ทำความเข้าใจข้อบกพร่องของสเตเตอร์ในมอเตอร์ไฟฟ้า
คำจำกัดความ: ข้อบกพร่องของสเตเตอร์คืออะไร?
ข้อบกพร่องของสเตเตอร์ คือความผิดพลาดในขดลวดคงที่และแกนกลางของมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงความเสียหายของฉนวน การลัดวงจรแบบหมุนต่อหมุน ความผิดพลาดแบบเฟสต่อเฟส ความผิดพลาดของกราวด์ การปนเปื้อนของขดลวด และความเสียหายของแผ่นเคลือบ ความผิดพลาดของขดลวดสเตเตอร์คิดเป็น 30-40% ของความผิดพลาดของมอเตอร์ทั้งหมด ทำให้เป็นความผิดพลาดของมอเตอร์ที่พบบ่อยเป็นอันดับสองรองจาก ความล้มเหลวของตลับลูกปืน. ปัญหาสเตเตอร์ทำให้เกิดความไม่สมดุลทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เป็นลักษณะเฉพาะซึ่งผลิต การสั่นสะเทือน ที่ความถี่ของเส้นสองเท่า (120 Hz สำหรับมอเตอร์ 60 Hz, 100 Hz สำหรับมอเตอร์ 50 Hz) และสามารถตรวจจับได้โดยผ่านความไม่สมดุลของกระแสไฟ การถ่ายภาพความร้อน และการทดสอบความต้านทานฉนวน.
การทำความเข้าใจข้อบกพร่องของสเตเตอร์ถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากข้อบกพร่องเหล่านี้มักจะพัฒนาไปอย่างช้าๆ ในเวลาหลายเดือนหรือหลายปี ทำให้สามารถตรวจพบได้ในระยะเริ่มต้น แต่หากไม่ได้รับการแก้ไข อาจเกิดความล้มเหลวร้ายแรง เช่น ไฟไหม้ ความเสียหายต่อมอเตอร์อย่างรุนแรง หรืออันตรายต่อความปลอดภัย.
ประเภทของข้อบกพร่องของสเตเตอร์
1. ความล้มเหลวของฉนวน
กางเกงขาสั้นแบบเทิร์นทูเทิร์น
- Description: ฉนวนระหว่างรอบที่อยู่ติดกันในคอยล์เดียวกันล้มเหลว
- ผล: การลัดวงจรทำให้มีกระแสไฟฟ้าเกิน ทำให้เกิดความร้อนเฉพาะที่
- ความก้าวหน้า: เริ่มต้นจากสิ่งเล็กๆ น้อยๆ ค่อยๆ เพิ่มจำนวนรอบมากขึ้น
- การตรวจจับ: ความไม่สมดุลในปัจจุบัน จุดร้อนบนการถ่ายภาพความร้อน การสั่นสะเทือน 2×f ที่สูงขึ้น
- ที่พบบ่อยที่สุด: คิดเป็นส่วนใหญ่ของความล้มเหลวของสเตเตอร์
ความผิดพลาดแบบเฟสต่อเฟส
- Description: ความล้มเหลวของฉนวนระหว่างเฟสที่แตกต่างกัน
- ผล: อาจทำให้เครื่องยนต์สะดุดหรือเสียหายทันที
- ความรุนแรง: รุนแรงกว่าการชอร์ตแบบเทิร์นทูเทิร์น
- การตรวจจับ: ความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ อาจทำให้ระบบป้องกันกระแสเกินทำงาน
กระแสไฟฟ้ารั่ว (เฟสต่อเฟรม)
- Description: ฉนวนพันรอบโครงมอเตอร์เสียหาย
- ประเด็นด้านความปลอดภัย: สามารถเพิ่มพลังให้กับโครงมอเตอร์ ทำให้เกิดอันตรายจากไฟฟ้าช็อตได้
- การตรวจจับ: การป้องกันไฟฟ้ารั่ว การทดสอบความต้านทานฉนวน
- สาเหตุ: การเสื่อมสภาพของฉนวน การปนเปื้อน ความเสียหายทางกล ความชื้น
