یکی از مهم ترین اجزا در صنعت و اتوماسیون های صنعتی الکتروموتور ها می باشند . نیروی محرکه ای که توسط الکترو موتور ها ایجاد میشود مبدا شروع حرکت مکانیکی بوده و به زوایا و محور های مختلف تبدیل می شود بنابراین می توان نتیجه گرفت که بدون حرکت الکتروموتور ها خط تولید یک کارخانه به صورت کامل بی حرکت مانده و تولید به صورت کامل از کار می افتد.
بنابراین به این نتیجه می رسیم که آزمایش ، تعمیر و نگهداری و همچنین عیب یابی الکتروموتور ها یکی از موضوعات بسیار مهم می باشد که باید همواره در کارخانجات و جایگاه های دیگر صنعتی مورد توجه قرار گیرد .
روش های آزمایش موتور های الکتریکی :
- آزمایش هایی که معمولاً انجام می شود آزمایش های در حین کار از حالت بی باری تا ۱۲۵٪ بار کامل است.
- آزمایش های گشتاور-سرعت که نشان دهنده ی چگونگی تغییر گشتاور همگام با سرعت است.
- افزایش گرما در شرایط بار ثابت برای الکتروموتور هایی که به صورت پیوسته کار می کنند ، این آزمایش نشان دهنده ی دمای نهایی سیم پیچ ها و سایر اجزا الکتروموتور می باشد .
یکی از موارد ضروری که در مهندسی برق کاربرد زیادی دارد محاسبه ی تلفات یک الکتروموتور می باشد که این موضوع به نیاز به ازمایش هایی دارد که الکتروموتور در حالت بی باری با یک منبع ولتاژ قابل تغییر بدون اینکه به ناحیه ی اشباع کار کند هم چنین در آزمایش های ۱ و ۳ که در بالا ذکر شد به وسایلی لازم است که موتور تحت بار قرار گیرد که منجر می شود توان مکانیکی خروجی الکتروموتور به دقت اندازه گیری شود.
برای آزمایش یک موتور سه فاز در محیط های آزمایشگاهی به تجهیزات زیر نیاز است :
یکی از مهم ترین تجهیزات منبع ولتاژ متغیر است که بتوان ولتاژ آن را در محدوده ی وسیعی تغییر داد ، ولت متر ها ، آمپر متر ها ، وات متر ها با ظرفیت های مناسب ، وسیله ای برای خواندن دقیق سرعت روتور ، ترمز اصطکاکی برای آزمایش های بارگذاری موتور و یک داینامومتر که قادر باشد بار را به طور پیوسته در سرعت دلخواه تغییر دهد.
ترمز اصطکاکی
اگر بر روی محور اصلی موتور یک استوانه قرار بگیرد و از طریق نوار یا هر تجهیز دیگری بتوانیم مانع حرکت شفت الکتروموتور شویم موجب بارگذاری روی الکتروموتور میشود. هنگام ترمز کردن گشتاوری به نوار وارد می شود که توسط اهرم منتقل می شود و از این طریق می توان جریان کشی الکتروموتور را به مقدار نامی رساند و توان خروجی را به صورت گرما ی اصطکاکی بین ترمز و استوانه تلف می شود .
حال اگر انتهای اهرم را وسیله ای وصل کنیم که نیروی اهرم را اندازه گیری کند ، گشتاور موتور که توسط اهرم منتقل میشود قابل اندازه گیری خواهد بود
آزمایش ها تست های موتور های الکتریکی قبل از راه اندازی
شماری از آزمایش ها و تست ها وجود دارد که جهت اطمینان از صحت کارکرد و سلامت الکتروموتور می باشد و قبل از راه اندازی انجام میشود.یکی از این تست ها سنجش مقدار مقامت عایقی سیم پیچ ، سیم های قدرت و فرمان می باشد .
در مورد سیم پیچی های الکتروموتور، باید میزان مقاومت عایقی هر سه سیم پیچ با بدنه را اندازه گیری کنیم. دو حالت را باید برای این موضوع مورد توجه قرار داد اول آنکه نباید از حد مشخصی پایین تر باشد که نشان از اتصال کوتاه دارد و دوم اینکه این مقدار باید از حدی که شرکت سازنده ی الکتروموتور ذکر کرده است پایین تر باشد . معمولا میزان مقاومت عایقی را با دستگاه میگر اندازه گیری می کنند.
