スペクトル振動解析

電気モーターの欠陥：包括的なスペクトル分析

電気モーターの消費電力は約 全産業用電力の45% EPRIの調査によると、故障の分布は以下のとおりです。 ~23%ステータ障害, ~10%ローターの欠陥, ~41% ベアリングの劣化、 そして ~26% 外部要因. これらの故障モードの多くは、壊滅的な故障が発生するずっと前に、振動スペクトルに明確な痕跡を残します。.

この記事では、スペクトル振動解析と補完的な技術である MCSA、ESA、MCA を使用して電気モーターの欠陥を特定するための包括的なガイドを提供します。.

25分で読めます ISO 20816 · IEC 60034 · IEEE 1415 バランセット-1A
~23%
ステーターの故障
~10%
ローターの欠陥
~41%
ベアリングの劣化
~26%
外部要因

1. 振動解析者のための電気の基礎

振動スペクトルからモーターの欠陥を診断する前に、モーターの振動を引き起こす主要な電気周波数を理解することが不可欠です。.

1.1. ライン周波数（LF）

AC供給周波数: 50 Hz ヨーロッパ、アジア、アフリカ、ロシアのほとんどの地域。; 60 Hz 北米、南米、アジアの一部。モーター内の電磁力はすべてこの周波数から生じます。.

1.2. ライン周波数の2倍（2×LF）

について 支配的な電磁力周波数 ACモーターの場合。50Hzシステムでは、2×LF = 100 Hz; 60 Hzシステムでは、2×LF = 120 Hz. ステーターとローター間の磁気吸引力は電気サイクルごとに2回ピークに達し、2×LFがすべてのACモーターの基本的な「電気振動」周波数になります。.

2×LF = 2 × fライン = 100 Hz (50 Hz システム) | 120 Hz (60 Hz システム)

1.3. 同期速度と滑り

固定子の磁場は同期速度で回転します。

いいえs = 120 × fライン / P (回転数)

どこ P 極数です。誘導電動機の回転子は常にわずかに遅く回転します。この差は スリップ:

s = (Ns − N) / Ns

標準誘導モーターの典型的な全負荷スリップ： 1–5%. 2極モータ（50Hz）の場合：Ns = 3000 RPM、実際の速度 ≈ 2940～2970 RPM。.

1.4. ポールパス周波数（Fp)

回転子の磁極が固定子の磁極を「すり抜ける」速度。結果は 普遍的な — 極数に関係なく:

Fp = 2 × s × fライン = 2 × fs  — 極数Pに依存しない

2%スリップで50Hzで動作するモーターの場合：Fp = 2 × 0.02 × 50 = 2 Hz. この周波数は、破損したローターバーのスペクトルにおいて特徴的なサイドバンドとして現れます。.

1.5. ローターバー通過周波数

fRBPF = R × f腐敗

ここで、Rはローターバーの数です。ローターバーが損傷すると、この周波数とそのサイドバンドが顕著になります。.

1.6. 主要頻度参照表

シンボル名称式例（50 Hz、2極、2%スリップ）
LFライン周波数fライン50 Hz
2×LFライン周波数の2倍2 × fライン100 Hz
f同期同期周波数2 × fライン / P50 Hz (P=2) | 25 Hz (P=4)
1倍回転周波数(1 − s) × f同期49 Hz (2940 回転/分)
F pポールパス周波数2 × s × fライン2 Hz
f RBPFローターバー通過周波数。.R × f腐敗16 × 49 = 784 Hz
批評的注釈

50Hzシステムでは、, 2×LF = 100 Hz そして 2倍 ≈ 98 Hz （2極モータの場合）。これらの2つのピークは 2Hz間隔. スペクトル分解能 ≤ 0.5 Hz それらを分離するために必要です。 記録長が4～8秒以上. 2X を 2×LF と誤認すると、機械的な欠陥と電気的な欠陥が混同され、根本的に誤った診断につながります。. この近接性は2極機に特有のものです。4極機の場合：2X ≈ 49 Hz — 2×LF = 100 Hz とは十分に離れています。.