2. ความเสียหายทางกายภาพจากการพันกัน
- ความเสียหายทางกล: คอยล์เสียหายระหว่างการติดตั้งหรือบำรุงรักษา
- ความเสียหายจากความร้อน: ความร้อนสูงเกินไปทำให้ฉนวนและทองแดงเสื่อมสภาพ
- การปนเปื้อน: น้ำมัน สารเคมี หรือฝุ่นตัวนำบนขดลวด
- ความเสียหายจากความชื้น: น้ำเข้าทำให้เกิดการติดตามและการลัดวงจร
- ความเสียหายจากโคโรนา: แรงดันไฟฟ้าสูงทำให้เกิดการแตกตัวของไอออนในอากาศและการกัดเซาะฉนวน
3. ปัญหาการเคลือบ
- การเคลือบแกนเกิดการลัดวงจร (ประสิทธิภาพลดลง ความร้อนเพิ่มขึ้น)
- ลามิเนตเสียหายหรือหลวม
- การเคลื่อนตัวหรือการเลื่อนแกน
- ทำให้เกิดการสูญเสียกระแสน้ำวนและจุดร้อน
สาเหตุของความล้มเหลวของสเตเตอร์
การเสื่อมสภาพจากความร้อน
- โอเวอร์โหลด: ขดลวดทำความร้อนที่มีกระแสไฟฟ้าเกินระดับฉนวน
- การระบายความร้อนที่ถูกบล็อค: การระบายอากาศไม่เพียงพอทำให้อุณหภูมิร่างกายเสื่อมเร็วขึ้น
- อุณหภูมิโดยรอบ: อุณหภูมิโดยรอบที่สูงทำให้ประสิทธิภาพในการทำความเย็นลดลง
- การเริ่มต้นบ่อยครั้ง: กระแสไฟกระชากระหว่างการสตาร์ททำให้เกิดความเครียดจากความร้อน
- อายุการใช้งานของฉนวน: ทุกๆ 10°C เหนืออุณหภูมิที่กำหนด อายุการใช้งานของฉนวนจะลดลงครึ่งหนึ่ง
ความเครียดทางไฟฟ้า
- ไฟกระชาก: ฟ้าผ่า สลับกระแสชั่วคราว เน้นฉนวน
- ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า: แรงดันไฟฟ้าเฟสไม่เท่ากันทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าหมุนเวียน
- แรงดันไฟเกิน: การทำงานเกินแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
- ผลกระทบ VFD: dV/dt สูงจากการสลับ PWM โจมตีฉนวน
การปนเปื้อนและสิ่งแวดล้อม
- ความชื้น: ความชื้นหรือน้ำที่เข้ามาทำให้ความต้านทานฉนวนลดลง
- ฝุ่นนำไฟฟ้า: อนุภาคโลหะหรือฉนวนสะพานฝุ่นคาร์บอน
- สารเคมี: ไอระเหยที่กัดกร่อนหรือตัวทำละลายที่ทำลายฉนวน
- น้ำมันและจารบี: ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมที่ย่อยสลายฉนวนอินทรีย์
สาเหตุทางกลไก
- การสั่นสะเทือน: การสั่นสะเทือนมากเกินไปทำให้ฉนวนสึกกร่อน
- การปั่นจักรยานความร้อน: ฉนวนขยายตัว/หดตัว งอ และแตกร้าว
- โรเตอร์สไตรค์: การสัมผัสโรเตอร์ทำให้ขดลวดสเตเตอร์เสียหาย
- ความเสียหายจากการติดตั้ง: การจัดการอย่างหยาบในระหว่างการกรอกลับหรือเปลี่ยนใหม่
ลายเซ็นการสั่นสะเทือน
ตัวบ่งชี้หลัก: ความถี่เส้น 2×
ปัญหาเด่นของสเตเตอร์:
- ความถี่: 120 เฮิรตซ์ (ระบบ 60 เฮิรตซ์) หรือ 100 เฮิรตซ์ (ระบบ 50 เฮิรตซ์)
