عیب یابی رایج ترین اشکالات سیم پیچی موتورهای الکتریکی سه فاز
در بحث تعمیرات موتور، این مسئله از اهمیت بالاتری برخوردار است که به علت واقعی سوختن سیمپیچی پی ببریم نه این که صرفا با تعویض سیم پیچ و اجزای سوخته، مشکل را حل کنیم. سیم پیچ های موتور دچار آسیب های مختلفی می شوند که هر یک شکل متفاوتی دارند. در ادامه به دلایل خرابی سیم پیچی الکتروموتور می پردازیم. با ما همراه باشید.
شناسایی اشکالات سیم پیچی موتور
در بحث تعمیرات موتور، این مسئله از اهمیت بالاتری برخوردار است که به علت واقعی سوختن سیم پیچی الکتروموتور تک فاز پی ببریم نه این که صرفا با تعویض سیم پیچ و اجزای سوخته، مشکل را حل کنیم. سیم پیچ های موتور دچار آسیب های مختلفی می شوند که هر یک شکل متفاوتی دارند: سوختگی یک فاز، اضافه بار ، بالا پایین شدن های ولتاژ و حالت گذاری نوک تیز ولتاژ. آسیب ولتاژ نوک تیز بیشتر در موتورهایی که با درایو فرکانس متغیر کنترل می شوند، رخ می دهد. این مشکلات همه ناشی از اختلالات درون کارخانه است که نیاز به اصلاح دارد.
اگر مشکل تجهیزات کارخانه سیم پیچی موتور سه فاز درست نشود، موتور جایگزین گاهاً ممکن است بلافاصله آسیب ببیند.شناسایی دقیق مشکلاتی که نیاز به حذف و یا تعویض موتور دارند، بسیار مهم است. تمام عیب هایی که در سیم پیچی تشخیص داده می شوند، باید مستندسازی و ثبت شوند. تاریخچه ای از مشکلات موتورهای کارخانه (ثبت شده در نرم افزار کامپیوتری) مشکلات را دسته بندی می کنند و کاربر می تواند بررسی کند که کدام یک از دسته ها، مشکلاتی هستند که می توان بهبود داد یا حتی آن را کاملا رفع کرد. این مشکلات رایج ترین مشکلات در یک موتورهای سه فاز هستند:
- حلقه های اتصال کوتاه شده
- زمین شدن (سیم پیچ به فریم رتصال کوتاه شده است)
- اتصال فاز به فاز
- سیم پیچ مدار باز
- سیم پیچ های سوخته ناشی از تک فاز شدن الکتروموتور
- موتور در آب غوطه ور شده
- دیگر مشکلات مختلف روتور:
- میله های روتور باز شده اند
- رینگ انتهایی روتور اتصال باز شده
- آهن روتور / استاتور به درستی روی یک محور قرار نگرفته اند
- ساییدن و برخورد روتور با استاتور
- لقی روتور بر روی شفت
مشکلات زیر نیاز به تعویض یا سیمپیچی مجدد موتور خواهد داشت:
1. حلقه های اتصال کوتاه شده
اتصال کوتاه یک خرابی معمول سیم پیچی است و به سیم پیچی مجدد یا تعویض موتور نیاز دارد. حلقه های اتصال کوتاه شده توسط عواملی نظیر: ایجاد خراش و بریدگی بر روی سیم پیچ، ولتاژ های نوک تیز با دامنه بالا، آلاینده های رسانشی، داغ شدن بیش از حد سیم پیچ، پیر شدن عایق و شل بودن و لرزش سیم های کلاف ایجاد می شود. بیشترین مقاومت در برابر جریان در یک موتور AC توسط راکتانس القایی حاصل می شود. مقاومت سیم در یک فاز کامل درصد بسیار کمی از امپدانس کل موتور است (مقاومت به همراه راکتانس القایی). راکتانس القایی باعث می شود هر دور از کلاف سیم پیچی در مقدار جریان موتور قابل توجه باشد. هر دور، امپدانس القایی بیشتری نسبت به مقاومت اهمی ایجاد می کند.