モーターの断面：主要部品とエアギャップ
ステーター 巻き取りスロット エアギャップ （通常0.25～2mm） （重要なパラメータ） ローター ローターバー（表示数：16） 誘導電流を流す 軸 ステータボア （積層コア） 主な周波数 ▸ ステーター → 2×LF ▸ エアギャップ → 2×LF ± 1X ▸ 破線 → 1X ± Fp MCSA: LF ± Fp ▸ バーパス → R × フロット ▸ メカニカル → 1X、2X、nX ▸ 軸シフト → 2×LF ± 1X (ax.) 50 Hzの場合: 2×LF = 100 Hz ± = サイドバンド（変調） 回路図 — 縮尺どおりではありません。実際のスロット/バーの数はモーターの設計によって異なります。.

ステーターローター巻線エアギャップ機械軸方向 エアギャップの歪みは磁力に直接変化をもたらし、振動パターンを即座に変化させます。記号±はサイドバンド（変調）を表します。.

2. 診断方法の概要

単一の技術ですべての電動モーターの欠陥を検出できるわけではありません。堅牢な診断プログラムは、複数の補完的な手法を組み合わせて構築されます。

電動モーターの診断方法
電気 モーター 1. 振動解析 スペクトルと時間波形 1倍、2倍、2×LF、高調波 ✓ 機械＋電気 ✗ すべての電気的故障を検出できるわけではない 2. MCSA モーター電流シグネチャ 分析 - 電流クランプ ✓ ローターバーの破損、偏心 ✓ オンライン、非侵襲的 3. ESA 電気的シグネチャ分析 電圧+電流スペクトル ✓ 供給品質、ステーターの故障 ✓ オンライン、MCCにて 4. MCA モーター回路解析 インピーダンス、抵抗 ✓ 断熱、ターンツーターンショーツ ✗ オフラインのみ（モーター停止） 5. サーモグラフィー ステータ温度 + ベアリング温度監視

振動MCSAESAMCAサーモグラフィー 単一の診断方法では、すべてを網羅することはできません。複数の診断方法を組み合わせることを強くお勧めします。.

2.1. 振動スペクトル解析

ほとんどの回転機器の診断に用いられる主要なツールです。ベアリングハウジングに取り付けられた加速度計は、機械的欠陥（アンバランス、ミスアライメント、ベアリングの摩耗）や電気的欠陥（エアギャップの不均一性、巻線の緩み）を明らかにするスペクトルを捕捉します。しかしながら、, 振動解析だけではすべてのモーターの電気的故障を検出できない.

2.2. モータ電流シグネチャ解析（MCSA）

片相の電流クランプは電流スペクトルを捕捉する。回転子バーが破損すると、 LF ± F p. MCSA はオンラインで実行され、完全に非侵襲的です。.

2.3. 電気的シグネチャ解析（ESA）

MCCで電圧と電流のスペクトルを同時に解析します。電源電圧の非対称性、高調波歪み、電力品質の問題を検出します。.

2.4. モーター回路解析（MCA）

アン オフライン 相間抵抗、インダクタンス、インピーダンス、絶縁抵抗を測定する試験。メンテナンス時の停止時に不可欠です。.

2.5. 温度監視

ステータ巻線温度とベアリング温度の傾向により、過負荷、冷却の問題、絶縁劣化の早期警告が得られます。.

実践的なアプローチ。. 包括的なモーター診断プログラムには、少なくとも、(1) 振動スペクトル分析、(2) 電流クランプを使用した MCSA、(3) 電気技師やモーター修理担当者との定期的な会話を組み合わせる必要があります。彼らの実践的な経験により、機器だけでは提供できない重要なコンテキストが明らかになることがよくあります。.

3. ステーターの欠陥

ステータの欠陥は、およそ モーター故障全体の23～37%. ステータは積層鉄心と巻線を内蔵する固定部です。欠陥は主に 2×LF（100 Hz / 120 Hz） およびその倍数。.

3.1. ステータ偏心 - 不均一なエアギャップ

ローターとステーターの間の空隙は通常 0.25～2mm. 10% の変動でも測定可能な電磁力の不均衡が生じます。.