- กลไก: ความไม่สมดุลของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจากสนามแม่เหล็กที่ไม่สมมาตร
- มอเตอร์ปกติ: 2×f มีอยู่แต่มีแอมพลิจูดต่ำ (< 10% ของ 1×)
- ข้อบกพร่องของสเตเตอร์: แอมพลิจูดเพิ่มขึ้น 2×f (> 20-50% ของ 1× หรือสูงกว่า)
- ความก้าวหน้า: แอมพลิจูดเพิ่มขึ้นเมื่อความผิดพลาดแย่ลง
ส่วนประกอบเพิ่มเติม
- ความถี่ของเส้น (1×f) อาจเพิ่มขึ้น
- ฮาร์โมนิกส์ที่สูงกว่า (4×f, 6×f) สามารถปรากฏได้
- ระดับการสั่นสะเทือนโดยรวมอาจเพิ่มขึ้น
- เสียงรบกวนจากแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้ยินเป็นเสียงฮัมความถี่ 120/100 เฮิรตซ์
วิธีการตรวจจับ
การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน
- ตรวจสอบแอมพลิจูดและแนวโน้มความถี่เส้น 2 เท่า
- เปรียบเทียบกับมอเตอร์พื้นฐานหรือมอเตอร์ที่คล้ายกัน
- แจ้งเตือนหาก 2×f > 30% ของการสั่นสะเทือนความเร็วในการทำงาน 1×
- แนวโน้มที่เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปยืนยันความผิดพลาดแบบก้าวหน้า
การวัดกระแสไฟฟ้า
- สมดุลกระแสเฟส: วัดกระแสในแต่ละเฟส
- ความไม่สมดุล > 10%: บ่งชี้ถึงปัญหาการพัน
- แคลมป์มิเตอร์: การวัดภาคสนามแบบง่าย
- เครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า: การวิเคราะห์รูปคลื่นกระแสไฟฟ้าโดยละเอียด
การทดสอบความต้านทานฉนวน
- เมกะโอห์มมิเตอร์ (เม็กเกอร์): วัดความต้านทานระหว่างขดลวดกับพื้นดิน
- การยอมรับ: โดยทั่วไป > 1 MΩ ต่อ kV + ขั้นต่ำ 1 MΩ
- กำลังเป็นที่นิยม: ค่าที่ลดลงบ่งบอกถึงการเสื่อมสภาพ
- ดัชนีโพลาไรเซชัน: อัตราส่วนการอ่าน 10 นาที / 1 นาที (> 2.0 ดี, < 2.0 ผู้ต้องสงสัย)
การถ่ายภาพความร้อน
- กล้องอินฟราเรดแสดงจุดร้อนบนเฟรมมอเตอร์
- การให้ความร้อนเฉพาะจุดบ่งชี้ตำแหน่งที่เกิดข้อผิดพลาดของขดลวด
- ความไม่สมดุลของอุณหภูมิระหว่างเฟส
- สามารถตรวจจับข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นได้ก่อนที่การทดสอบไฟฟ้าจะแสดงปัญหา
การทดสอบไฟกระชาก
- ใช้แรงกระตุ้นแรงดันไฟฟ้า เปรียบเทียบการตอบสนองเฟส
- ตรวจจับการลัดวงจรแบบเลี้ยวต่อเลี้ยวที่ไม่ปรากฏในการทดสอบอื่น
- ต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทาง
- มักใช้ในร้านซ่อมรถเพื่อตรวจสอบคุณภาพ
ความก้าวหน้าและผลที่ตามมา
ระยะเริ่มต้น
- ความต้านทานฉนวนลดลงเล็กน้อย
- ความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าขนาดเล็ก (< 5%)
- เพิ่มการสั่นสะเทือนเล็กน้อย 2×f
- อาจตรวจพบได้โดยการทดสอบที่ละเอียดอ่อนเท่านั้น
ระยะปานกลาง