اتصال کوتاه زمانی رخ می دهد که یک یا چند دور کلاف به دلیل خرابی عایق میان سیم ها به هم متصل شده باشند.مقاومت حلقه های اتصال کوتاه شده از مقاومت کل سیم پیچ فاز کم می شود و در نتیجه باعث افزایش آمپر موتور خواهد شد. وقتی چند حلقه ی اتصال کوتاه شده در یکی از سه فاز وجود دارد، یک مدار حلقه بسته توسط حلقه های اتصال کوتاه تشکیل می شود. وقتی موتور به کار بیافتد، خطوط نیرو (از جریان AC) سیم ها را در مدار حلقه بسته قطع می کنند.
یک جریان آمپر بالا در این حلقه به دام می افتد. (الف) – جریان گردان در حلقه اتصال کوتاه شده (حلقه بسته) آمپراژ آنفاز را افزایش می دهد. توان مصرف شده توسط جریان در گردش باعث افزایش آمپر فاز معیوب می شود. که این موضوع شناسایی مشکل را آسان می کند. جریان در حلقه بسته اغلب حلقه های سیم پیچ را ذوب می کند. وقتی این اتفاق می افتد ، جریان گردشی و تعدادی از دورهای سیم پیچی درون حلقه بسته از بین می روند.
اکنون فقط مقاومت سیم (حلقه) درون حلقه بسته، از سیم پیچی فاز حذف می شود. بدون نیاز آمپری جریان در گردش، اختلاف بین جریان های فازهای معیوب و فازهای سالم کمتر می شود. یک اختلاف جزیی در مقادیر مقاومت اهمی باعث می شود بتوان فاز معیوب را شناسایی کرد. لطفا توجه داشته باشید که برای از بین بردن این اثر، روتور باید در طول این آزمایش چرخانده شود. حلقه های اتصال کوتاه در هر سیم پیچ AC معمولاً قابل شناسایی است. این حلقه ها بدلیل جریان در گردش زیادی که به آنها تحمیل می شود، به سرعت می سوزند.
2. زمین شدن (اتصال کوتاه سیم پیچ به بدنه)
وقتی موتور “زمین” می شود، سیم پیچ یا به هسته لمینت یا به بدنه موتور اتصال کوتاه می شود. این مشکل معمولاً در شیارهای سیم پیچ مشاهده می شود، جایی که عایق شیار خراب شده است. آب شایع ترین علت زمین شدن سیم پیچی است. اگر اتصال زمین اساسی (غیر قابل رفع) باشد، آنگاه به باز سیمپیچی یا تعویض موتور نیاز خواهد بود. برخی از دلایل خرابی عایق شیار: گرم شدن بیش از حد ، آلاینده های دارای اجزای هادی برق ، صاعقه ، پیرشدگی عایق، تحت فشار قرار گرفتن سیم پیچ ها در محیط تنگ شیار یا سر کلاف ، ایجاد نقاط داغ ناشی از آسیب ورقه های هسته(در اثر خرابی قبلی سیم پیچ) و لرزش و حرکت بیش از حد سیم پیچ است.حرکت بیش از حد سیم پیچ اغلب در اثر افزایش حرارت و/ یا گشتاور پیچشی سیم پیچ ایجاد می شود، که در اثر معکوس (وصل شدن) یا قطع لحظه ای برق ایجاد می شود.
3. اتصال کوتاه فاز به فاز
اتصال کوتاه شدن فاز به فاز در اثر خرابی عایق در سرکلاف سیم پیچ یا در شیارها ایجاد می شود. این نوع خطا به بازپیچی یا تعویض موتور نیاز دارد. ولتاژ بین فازها می تواند بسیار زیاد باشد. هنگامی که یک کوتاه رخ می دهد، بخش زیادی از سیم پیچ اتصال کوتاه می شود. هر دو سیم پیچ فاز معمولاً ذوب می شوند ، بنابراین مشکل به راحتی قابل تشخیص است.
از جمله دلایل خرابی بین فازها می توان به آلاینده ها ، تنگ بودن محل قرار گیری کلاف (در شکاف) ، پیرشدن ، آسیب مکانیکی و ولتاژهای نوک تیز ناگهانی اشاره کرد. سیم پیچ هایی که قطب های هر فاز را تشکیل می دهند ، در هر موتور سه فاز روی هم قرار می گیرند.