原因

  • ソフトフット — 最も一般的な原因
  • 摩耗または損傷したベアリングハウジング
  • 不適切な輸送や設置によるフレームの変形
  • 動作条件下での熱変形
  • 製造公差の悪さ

スペクトルシグネチャー

  • 典型的には2×LFが優勢 視線速度スペクトルにおいて
  • 多くの場合、軽度の増加を伴う 1倍 そして 2倍 不均衡な磁力（UMP）による
  • 静的偏心率: 2×LFが支配的で変調は少ない
  • ダイナミック成分：サイドバンド 2×LF ± 1X 表示される可能性があります
スペクトル：目立つ 2×LF +マイナー 1倍 そして 2倍 増加（放射状方向）

重症度評価

2×LF振幅（速度RMS）評価
1 mm/秒未満ほとんどのモーターでは正常
1～3 mm/秒モニター - ソフトフット、ベアリングクリアランスをチェック
3～6 mm/秒警告 - 調査し、修正を計画する
> 6 mm/秒危険 - 直ちに行動が必要

注: これらはあくまでも参考例であり、正式な標準ではありません。必ずマシンの基準値と比較してください。.

確認テスト

電源オフテスト （スナップテスト）：振動を監視しながら、モーターの電源を切ります。2×LFピークが 急激に低下する — 機械的な惰力停止よりもはるかに速く、数秒以内に — 原因は電磁気です。.

重要

ステータの偏心とミスアライメントを混同しないでください。どちらも2Xの上昇を引き起こす可能性があります。ポイント：100.00Hzで正確に発生する2×LFは電気的に動作します。2Xはローター速度に追従し、速度が変化するとシフトします。スペクトル分解能は0.5Hz以下であることを確認してください。.

3.2. ステータ巻線の緩み

ステータ巻線は、動作サイクルごとに2×LFの電磁力を受けます。長年の使用により、機械的な固定（エポキシ、ワニス、ウェッジ）が劣化する可能性があります。緩んだ巻線は2×LFで振動し、振幅が増大するため、フレッティングによる絶縁摩耗が加速されます。.

スペクトルシグネチャー

高められた 2×LF — 時間の経過とともに増加することが多い（傾向）
  • 主にラジアル振動
  • 2×LFは安定性が低い可能性がある - わずかな振幅の変動
  • 重症の場合：4×LF、6×LFの高調波

結果

これは 巻線絶縁に破壊的 — 劣化の加速、予期せぬ接地故障、巻き直しを必要とするステータの完全な故障につながります。.

3.3. 緩んだ電源ケーブル - 位相非対称

接触不良は抵抗の非対称性を引き起こします。 1%電圧非対称性 約 6–10%電流非対称性. 不平衡電流は逆回転する磁場成分を生成します。.

スペクトルシグネチャー

高められた 2×LF — 位相非対称性の主な指標
  • 磁気の不均衡により2×LF振幅が増加する
  • 場合によっては、, ±⅓×LF付近のサイドバンド （50 Hzシステムでは約16.7 Hz）2×LFピーク付近
  • 電流スペクトル（MCSA）：逆相電流の上昇

実務チェック

  • すべてのケーブル終端、バスバー接続、接触器の接点をチェックします
  • 相間抵抗を測定（1%以内）
  • 3相すべての供給電圧を測定します。非対称性は1%を超えてはなりません。
  • ケーブル終端箱の赤外線サーモグラフィー

3.4. ステータラミネーションの短絡

層間絶縁の損傷により渦電流が循環し、局所的なホットスポットが発生します。振動スペクトルでは必ずしも検出できるとは限りません。 赤外線サーモグラフィーが主な検出方法である. オフライン：電磁コアテスト（EL-CIDテスト）。.

3.5. ターン間短絡

ターン間の短絡により局所的な循環電流ループが発生し、影響を受けるコイルの有効巻数が減少する。 2×LF, 、LF電流の3次高調波の上昇、および相電流の非対称性。オフラインのMCAサージ試験で最もよく検出されます。.

