の電流を測定します（不均衡は問題を示します）

一般的なモーター故障の統計

相対的な頻度を理解することは、監視の優先順位付けに役立ちます。

  • ベアリングの故障: モーターの故障数は約50%
  • ステータ巻線の故障: ~30-35%
  • ローターの欠陥: ~10-15%
  • 外部要因： ~5%（汚染、環境など）

予防保守戦略

状態監視

  • 四半期ごとまたは毎月の振動調査
  • 重要なモーターの継続的な監視
  • 熱画像調査（年1回または半年ごと）
  • モーター電流解析（周期的または連続的）
  • すべてのパラメータの傾向を分析して変化を早期に検出する

定期メンテナンス

  • 潤滑: 定期的にベアリングに潤滑油を補給する（通常6～12か月ごと）
  • クリーニング： 冷却通路からほこりやゴミを取り除く
  • 締め付け: 取り付けボルト、端子接続を確認する
  • 検査： 損傷、過熱、汚染の目視検査
  • テスト: 定期的な絶縁抵抗試験

バランスとアライメント

根本原因分析

モーターの故障が発生した場合は、再発を防ぐために根本原因を特定します。

ベアリングの故障

  • 調査する： 潤滑の適切さ、汚染源、アライメント、振動レベル
  • 一般的な原因: グリースの過剰塗布、グリースの種類間違い、位置ずれ、過度の振動

電気系統の故障

  • 調査する： 動作条件、電圧品質、デューティサイクル、冷却の適切さ
  • 一般的な原因: 過負荷、電圧不均衡、単相、冷却ブロック

機械の故障

  • 調査する： 負荷特性、設置品質、動作環境
  • 一般的な原因: 衝撃荷重、位置ずれ、不適切な設置、汚染された環境

業界のアプリケーションと標準

  • NEMA MG-1: モーターの性能と試験基準
  • IEC 60034: 振動制限を含む国際モーター規格
  • IEEE 43: 絶縁試験規格
  • ISO 20816: 電気モーターの振動の厳しさの基準

電気モーターの欠陥は、産業機器の故障の大部分を占めています。機械的、電気的、電磁気的な故障の特徴的な兆候を理解し、振動解析、電流解析、熱画像解析を用いた包括的な状態監視と組み合わせることで、早期の故障検出と予知保全戦略を実現し、モーターの信頼性を最大限に高め、計画外のダウンタイムを最小限に抑えることができます。.

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