- ล้างความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้า (5-15%)
- การสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้น 2×f (20-50% ของ 1×)
- จุดร้อนที่มองเห็นได้บนการถ่ายภาพความร้อน
- ความต้านทานฉนวนลดลง
ขั้นสูง
- ความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ (> 15%)
- การสั่นสะเทือน 2×f สูงมาก
- ความร้อนสูงเกินไปอย่างเห็นได้ชัด
- ความต้านทานฉนวนต่ำ
- ความเสี่ยงที่จะล้มเหลวทันที
ความล้มเหลวอันร้ายแรง
- การเบิร์นเอาท์แบบสมบูรณ์
- อาจเกิดไฟไหม้หรือควัน
- ทริปป้องกันหรือฟิวส์ขาด
- ความเสียหายของมอเตอร์อย่างกว้างขวางจำเป็นต้องย้อนกลับหรือเปลี่ยนใหม่
การดำเนินการแก้ไข
เมื่อตรวจพบ
- เพิ่มความถี่ในการตรวจติดตามตามความรุนแรง
- ลดความรุนแรงในการทำงาน (โหลดต่ำ รอบการทำงานต่ำ) หากเป็นไปได้
- วางแผนเปลี่ยนหรือย้อนกลับมอเตอร์
- ตรวจสอบสาเหตุที่แท้จริงเพื่อป้องกันการเกิดซ้ำ
ตัวเลือกการซ่อมแซม
- การกรอมอเตอร์: เปลี่ยนขดลวดสเตเตอร์ (มอเตอร์ขนาดใหญ่ > 100 แรงม้า มักจะประหยัด)
- การเปลี่ยนมอเตอร์: ประหยัดกว่าสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก (< 50 แรงม้าโดยทั่วไป)
- การเปลี่ยนคอยล์: ในการออกแบบบางแบบ สามารถเปลี่ยนคอยล์แยกกันได้
- การดำเนินการชั่วคราว: ความผิดพลาดในระยะเริ่มต้นอาจช่วยให้สามารถดำเนินการต่อไปได้ด้วยการตรวจสอบอย่างใกล้ชิด
การป้องกัน
- ทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และอุณหภูมิที่กำหนด
- ให้แน่ใจว่ามีการระบายอากาศและความเย็นเพียงพอ
- ป้องกันการปนเปื้อน (การปิดล้อม การปิดผนึก)
- ใช้การป้องกันไฟกระชากสำหรับมอเตอร์ที่สำคัญ
- การทดสอบฉนวนเป็นระยะ (ทุกปีสำหรับมอเตอร์ที่สำคัญ)
- การสำรวจความร้อนเพื่อตรวจจับจุดร้อนที่กำลังพัฒนา
ข้อบกพร่องของสเตเตอร์เป็นลักษณะความล้มเหลวหลักของมอเตอร์ ซึ่งมักตรวจพบได้ตั้งแต่ระยะเริ่มต้นด้วยการใช้ระบบตรวจสอบการสั่นสะเทือน (ความถี่สาย 2 เท่า) การวิเคราะห์กระแสไฟฟ้า การถ่ายภาพความร้อน และการทดสอบไฟฟ้าเป็นระยะ การทำความเข้าใจความก้าวหน้าจากการเสื่อมสภาพของฉนวนเล็กน้อยไปจนถึงความล้มเหลวของขดลวดอย่างรุนแรง ช่วยให้สามารถวางแผนการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์เพื่อป้องกันความล้มเหลวของมอเตอร์ และเพิ่มประสิทธิภาพการตัดสินใจซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่.
Categories: คำศัพท์การวินิจฉัยการสั่นสะเทือน
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 