ステータ欠陥 - スペクトル特性の概要
伝説 2×LFピーク（100 Hz）—電気 1X / 2Xピーク - 機械式 サイドバンド（変調） A. ステータ偏心/不均一なエアギャップ（§3.1） 振幅 1倍 2倍 2×LF 49 Hz 98 100 Hz 2 Hz のギャップ! (≤0.5 Hz の解像度が必要です) 2×LF優勢 半径方向 電源を切ると消える B. 緩んだ電源ケーブル / 位相非対称 (§3.3) 振幅 83 Hz 2×LF 117 Hz −1/3LF +⅓LF ± ⅓×LFサイドバンド（16.7 Hz） 83 Hz 100 Hz (2×LF) 117 Hz 2×LF上昇 位相抵抗の非対称性 逆回転磁場を発生させる チェック： • ケーブル終端 • 相間抵抗R • 赤外線サーモグラフィー

2×LF1倍/2倍サイドバンド 電源オフテストにより、電磁気的起源が確認されます。電源を切ったときに 2×LF が急激に低下する場合 (惰力停止よりもはるかに速く)、発生源は電磁気です。.

4. ローターの欠陥

ローターの欠陥は約 5～10%のモーター故障 しかし、早期発見が最も難しい場合が多いのです。.

4.1. ローターバーの破損とエンドリングのひび割れ

バーが破損すると、電流の再分配によって局所的な磁気非対称が生じます。これは実質的に、固定子磁場に対してスリップ周波数で回転する「磁気重点」です。.

振動シグネチャー

  • 1倍 ピークを迎える ± Fのサイドバンドp. 50 Hz / 2%スリップの場合：1X ± 2 Hzのサイドバンド
  • 重症例: ± 2Fで追加のサイドバンドp, 、±3Fp
  • 2×LF Fも表示される場合があるp サイドバンド

MCSA署名

現在のスペクトル: LF ± Fp   （50 ± 2 Hz = 48 Hzと52 Hz）

MCSA重症度スケール

サイドバンドレベルとLFピーク評価
< −54 dB概ね健康なローター
−54～−48dB1～2本のバーが割れている可能性があります。傾向を監視してください。
−48～−40dB複数の鉄筋が破損している可能性あり - 検査計画
> −40 dB重大な損傷 - 二次的な故障のリスク

重要：MCSAでは、定格負荷に近い安定した負荷が必要です。部分負荷では、サイドバンド振幅が低下します。.

時間波形

破損したローターバーは特徴的な "「ビート」パターン — 極通過周波数で振幅変調が発生します。スペクトルサイドバンドが顕著になる前に観測されることがよくあります。.

破損したローターバー — 振動と電流スペクトルパターン
振動スペクトル （速度、半径方向） 振幅 −2Fp 1X−Fp 1倍 1倍+Fp +2Fp ± Fp（極通過周波数） 振動パターン • 1X = キャリア（回転周波数） • ±Fpサイドバンド = ローターの非対称性 • サイドバンドが増えるとバーの数も増える • 時間波形における「鼓動」 例: 50 Hz、2極、2%スリップ 1X = 49 Hz、Fp = 2 Hz サイドバンド: 47 Hz と 51 Hz 現在のスペクトル（MCSA） （クランプ経由のモータ供給電流） 振幅（dB） 48 HzLF − Fp 50 HzLF 52 HzLF + Fp ± Fp = ± 2 Hz サイドバンド MCSA重症度スケール （サイドバンド振幅対LFピーク） < −54 dB — 正常なローター −54～−48 dB — 1～2 バーが疑わしい −48～−40 dB — おそらく倍数 > −40 dB — 重度（修理を計画） 定格負荷での経験則

1倍±FpサイドバンドMCSAサイドバンド ローターバーの破損はMCSA（磁気共鳴振動分析）によって最もよく確認できます。振動スペクトルから欠陥の存在が示唆され、MCSAは定量的な重大度評価を提供します。.

4.2. ローター偏心（静的および動的）

静的偏心

ステータボアからのシャフト中心線のオフセット。 2×LF. 電流：ロータースロット高調波 fRBPF ± LF.

動的偏心

ローター中心はステーターボア中心の周りを周回します。 1X、2×LFサイドバンド 回転子バー通過周波数が上昇する。電流では、サイドバンドは LF ± f腐敗.

実際には、両方のタイプが同時に存在するのが通常で、パターンは重ね合わせになります。.

