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電気モーターの故障のトラブルシューティング方法:
よくある10のトラブルとその原因

ほとんどの電動機の故障は、実際に故障する前に、電流、振動、温度、または騒音の測定可能な変化によって前兆を示します。これらの初期兆候を認識し、その根本原因を正確に特定することで、保守チームは予期せぬ停止が発生する前に問題を修正できます。このガイドでは、三相誘導電動機でよく見られる10種類のトラブルシューティング問題、その診断指標、およびそれらを修正するための対策について説明します。

過熱
ベアリングの故障
振動
巻線絶縁
位相損失

第1号
モーターが始動しない
第2号
過熱
第3号
過度の振動
第4号
ベアリングの異音
第5号
相電流の不均衡
第6号
低い絶縁抵抗
第7号
モーターの回転が遅い
第8号
始動トルクの低下
第9号
位相損失動作
第10号
シャフトシールからの漏れ

電動モーターのトラブルシューティング、点検、テスト、相電流、振動、韓国エバーパワー

品質検査と試験 ― 電流バランス、絶縁抵抗、振動、ベアリング温度を定期的に体系的に測定することは、電気モーターのトラブルシューティングにおいて最も効果的な戦略であり、予期せぬダウンタイムを引き起こす前に、発生しつつある故障を検知することができます。

トラブルシューティングを行う前に

電動モーターのトラブルシューティング作業を開始する前に、ローカル遮断スイッチを使用してモーターを電源から切り離し、ロックアウト/タグアウト(LOTO)手順を実施してください。モーター端子で電圧テスターを使用して絶縁状態を確認してください。ファンカバーや端子ボックス付近で作業する前に、モーターフレームが安全な触感温度まで冷えるまで待ってください。モーターの動作を必要とするすべての測定は、適切な個人用保護具(PPE)を着用し、可能な限り駆動負荷を切り離した状態で行ってください。

電気モーターによくある10のトラブルとその解決策

01
モーターが始動しない
考えられる原因
  • モーター端子に電源電圧が供給されていません(ヒューズ切れ、回路ブレーカーの開放)。
  • 端子配線の誤り(電源が間違った端子に接続されている)
  • 始動トルクを十分に発生させるには供給電圧が低すぎる
  • 過負荷リレーが作動したがリセットされなかった。
  • ベアリングが固着し、シャフトの回転が妨げられている。
  • 駆動荷重が機械的に固着またはロックされた
診断手順

モーターが始動指令状態にある状態で、モーター端子間の供給電圧を測定します。3相すべてが存在し、定格電圧から5%以内であることを確認します。過負荷リレーの状態を確認し、トリップしている場合はリセットします。電源を遮断した状態でシャフトを手で回転させてみてください。抵抗値が高い場合は、機械的な固着を示しています。絶縁抵抗を測定して、巻線の短絡がないことを確認します。

02
過熱 - モーターフレームが触れないほど熱くなっている
考えられる原因
  • モーターが銘板定格を超えて過負荷状態
  • 冷却フィンがほこりやゴミで詰まっている
  • 定格最高温度(通常40℃)を超える周囲温度
  • ファンカバーが破損し、空気の流れが妨げられている。
  • 電源電圧の不均衡により、相電流が不均等になる。
  • 熱容量を超える頻繁な起動サイクル
診断手順

クランプメーターで3相すべての電流を測定します。いずれかの電流が銘板値を超える場合は、負荷が高すぎます。電源の相間電圧を測定します。2%を超える不均衡は、著しい過熱を引き起こします。圧縮空気で冷却フィンを清掃します。モーターの吸気口の周囲温度を測定します。ファンカバーに障害物や損傷がないか確認します。

03
過度の振動
考えられる原因
  • 駆動機械との軸のずれ
  • 不均衡なカップリングまたはプーリー
  • 固定ボルトの緩み(モーターまたは駆動機械)
  • 摩耗または損傷したベアリング
  • 機械的衝撃によるシャフトの曲がり
  • 運転周波数における基礎共振
診断手順

ベアリングハウジングとベースプレートの両方で振動速度を測定します。2.8 mm/s RMS(IEC 60034-14 グレード A)を超える振動速度の場合は、調査が必要です。負荷を切り離したときに振動が減少する場合は、駆動機械またはカップリングが原因である可能性が高いです。周波数スペクトル分析により、支配的な周波数を特定します。1 x rpm はアンバランスまたはミスアライメントを示し、2 x rpm は角度ミスアライメントまたはカップリングの問題を示します。

