三相誘導モーターの故障の一般的な原因は何ですか？

三相誘導モーター ポンプやコンプレッサーからコンベアベルトやファンまで、幅広いアプリケーションで使用されている近代的な産業のバックボーンです。その信頼性と堅牢性にもかかわらず、これらのモーターはさまざまな要因のために障害を経験する可能性があります。障害の一般的な原因を理解することは、トラブルシューティング、予防保守、および運動寿命の改善に役立ちます。この記事では、三相誘導モーターの障害の主な理由を調査し、これらの問題に対処する方法についての洞察を提供します。

1. 過熱

三相誘導モーターの故障の最も一般的な原因の1つは、過熱です。モーターの巻線は、特定の温度を処理するように設計されており、これらの制限を超えると、断熱材の崩壊、モーターの寿命の減少、または完全な故障につながる可能性があります。

過熱の原因：

• 過負荷： モーターが定格荷重を長時間走っているか、それ以降に走っている場合、それは過熱する可能性があります。過負荷条件下で走るモーターは、電流が設計パラメーターを超え、過度の熱生成につながります。

• 周囲温度： 周囲温度が高い環境で動作するモーターは、特に適切な換気や冷却システムがない場合、過熱しやすいです。

• 冷却または換気が不十分： モーターは、適切な気流または外部冷却方法に依存して熱を放散します。換気システムがブロックされたり、ファンが失敗したり、モーターが不適切なハウジングに囲まれている場合、モーターは過熱する可能性があります。

• 不適切な電圧： 供給電圧が低いまたは変動すると、モーターが非効率的に動作し、過剰な熱が発生する可能性があります。同様に、過度の電圧は、ストレスが過剰になったために断熱材の分解につながる可能性があります。

予防と解決策：

• アプリケーションに従って正確にサイジングすることにより、モーターが過負荷にならないようにします。
• 換気および冷却システムを定期的に検査して維持します。
• 熱電対などの温度監視デバイスを使用して、運動の健康を追跡します。
• 推奨電圧範囲内でモーターを操作します。

2. 電気的不均衡

三相誘導モーターの一般的な問題は、供給電圧の電気的不均衡です。 3つのフェーズの電圧が等しくない場合、不均衡を作成し、さまざまな運動問題を引き起こす可能性があります。

電気的不均衡の原因：

• 不均一な電源： フェーズの1つまたは2つが他のフェーズよりも大幅に高いまたは低い電圧を提供する場合、不均衡な電圧の状況が生じます。これは、変圧器の故障、供給ラインの問題、または不適切な配線に起因する場合があります。

• ハーモニクス： 非線形負荷による歪んだ波形も、電圧の不均衡につながる可能性があります。これは、可変周波数駆動（VFD）などの大きな電子負荷を備えたシステムでよく見られます。

結果：

• モーターの加熱と振動の増加。
• 効率とパフォーマンスの低下。
• 巻線の過剰な流れによる運動寿命の短縮。

予防と解決策：

• 位相電圧を定期的に監視して、バランスの取れた電源を確保します。
• 不均衡を早期に検出するために、位相シーケンスインジケーターをインストールします。
• 高調波干渉を起こしやすいシステムの電圧歪みを緩和する高調波フィルターまたはデバイスの設置を検討してください。

3. ベアリングの障害

ベアリングは、ステーター内でのローターの回転をサポートし、それらの問題は深刻な運動不全につながる可能性があります。ベアリング障害は、モーターで最も一般的な機械的障害の1つです。

ベアリング障害の原因：

• 潤滑の問題： 不十分な潤滑または不適切な潤滑は、摩擦の増加につながり、ベアリングの摩耗や裂傷を促進します。

• 汚染： ベアリングハウジングに入る汚れ、ほこり、または水分は、研磨剤の損傷を引き起こし、ベアリングの摩耗や運動誤動作につながる可能性があります。

• 不整合： モーターシャフトとベアリングが不整合されている場合、それは不均一な摩耗と振動を引き起こし、最終的にベアリングの故障につながる可能性があります。

• 過度の負荷： モーターを過負荷にすると、ベアリングのストレスが増加し、時期尚早に失敗する可能性があります。

予防と解決策：

• 潤滑剤を定期的にチェックして交換し、モーターの仕様を満たしていることを確認します。
• モーターを適切に密閉することにより、ほこり、水分、汚染からモーターを保護します。
• 設置とメンテナンス中に適切なアライメントを確保します。
• 高品質のベアリングを使用し、モーターが定格荷重内で動作するようにします。