4.3. サーマルローターボウ

大型モーターは温度勾配が発生し、一時的な曲がりを引き起こす可能性があります。 時間とともに変化する1X 起動後、通常は15～60分間増加し、その後安定します。位相角は弓形が発達するにつれて変化します。起動後30～60分間、1倍の振幅と位相をモニタリングすることで、機械的アンバランス（安定）と区別することができます。.

4.4. 電磁場の変位（軸シフト）

ローターが 軸方向にずれた ステータに対して、電磁場分布は軸方向に非対称となる。ローターは振動する。 2×LFにおける軸方向電磁力.

原因

  • 組み立て中またはベアリング交換後のローターの軸方向の位置が正しくない
  • ベアリングの摩耗により軸方向の遊びが過剰になる
  • 駆動機械からの軸推力
  • 動作中の熱膨張
軸2×LF （優勢）＆上昇 1倍 — 主に 軸方向
重大な欠陥

この欠陥は ベアリングに大きな損傷を与える. 2×LFの振動軸力により、スラスト面に周期的な疲労荷重が発生します。. ベアリング交換時には必ず磁気中心の位置をマークして確認してください。. これは最も有害でありながら、最も予防可能な運動障害の 1 つです。.

電磁場変位 - 軸方向ローターシフト
通常：ローター中心 ステーターラミネーションスタック ローター ステータ CL = ローター CL 等しい 等しい ✓ バランスの取れた軸方向の電磁力 最小限の軸方向振動 磁心 = 正味軸力 ≈ 0 欠陥：ローターが軸方向にずれている ステーターラミネーションスタック ローター ステーターCL ローターCL Δx（軸シフト） ローターが伸びる ステーターを超えて 2×LFでのF軸 ✗ エレベーションアキシャル 2×LF & 1X スラストベアリングの摩耗を加速させる可能性がある 重症度はシフトの規模によって異なる 検出と確認方法: ✓ 組み立て時に磁気中心をマークする ✓ ベアリング交換後の位置を確認する ✓ 2×LFで軸方向の振動を測定 ✓ 電源オフテスト: 2×LFが瞬時に消える ✓ 惰力走行の比較：電気式と機械式 ✓ スラストベアリングの温度を確認します。. 除外（類似症状）: • カップリングの角度ずれ（軸方向1Xおよび2X） • 軸方向の構造共鳴 • ソフトフット/緩み（軸方向成分） • 流れ誘起軸荷重（ポンプ、ファン） • 供給電圧の不均衡 • ラジアル偏心（→ 2×LFラジアル） 概略的な軸方向側面図。縮尺どおりではありません。.

軸方向電磁力シフト/オーバーハングステーターCL検出 電源を切ると瞬時に消える Axial 2×LF が、機械的な原因との主な違いです。.

5. ベアリング関連の電気的欠陥

5.1. ベアリング電流とEDM

シャフトとハウジング間の電圧により、ベアリングに電流が流れます。発生源：磁気非対称性、VFDコモンモード電圧、静電気。繰り返し放電により微小なピット（放電加工）につながる 溝彫り — レース上に均等間隔の溝があります。.

スペクトルシグネチャー

  • 非常に均一で「きれいな」ピークを持つベアリング欠陥周波数（BPFO、BPFI、BSF）
  • 加速度スペクトルにおける高周波ノイズフロアの上昇
  • 上級：特徴的な「ウォッシュボード」サウンド

防止

  • 絶縁ベアリング（コーティングリング）
  • シャフト接地ブラシ（特にVFD用途向け）
  • VFD出力のコモンモードフィルタ
  • 通常のシャフト電圧測定 - ピーク0.5 V未満

6. 可変周波数ドライブ（VFD）の効果

6.1. 周波数シフト

すべてのモーターの電気周波数は、VFD出力周波数に比例して変化します。VFDが45Hzで動作する場合、2×LFは90Hzになります。アラームバンドは 速度適応型.

6.2. PWM高調波

スイッチング周波数（2～16 kHz）とサイドバンドがスペクトルに現れます。可聴ノイズやベアリング電流が発生する可能性があります。.

6.3. ねじり励起

低次高調波（5 次、7 次、11 次、13 次）は、ねじり固有振動数を励起する可能性のあるトルク脈動を生成します。.