یکی از مسائل پیش افتاده قبل از راه اندازی الکتروموتور این است که باید به اتصالات و فونداسیون آن توجه نمود ، زیرا اگر این اتصالات محکم نباشند و الکتروموتور دارای شوک یا ضربه ی راه اندازی باشد یا حتی اگر به سرعت نامی خود برسد به دلیل داشتن، لرزش استهلاک الکتروموتور و دستگاه اصلی را چند برابر می کند.
الکتروموتور را در حالت Free Run یعنی در حالت آزاد و بدون اتصال مکانیکی راه اندازی می کنیم ، اول از همه جهت موتور را چک کرده و با تعویض ۲ فاز از سه فاز جهت گردش دلخواه خود را ایجاد می کنیم. در این حالت می توانیم جریان بی باری الکتروموتور را اندازه گیری نموده و با مقدار مشخص شده توسط سازنده ی موتور مطابقت دهیم.همچنین در این زمان می توان توسط یک دستگاه ویبرومتر لرزش بخش های مختلف الکتروموتور را اندازه گیری کرد . لرزش زیاد الکتروموتور می تواند ناشی از ایراد در خود موتور و یا عدم نصب صحیح آن باشد.
>>> اینورتر یاسکاوا <<<
صدای غیر عادی بخش های مختلف الکتروموتور نیز با دستگاه خاصی اندازه گیری می شود که نام آن سنداسکوپ می باشد و دستگاهی با مکانیزم ساده می باشد. صدای و لرزش های غیرعادی می تواند به این نشانه باشد که موتور معیوب بوده یا کارکرد صحیحی ندارد.
در حالت Free Run باید حتما دمای الکتروموتور چک شود که بیش از حد افزایش نیافته باشد. همچنین افزایش دمای الکتروموتور در هر باری (Load) می تواند نشانگر کاکرد نادرست الکتروموتور مثل اضافه بار ، عیب در سیستم خنک کننده و … باشد که باید به سرعت مورد توجه قرار گیرد.
بسته به نظر طراح و سازنده، الکتروموتور مدتی در این وضعیت باید کار کند. پس از ثبت اطلاعات مربوطه، الکتروموتور را بدون بار راه اندازی کرده و به تدریج بار را اعمال می کنیم و همزمان با آن موارد ذکر شده یعنی جریان ، دما، لرزش ، صدا و … به صورت همزمان چک میکنیم . بعد ثبت تمامی اطلاعات باید آنان را با معیار های مرجع در کاتالوگ و دیتاشیت تطابق داد در صورت مطابقت داشتن مقادیر اندازه گیری شده با مقادیر معیار کارکرد الکتروموتور مورد تاییده بوده و می توان از آن بهره برداری کرد .
چه عواملی موجب خرابی الکتروموتور ها هستند؟
- عواملی که در کیفیت توان موثر هستند مانند ولتاژ گذرا ، عدم تعادل ولتاژ، اعوجاج هارمونیکی
- ایجاد ولتاژ گذرا می تواند دلایل متفاوتی داشته باشد ، از دلایل آن می توان به بانک های خازنی اصلاح ضریب توان، کلید زنی در بار های مجاور و …
دامنه و فرکانس ولتاژ های گذرا می تواند متغیر باشد و گاهی می تواند موجب شکست عایقی سیم پیچ های موتور شود .
-
عدم تعادل ولتاژ در موتورها :
شرایط عادی شبکه به این صورت است که سیستم های سه فاز ۳۸۰ ولت با پخش بار مناسب جهت استفاده ی تجهیزات تک فاز ۲۲۰ ولت قرار می گیرند، اگر در این شرایط پخش بار و امپدانس با محاسبات درست و دقیق انجام نشود منجر به عدم تعادل و تقارن ۳ فاز می شود. در حالت عادی ولتاژ هر سه فاز باید به یک اندازه باشد. عدم تعادل ولتاژ موجب جریان کشی بیشتر شده که همین عامل سبب افزایش دما و در نتیجه شکست عایقی خواهد بود .