4. 電気障害

短絡、開いた回路、地上断層などの電気断層は、運動巻線を損傷し、性能の劣化または完全な故障につながる可能性があります。

電気障害の原因：

• 断熱材の内訳： 巻線間の断熱材は、熱、水分、および機械的ストレスへの暴露により、時間の経過とともに劣化し、短絡につながる可能性があります。

• 電気サージ： おそらくパワースパイクまたはスイッチング操作からの電流の突然の急増は、モーター巻きを損傷し、短絡を引き起こす可能性があります。

• 地上断層： モーター巻線と地面の間に意図しない接続がある場合、地面の断層が発生し、不適切な電流の流れと過熱につながります。

予防と解決策：

• 摩耗や裂傷の兆候を定期的に検査してください。
• サージプロテクターとヒューズを使用して、電気サージがモーターに損傷を与えるのを防ぎます。
• 地上断層検出システムをインストールして、地上問題を早期に識別して排除します。

5. 振動と機械的ストレス

特にモーターが不適切な条件下で動作している場合、過度の振動と機械的ストレスは、モーターの損傷と故障を引き起こす可能性があります。

振動の原因：

• ローターの不均衡： 製造の欠陥や摩耗や裂傷により、バランスが崩れているローターは、動作中に過度の振動を引き起こす可能性があります。

• 不整合： 前述のように、モーターシャフトとカップリングの間のずれは、モーターのコンポーネントに振動と不均一な摩耗を引き起こす可能性があります。

• 不安定な財団： モーターが不安定なまたは不適切に整列したベースに取り付けられている場合、それは振動につながり、ベアリングや他の部分に摩耗を引き起こす可能性があります。

結果：

• ベアリングウェアの増加。
• 歪んだローターの形状と巻き戻しの可能性。
• 早期運動障害。

予防と解決策：

• 定期的な振動分析を実行して、不均衡の初期兆候を検出します。
• モーターとそのコンポーネントの適切なアライメントと取り付けを確認します。
• 必要に応じて、特に修理または交換後、ローターのバランスを取ります。

6. 過電圧と低電圧

過電圧または低電圧の条件下でモーターを操作すると、深刻な損傷が発生する可能性があります。モーターは、特定の電圧範囲内で動作するように設計されており、偏差がない場合は非効率性や損傷を引き起こす可能性があります。

電圧の問題の原因：

• 過電圧： 供給電圧がモーターの定格電圧を超えると発生します。断熱材の故障と過熱を引き起こす可能性があります。

• アンダーボルテージ： 電圧が定格値を下回ると、モーターは過度の電流を引き出し、過熱と巻き戻しの可能性につながります。

予防と解決策：

• 電圧レギュレーターまたは自動電圧コントローラーを使用して、モーターが定格電圧範囲内で動作するようにします。
• 電気回路に過電圧および下圧保護装置を取り付けます。
• 電圧電源を定期的に確認して、許容できる制限内にあることを確認してください。

7. 電源の問題

供給周波数の中断や変動などの電源の問題は、三相誘導モーターに深刻な運用上の問題を引き起こす可能性があります。

電源の問題の原因：

• 周波数の変動： 3相システムの標準周波数は50 Hzまたは60 Hzです。周波数の変動により、モーターが非効率的に動作したり、故障したりする可能性があります。

• 停電： 停電または短時間の中断は、モーターの動作を中断する可能性があり、モーターが再起動したときに開始問題や機械的ストレスにつながります。

予防と解決策：

• 停電の中断から保護するために、途切れやすい電源（UPS）またはその他の電源コンディショニング装置を設置します。
• 供給周波数を監視および調整して、モーターがスムーズに動作するようにします。

8. 誤った設置と配線

誤った設置、不適切な配線、または不十分な保護は、モーターの故障につながる可能性があります。

誤ったインストールの原因：

• 間違った電圧配線： モーターを間違った電圧供給に接続すると、巻線が損傷したり、過熱を引き起こす可能性があります。

• 不適切な接続： 間違った位相シーケンスやニュートラル接続など、モーター端子の接続が誤っていないため、モーターと電気システムに損傷を与える可能性があります。

予防と解決策：

• メーカーのガイドラインに従って、資格のある専門家を設置するために雇います。
• 設置と試運転中に配線、電圧供給、および保護装置を再確認します。

結論

三相誘導モーターは耐久性があり、信頼性がありますが、いくつかの一般的な原因のために故障の影響を受けやすいです。過熱、電気の不均衡、ベアリングの故障、電気障害、機械的ストレスなどの潜在的な問題を理解することにより、オペレーターとメンテナンス担当者は、運動の損傷を防ぎ、滑らかな動作を確保するために積極的な対策を講じることができます。定期的な検査、適切な設置、および適切なメンテナンス慣行は、三相誘導モーターの寿命を延ばし、その効率を改善するのに大いに役立つ可能性があります。