6.4. 共鳴励起

VFDが速度範囲をスイープする際、励起周波数が構造固有振動数を通過する可能性があります。VFD駆動機器には、臨界速度マップを確立する必要があります。.

7. 鑑別診断の概要

欠陥プライマリ周波数.方向サイドバンド/ノート確認
ステータ偏心2×LFラジアルマイナー1倍、2倍の増加電源オフテスト、ソフトフットチェック
緩んだ巻き線2×LFラジアル増加傾向; 4×LF、6×LFトレンド; MCAサージテスト
緩んだケーブル2×LFラジアル± ⅓×LFサイドバンド位相抵抗; IRサーモグラフィー
ターン間ショート2×LFラジアル電流の非対称性; 第3高調波MCAサージテスト; MCSA
短絡したラミネーションマイナー2×LF—主に熱赤外線サーモグラフィー; EL-CID
破損したローターバー1倍ラジアル± Fp サイドバンド; ビートMCSA: LF ± Fp dBレベル
ローター偏心度（静的）2×LFラジアルロータースロット高調波 ± LFエアギャップ測定; MCSA
ローター偏心（動的）1倍 + 2×LFラジアルfRBPF サイドバンド軌道解析; MCSA
サーマルローターボウ1X（ドリフト）ラジアル温度によりアンプと位相が変化。.30～60分のスタートアップトレンド
電磁場変位2×LF + 1X軸方向強力な軸方向2×LFローター軸方向位置; 電源オフテスト
ベアリング放電加工/溝加工BPFO / BPFIラジアル均一なピーク、高いHFノイズ軸電圧；目視検査
モーター欠陥診断フローチャート
モーターの振動の増加 電源オフ スナップテスト？ インスタントドロップ 電気 情報源を確認 支配的な 頻度？ 2×LF（ラジアル）: • 偏心/エアギャップ • 緩い巻き（トレンド） • 緩いケーブル（+⅓LFバンド） 電磁場変位 ローターの軸方向の位置を確認してください! 破損したローターバー MCSAに確認 徐々に衰退する 機械 情報源を確認 調査する： • アンバランス、ずれ • ベアリングの欠陥、ソフトフット 常に組み合わせる: 振動 + MCSA + 電源オフテスト + トレンド 解像度に関する注意: 2Xと2×LFを分離するには0.5Hz以下

電気機械2×LF分析ローターの欠陥 電源オフ時のスナップテストは、診断ツリーの最初の分岐点です。電気的な発生源が確認されると、支配的な周波数と方向によって診断範囲が絞り込まれます。.

8. 計測機器と測定技術

8.1. 振動測定要件

パラメータ要件理由
スペクトル分解能≤ 0.5 Hz（できれば0.125 Hz）2Xを2×LFから分離する（2極の場合は2 Hz間隔）
周波数範囲2～1000 Hz（速度）；10 kHzまで（加速）1X、2×LFの場合は低範囲、ベアリングの場合は高範囲
チャンネル≥ 2同時クロスフェーズ分析
位相測定0～360°、±2°欠陥の区別に重要
時間波形同期平均化壊れた鉄格子から打撃を検出する
現在の入力電流クランプ対応MCSA診断用

8.2. モーター診断用Balanset-1A

ポータブルデュアルチャンネル振動計 バランセット-1A (VibroMera) は、モーターの振動診断の中核となる機能を提供します。

振動チャンネル2（同時）
速度範囲250～90,000回転
振動速度RMS0～80 mm/秒
位相精度0～360°、±2°
FFTスペクトル解析サポートされている
位相センサー光電式（付属）
電源USB（7～20V）
バランシング1つまたは2つの平面を現場に設置

モーターの欠陥を診断し修正した後、Balanset-1Aは次の用途に使用できます。 現場でのローターバランス調整 — モーターを取り外すことなく、診断から修正までのワークフロー全体を完了します。.