همان طور که می دانید هارمونیک ها منابع اضافه ولتاژها و یا جریان های ac فرکانس بالا هستند که انرژی را به سیم پیچ های موتور منتقل می کنند، این انرژی الکتریکی به حدی نیست که موجب شود شفت الکتروموتور بچرخد ولی در نهایت به صورت تلفات در سیم پیچ ها تلف می شود ، این تلفات حرارت و گرم شدن هسته و سیم پیچ ها را به دنبال دارد و با گذشت زمان عایق های سیم پیچ ها رو ضعیف کرده و رفته رفته از بین می برد. امروزه برای محاسبه و آگاهی از میزان اعوجاج هارمونیکی و همچنین عیب یابی الکتروموتور ها از دستگاهی به نام آنالایزر کیفیت توان (پاورمتر یا به عبارت دیگر پاور آنالایزر) سه فاز استفاده می شود. مشکل اصلی اعوجاج های هارمونیکی کاهش راندمان و همچین افزایش دمای موتور است .
- عواملی که با اینورترها و درایو های سرعت متغیر مرتبط هستند : انعکاس یا بازتاب ها در سیگنال های pwm خروجی درایو، جریان های پارازیت (جریان سیگما)، اضافه بار موتور که البته تا حد زیادی توسط درایو شناسایی شده و باعث قطع کار میشود.
- اضافه بارهای عملیاتی : در حقیقا اضافه بار زمانی رخ میدهد که موتور بیشتر از بار نامی مجاز خود زیر بار قرار گیرد و جریانی بیشتر از جریان نامی خود را از شبکه دریافت کند. از نشانه های اضافه بار می توان به موضوعاتی چون کشیدن جریان بیش از حد از نامی ، کم بودن مقدار گشتاور و همچنین حرارت بیش از حد الکتروموتور اشاره کرد. با توجه به آمار های امروزی دلیل ۳۰ درصد خرابی الکترو موتور ها اضافه بار است .
گاهی اوقات درست عمل نکردن یا معیوب بودن یاتاقان ها یا بلبرینگ های موتور و همچنین اعضای مکانیکی دیگر موتور می توانند موجب جریان کشی زیاد ور در نتیجه اضافه بار شوند ولی در زمانی که تمام اجزا درست کار میکنند می توان نتیجه گرفت که ظرفیت بار با توان خروجی موتور هم خوانی ندارد.
فروش اینورتر میتسوبیشی
- عوامل مکانیکی : این موارد کمتر از عوامل دیگر رخ میدهد و دلیل آن می تواند گذشت زمان و استهلاک و فرسایش باشد. این عوامل را میتوان ، عواملی چون نا هم محوری شفت دوار موتور و راستای بار، عدم تعادل شفت، لغزان بودن و لنگی شفت، از بین رفتن یاتاقان ها.
- عواملی که به دلیل نصب نادرست ایجاد می شود: این عوامل در اکثر اوقات به دلیل بی تجربگی در نصب و اصولی نبودن نوع نصب شدن پایه ها ایجاد میشود.
عیب یابی موتور های الکتریکی :
عیب های یک موتور الکرتیکی زمانی مشخص میشود که نوع عملکرد آن به مشکل خورده یا در هنگام کاری مشکلاتی مثل گرمای بیش از حد مجاز ، صدا و لرزش، جریان کشی بیش از حد نامی و تغییر تعداد دور(RPM) بوجود بیاید
افزایش دما به چه دلایلی رخ می دهد ؟
- جریان سه فاز بیشتر از جریان نامی شود
- گاهی اوقات مشاهده می شود که بدون اضافه بار جریان کشی الکتروموتور ها بیشتر می شود، اگر عیب های مکانیکی یا مسائل دیگری مطرح نباشد می تواند افزیایش یا کاهش ولتاژ شبکه رخ داده باشد ، در ساعاتی از شبانه روز ممکن است این اتفاق بیفتد.
- توجه نکردن به کاربرد الکتروموتور و همچنین عدم تطابق این طراحی موتور و کاربرد مورد استفاده می تواند افزایش جریان را در بر داشته باشد، مثلا از موتوری که برای زمان کاری کوتاه طراحی شده است نمی توان به صورت تمام وقت استفاده نمود.
-
جریان های متفاوت سه فاز :
- گاهی اوقات ممکن بر اسر فرسودگی یا ضربه یکی از سیم پیچ ها از داخل قطع شده باشد و موتور ۲ فاز شود که این موضوع منجر به جریان کشی شدید و آسیب جدی به الکتروموتور می شود.