04
ベアリングの異音 ― ゴリゴリ、キーキー、ゴロゴロといった音
正当かつ相当な理由
断続的な研削 グリース中の硬質粒子汚染
絶え間ないゴロゴロ音 疲労または過負荷によるレースウェイの剥離
甲高い金切り声 グリース不足またはグリースの種類が間違っている
リズミカルなクリック音 ボールまたはローラーの損傷(平らな部分)
低速時の路面の凹凸 VFDベアリング電流溝
是正措置

ベアリングの交換は、次回の定期メンテナンス時にスケジュールしてください。グリース不足の場合は、グリースニップルが取り付けられている場合は、適切な種類のグリースを適切な量だけ注入してください(再給脂可能なベアリングのみ)。VFD電流による溝形成の場合は、ベアリング電流保護(絶縁された非破壊検査ベアリングまたはシャフト接地ブラシ)を実施してください。ベアリングが損傷した状態でモーターを次回のメンテナンス機会以降も運転し続けないでください。ベアリングの故障は、ローターとの接触によりステーターボアを損傷する可能性があります。

05
相電流不均衡
測定による原因特定

モータ端子で相間電源電圧を測定してください(配電盤では測定しないでください。ケーブルの電圧降下により、配電盤では見えない不均衡が生じる可能性があります)。また、全負荷時の3相電流も測定してください。

電圧不均衡が存在する → 供給ネットワークの問題。変圧器のタップ設定を確認し、開閉装置の高抵抗接続部を確認してください。

電圧は平衡しているが、電流は不平衡である → モータ巻線異常;各相の巻線抵抗を測定する。2%を超える偏差は、部分的な巻線短絡または断線を示す。

不均衡が有害である理由

誘導電動機の電流は電圧の非対称性に非常に敏感であるため、電源電圧の不均衡が3.5%の場合、電流の不均衡は15~25%に達する可能性があります。最も電流が流れる相が最も急速に発熱します。NEMA MG1およびIEC 60034-26では、電圧の不均衡が1%を超える場合は、電動機の出力電力をディレーティングすることを推奨しています。電圧の不均衡が5%の場合は、高温相巻線の過熱を避けるため、定格出力を75%までディレーティングしてください。

06
低絶縁抵抗 — 1 MΩ未満
考えられる原因
  • 結露や浸水による巻線への吸湿
  • 導電性粉塵、オイルミスト、または化学蒸気による絶縁体の汚染
  • 繰り返しの過熱による断熱材の熱劣化
  • 衝撃や振動による巻線の機械的損傷
  • 標準モーターにおけるVFD電圧スパイクによる部分放電損傷
是正措置

乾燥の最初の試み:モーターをオーブンで80℃に6~24時間加熱するか、巻線ヒーターまたは低電圧電流注入を使用します。乾燥後、絶縁抵抗を再測定します。10MΩ以上に回復すれば、湿気が原因であったため、モーターを再び使用できます。乾燥後も絶縁抵抗が低いままの場合は、巻線の巻き直しまたはモーターの交換が必要です。

最小絶縁抵抗:20℃で1MΩ。目安:IR(MΩ)≧モータ定格kV + 1

07
モーターが定格速度以下で回転する

原因: 定格電圧を下回る供給電圧(利用可能なトルクが低下し、同じ負荷で滑りが増加)、モータの定格出力を超える負荷トルク、ローターバーの短絡により全トルク時のローター抵抗と滑りが増加、相欠相による単相運転(モータはトルク能力が低下し、非常に高い滑りを伴う2相運転を強いられる)。

チェック: 負荷がかかった状態で電源電圧を測定します(無負荷時ではありません)。電流を測定し、電流が定格値以上であるにもかかわらず回転速度が低い場合は、負荷がモータの定格を超えています。ローター電流波形を測定して、バーの破損を確認します。

08
始動トルクの低下

原因: モータ端子への供給電圧が定格電圧を下回っている(始動トルクは電圧の二乗に比例する);端子接続が間違っている(この電源ではデルタ接続用のモータにスター接続が使用されている);ローターバーが破損し、始動時にローター電流が減少している;スターデルタ始動器が正しく切り替わらず、定格負荷時にモータがスター接続のままになっている。

チェック: 始動試行中にモータ端子の電圧を測定します。端子接続(スター接続かデルタ接続か)がモータ定格と一致していることを確認します。ロックローター電流テスト(短時間のみ)を実施し、ローター電流が予想値より低い場合は、バーの破損が疑われます。

09
位相損失 — 運転中に1つの位相が失われました

症状: モーターは2相で運転を継続しますが、トルクは低下し、残りの2相では非常に高い電流が流れます。ハム音は著しく増加します。フレーム温度は急速に上昇します。過負荷リレーが正しく設定されていれば、1~3分以内に作動するはずです。