8.3. 測定のベストプラクティス

  • 3つの方向 各ベアリングには垂直、水平、軸方向の3つの方向がある。軸方向は電磁場の変位に非常に重要である。
  • 表面を準備する — 信頼性の高い加速度計のカップリングのために塗装や錆を除去する
  • 定常状態 — 公称速度、負荷、温度
  • 記録的な動作条件 — 速度、負荷、電圧、電流を各測定ごとに表示
  • 一貫したタイミング — トレンド比較のための同じ条件
  • 電源オフテスト 電気振動が疑われる場合、数秒で信頼性の高い発生源特定が可能

9. 規範的参照

  • GOST R ISO 20816-1-2021 — 振動。機械振動の測定と評価。パート1。一般的なガイドライン。.
  • GOST R ISO 18436-2-2005 — 状態監視。振動状態監視。パート2。トレーニングと認定。.
  • ISO 20816-1:2016 — 機械振動。測定と評価。パート1：一般ガイドライン。.
  • ISO 10816-3:2009 — 機械振動の評価。パート3：15kWを超える産業用機械。.
  • IEC 60034-14:2018 — 回転電気機械。パート14：機械的振動。.
  • IEEE 43-2013 — 絶縁抵抗をテストするための推奨方法。.
  • IEEE 1415-2006 — 誘導機械メンテナンステストのガイド。.
  • NEMA MG 1-2021 — モーターと発電機。振動限界と試験。.
  • ISO 1940-1:2003 — ローターの品質要件をバランスさせます。.

10. 結論

主要な診断原則

電気モーターの欠陥は、振動と電流スペクトルに特徴的な痕跡を残します。ただし、どこを調べるべきかを知っており、適切なツールが正しく構成されている場合に限られます。.

  1. 2×LF は主要な電磁指標です。. 電源周波数のちょうど2倍の顕著なピークは、電磁波の発生を強く示唆しています。電源オフテストでその可能性が確認できます。.
  2. 方向が重要です。. ラジアル 2×LF → エアギャップ / 巻線 / 電源。. 軸方向 2×LF + 1X → 電磁場変位 — 最も破壊的な欠陥の 1 つ。.
  3. サイドバンドが物語ります。. ± ⅓×LF → 電源ケーブルの問題。± Fp → ローターバーの破損。サイドバンドパターンは、メインピークよりも診断に役立つことが多い。.
  4. スペクトル解像度は重要です。. 2極モータ（50 Hz）の場合、2Xと2×LFの差は約2 Hzです。分解能は0.5 Hz以下が必須です。.
  5. 方法を組み合わせます。. 振動 + MCSA + MCA + サーモグラフィー。単一の方法ではすべての欠陥をカバーできません。.
  6. 電気技師と話してください。. モーター修理担当者は、特定のモーター、その歴史、供給条件に関する貴重な知識を持っています。.

推奨ワークフロー

1
振動測定
2
電源オフテスト
3
スペクトル分析
4
MCSA（ローターの場合）
5
正しいバランス
6
検証✓
モーター診断 - 推奨ワークフロー
1. 振動測定 3方向、全方位、≤0.5 Hz 分解能。. 2. 電源オフスナップテスト 電気と機械の源 3. スペクトル分析 2×LF、1X、サイドバンド、方向 4. MCSA（ローターが疑われる場合） 電流クランプ、LF ± Fp解析 5. 修正とバランス（Balanset-1A） 6. 検証測定 ✓ Balanset-1A は以下をカバーします: ▸ ステップ1、3 — 振動スペクトル ▸ ステップ5 — フィールドバランス調整 ▸ ステップ6 — 検証

診断手順MCSA検証 この手順を体系的に実行してください。電源オフテスト（ステップ2）は数秒で完了し、電気的な原因と機械的な原因を確実に区別できます。.

最新のポータブルデュアルチャンネル振動計、例えば バランセット-1A 現場エンジニアが、不均一なエアギャップの検出からクロスフェーズ解析、その後の現場でのローターバランス調整まで、モーターの欠陥特定に必要な解像度と位相精度でスペクトル振動解析を実行できるようにします。.

出典: 現場振動診断トレーニング プログラム、GOST R ISO 20816-1-2021、GOST R ISO 18436-2-2005、IEC 60034-14:2018、IEEE 1415-2006、ISO 1940-1:2003、VibroMera 技術文書 (Balanset-1A)、EPRI モーター信頼性調査。.