- اتصال حلقه های یک کلاف به یکدیگر، اتصال بدنه و اتصال حلقه های دو کلاف از دو فاز مختلف به یکدیگر نیز می توانند باعث نابرابری جریان فازها شوند.
- صدا و لرزش موتور زیاد از حد نرمال باشد ، و قسمتی از سیم پیچ ها داغ شده و دود کردن آن مشهود باشد:
یکی دیگر از عیب های نسبتا رایج الکتروموتور ها می تواند صدا و داغ شدن باشد که در این صورت:
- سیم پیچ در نقاطی دچار اتصال به بدنه شده یا که بین حلقه ها اتصال کوتاه بوجود آمده است که دلیل آن از بین رفتن عایق سیم پیچ می باشد .در این صورت الکتروموتور نمی چرخد.
- جریان استاتور تا حد زیادی دچار نوسان بوده و پایدار نمی باشد که این موضوع صدای الکتروموتور را تغییر می دهد . در برخی موارد قطع شدن سیم پیچ روتور و همچنین قطع شدن میله های روتور قفسه سنجابی موجب صدای عجیب در موتور می شود.
- موتور به سختی راه اندازی شود و در زیر بار تعداد دور آن کاهش یابد
برای عیب یابی در این شرایط یکی از مشکلات زیر رخ داده است
- سیم پیچ های استاتور اشتباهاً به جای مثلث ، به صورت ستاره بسته شده اند.
- ولتاژ تغذیه کم است یا سیم های رابط بین موتور و منبع تغذیه (شبکه) از سطح مقطع پایینی برخوردار هستند که هنگام کارکرد موتور در بار نامی داغ شده و با افزایش مقاومت موجب افت ولتاژ بیشتر شده ، در این زمان باید در سطح مقطع سیم های رابط تجدید نظر کرد.
- در صورت اتصال حلقه های سیم پیچ به یکدیگر هم، موتور به سختی راه افتاده و به افزایش بار، دور آن کاهش می یابد.
- گاهی اوقات بر اثر بی تجربی تکنسین های فنی ممکن است یکی از سیم های رابط را به سیم صفر شبکه وصل کنند که همین امر موجب می شود دور موتور پایین تر باشد و ممکن است موجب آسیب به الکتروموتور شود
در اتوماسیون صنعتی تابلو های فرمان به منظور حفاظت موتور و قطع اتوماتیک آن در صورت افزایش درجه حرارت بدنه موتور ناشی از اضافه بار از رله های حرارتی (بی متال) و یا کلید محافظ موتوری (رله حرارتی- مغناطیسی) در مدار استفاده می شود.
حال برای آنکه بخواهیم از بی متال برای حفاظت از موتور استفاده کنیم باید از تجهیزات حفاظتی زیر بهره بگیریم :
- کلید جدا کننده زیر بار مثل کلید گردان
- فیور برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه، که در این حالت طراحی فیوز بر اساس جریان نامی موتور صورت می گیرد.
- کنتاکتور به منظور قطع، وصل و کنترل مدار
نکاتی برای عیب یابی الکتروموتور
یکی از روش های ساده عیب یابی الکتروموتور ها استفاده مولتی متر می باشد که از طریق آن می توان به قطعی یا اتصال کوتاه شدن سیم پیچ ها پی برد.
همچنین از طریق آمپر متر آن می توان جریان الکتروموتور را اندازه گیری کرده و با جریان نامی روی پلاک آن تطابق داده و در صورت اضافه جریان وارد عمل شد تا از آسیب بیشتر به موتور جلوگیری کرد. اضافه جریان در موتور می تواند ناشی از اضافه بار، یاتاقان های خراب، سیم پیچی های اتصال کوتاه شده و یا سیم پیچی های باز شده باشد.
برای مشخص شدن اتصال کوتاه سیم پیچ ها به بدنه یا به زمین یا به دیگر سیم پیچ ها در اکثر اوقات از دستگاه های میگر استفاده می کنند، در حقیقت تجهیز میگر برای تست مقاومت عایقی سیم پیچ ها استفاده می شود به این صورت که با وارد کردن شوک با ولتاژ بالا (جریان محدود شده ) می تواند صحت مقاومت عایقی سیم پیچ را مشخص کرده و در صورت ضعف عایق آن را مردود اعلام کند. لازم به ذکر است که برای تست میگر باید به این نکته توجه نمود که الکتروموتور از شبکه جدا شده باشد .