原因: 片側のヒューズ切れ、接触器の接点断線、電源ケーブルの断線、端子接続の緩み。 アクション: 直ちに電源を遮断してください。単相運転を続けると巻線が損傷します。3相すべてのヒューズと接触器の接点を確認してください。各電源相からモータ端子までの導通を測定してください。

10
シャフトシールからの漏れ

症状: シャフト延長部、駆動端シール周辺のモーターフレーム、または被駆動機械の取り付け面にグリースやオイルの痕跡が見られる場合。食品グレードまたはIP69K規格のモーター用途では、シールの破損は衛生上のリスクであると同時に、メンテナンス上の問題にもなります。

原因: 研磨性汚染物質によるシールリップの摩耗、シールの耐用年数超過、過大なラジアル荷重またはシャフトのたわみによるシールリップ接触の損傷、グリースの過剰充填によるシール裏側の圧力上昇。 アクション: シャフトシールを適切なタイプ(標準ニトリルゴムまたは食品グレードシリコーンゴム(BXGシリーズ))に交換してください。再発防止のため、根本原因(負荷または潤滑不良)に対処してください。

クイック診断リファレンス

観察された症状 最初の測定 考えられる根本原因 是正措置
フレーム温度が高い 相電流 過負荷または電圧不均衡 負荷を軽減し、供給バランスを確認する。
振動の増加 振動スペクトル ミスアライメント(1倍または2倍の回転数で顕著) 位置合わせをやり直し、カップリングを確認する
ベアリングの異音(ゴロゴロ音) ベアリング温度 疲労、汚染、またはVFDフルーティング ベアリングを交換する。ベアリング保護を追加する。
現在の不均衡 >5% 相電圧 供給不均衡または巻線故障 正しい供給源。巻線の場合は巻き直し。
絶縁抵抗 R < 1 MΩ 500Vメガオーム計 湿気、汚染、または経年劣化 乾燥させてください。それでも続く場合は巻き戻してください。
定格速度以下 負荷時の電圧 低電圧または過負荷 電圧を正常化する。負荷を軽減する。

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よくある質問

モーターのメンテナンスプログラムの一環として、絶縁抵抗はどのくらいの頻度で測定すべきでしょうか?

標準的な産業環境で連続運転されるモーターの場合、絶縁抵抗は最低でも年に一度測定してください。過酷な環境(高湿度、化学物質への曝露、高温環境、頻繁な温度変化など)では、6か月ごとに測定してください。測定時のモーター温度とともに値を記録してください。絶縁抵抗は温度が10℃上昇するごとに約半分になるためです。例えば、50℃で5MΩの値は、20℃で約80MΩに相当します。複数の測定値における低下傾向は、単一の絶対値よりも重要であり、絶縁劣化が進行していることを示しています。

過負荷で停止したモーターを、原因を調査せずに再起動しても安全でしょうか?

いいえ。過負荷トリップとは、モータ保護リレーが設定されたしきい値を超える電流を、リレー内の熱モデルをトリガーするのに十分な時間検出したことを意味します。調査せずにリセットして再起動するだけでは、トリップが繰り返されるリスクがあります(原因が持続的な過負荷の場合)。さらに悪いことに、最初のトリップで既に高温になっているモータが再起動し、2回目の過負荷イベントで巻線が損傷する温度に早く達してしまう可能性があります。過負荷リレーをリセットする前に、モータが冷えるまで待ち、過負荷の原因を特定して修正し、過負荷リレーが正しい電流に設定されていることを確認し(銘板と一致していることを確認し)、3相電流がバランスしていることを確認してください。

モーターを修理するのではなく交換すべきなのはどのような場合ですか?

交換は一般的に、修理よりも費用対効果が高いのは、次のような場合です。モーターの出力が11kW未満の場合(修理費用が新品モーターの価格に近づく)、モーターの効率がIE1またはIE2の場合(IE3に交換すると、継続的なエネルギーコスト削減により初期投資費用を迅速に回収できます)、モーターが複数回巻き直されている場合(巻き直しの​​たびに効率と熱容量が低下します)、またはモーターが深刻な損傷を受けている場合(ステータボアの焼損、シャフトの曲がり、または巻線の浸水)。修理可能な損傷がある大型モーター(30kW以上)については、修理が正当化されます。高品質の巻き直し工場基準で巻き直された90kWモーターは、新品モーターの購入と比較して、引き続き使用可能で費用対効果が高いです。Korea Ever-Powerは、標準Y2シリーズおよび特殊シリーズから、すべての主要フレームサイズの交換用モーターを提供できます。お問い合わせは、 テクニカルサポートチーム.

 

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