4. سیم پیچ مدار باز
یکی از دلایل عمده مدار باز شدن سیم پیچی، کوچکتر از سایز بودن اتصالات تخته ترمینال است. اتصالات سوخته در جعبه اتصال موتور (ترمینال) نشانه مطمئنی برای وجود این مشکل است. سیم پیچ های باز نیز به دلیل پیچ های کوتاه، اتصالات کوتاه فاز به فاز، اتصال کوتاه زمین به بدنه، اتصالات نامناسب کلاف های درونی به یکدیگر، اضافه بار شدید و کلاف های آسیب دیده ایجاد می شوند.
خطاهای بالابه بازپیچی سیم پیچ موتور یا تعویض آن نیاز دارند. مدار باز شدن سیم پیچی نشانه های مختلفی است (بسته به نحوه اتصال داخلی موتور).
موتور اتصال ستاره(Y) با سیم پیچی باز، متفاوت از موتور اتصال مثلث(دلتا)است. سیم پیچی باز تک مداری “تک فاز” خواهد بود. قدرت آن به حدود نیم کاهش یافته و موتور روشن نمی شود. اگر اتصال داخلی موتور چند مداری باشد، استارت می خورد اما توان آن کاهش می یابد. پدیده ی مدار باز منجر به عدم تعادل در مدار مغناطیسی می شود. تحت بار نُرم و معمول موتور کندتر کار می کند و بیش از حد گرم می شود. برای شناسایی این مشکل از میکرواهم متر استفاده می شود. یک موتور با تعداد زیاد مدارهای موازی ، یعنی چهار و هشت ستاره، با باز شدن یک مدار، افت ولتاژ کمتری نشان می دهد.
اتصالات مدار چند مسیر موازی در موتورهای بالای 5 اسب بخار استفاده می شود. سیم پیچ های یک موتور با بار بیش از حد (که با ولتاژ 250 ولت کار می کنند) معمولاً قبل از اینکه سیم پیچ باز اتفاق بیفتد، کاملاً می‌سوزند. یک موتور دارای اضافه بار که با ولتاژ 490 ولت کار می کند، اغلب هیچ نشانی از سوختگی سیم نشان نمی دهد تا اینکه در نهایت سیم پیچ های آن کاملا ذوب می‌شود. اگر محافظ اضافه بار کار نکند، آنگاه موتور باید از نو سیم پیچی شده و یا تعویض شود.
کابلشوهای سر سیم موتور باید به اندازه کافی ضخیم باشند (در کل اتصال) تا بتوانند کل سطح دایروی(سایز) سر سیم موتور را بپوشانند. اگر هر قسمت از کابلشو خیلی کوچک باشد، و به یک مقاومت سری با موتور تبدیل می شود که این کار جریان بالای مورد نیاز موتور جهت راه اندازی را به شدت محدود خواهد کرد. شکل 7 کابلشوهایی را نشان می دهد که برای موتورهای الکتریکی ساخته نشده اند. کابلشو (a) یک تکه لوله مسی است که تا حدی صاف شده و سوراخی در آن جهت اتصال بولت ایجاد شده است. حلقه ی انتهای آن سیمی را در خود نگه می دارد که مساحت دایره ای آن بسیار بیشتر از قسمت بولتِ کابلشو است. کابلشو (ب) قطعا کابلشو مناسبی برای موتور نیست.
5. سوختن سیم پیچی بدلیل تکفاز کار کردن
وقتی یک فاز از یک منبع تغذیه سه فاز باز می شود، برق تک فاز می شود. اگر این اتفاق در هنگام کار موتور رخ دهد، توان خروجی آن تقریباً به نصف کاهش می یابد. موتور به عملکرد خود ادامه می دهد، اما دیگر نمی تواند مجددا خود به خود راه اندازی شود. مانند یک موتور تک فاز خواهد بود که سیم پیچ راه اندازی آن تحریک نشده و درنتیجه هیچ میدان مغناطیسی چرخشی ای برای راه اندازی اش ندارد.