Những nguyên nhân gây hỏng hóc động cơ phổ biến nhất

Hỏng hóc động cơ là việc xảy ra thường xuyên đối với máy móc sử dụng đã lâu hoặc làm việc quá công suất. Vậy những động cơ thường gặp phải những sự cố gì và nguyên nhân chính gây ra những sự cố đó là gì? Hãy cùng tktech theo dõi bài viết này, để có những biện pháp khắc phục và xử lý phù hợp nhé.

Sơ lược về việc sử dụng các động cơ máy móc công nghiệp ngày nay:

Động cơ được sử dụng ở khắp mọi nơi trong môi trường công nghiệp và chúng ngày càng trở nên phức tạp và kỹ thuật hơn. Đôi khi khiến việc duy trì chúng hoạt động ở hiệu suất cao nhất là một thách thức. Điều quan trọng cần nhớ là nguyên nhân của các vấn đề về động cơ và truyền động không chỉ giới hạn trong một lĩnh vực chuyên môn duy nhất. Các vấn đề về cơ và điện đều có thể dẫn đến hỏng động cơ.

Sự cố cách điện của cuộn dây và mòn ổ trục là hai nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hỏng hóc động cơ. Những tình trạng đó phát sinh vì nhiều lý do khác nhau. Bài viết này trình bày cách phát hiện trước những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hỏng cách điện và ổ trục cho cuộn dây.

Nguyên nhân gây hỏng hóc động cơ phổ biến:

Chất lượng nguồn điện – nguyên nhân gây hỏng hóc động cơ:

Điện áp quá độ:

Điện áp quá độ có thể đến từ một số nguồn bên trong hoặc bên ngoài nhà máy. Việc bật hoặc tắt các phụ tải lân cận, các tụ bù hiệu chỉnh hệ số công suất. Thậm chí, thời tiết ở xa có thể tạo ra điện áp thoáng qua trên hệ thống phân phối. Những quá độ này, thay đổi về biên độ và tần số, có thể ăn mòn hoặc gây ra sự cố cách điện trong cuộn dây động cơ. Việc tìm ra nguồn gốc của các quá trình chuyển đổi này có thể khó khăn vì sự xuất hiện không thường xuyên. Và thực tế là các triệu chứng có thể tự biểu hiện theo những cách khác nhau. Ví dụ, hiện tượng thoáng qua có thể xuất hiện trên cáp điều khiển, không nhất thiết gây hư hỏng thiết bị trực tiếp nhưng có thể làm gián đoạn hoạt động.

Tác động: Sự cố cách điện cuộn dây động cơ dẫn đến hỏng động cơ sớm và thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch

Dụng cụ để đo lường và chẩn đoán: Máy phân tích chất lượng điện và động cơ Fluke 438-II

Máy cân bằng điện:

Hệ thống phân phối ba pha thường phục vụ phụ tải một pha. Sự mất cân bằng trong trở kháng hoặc phân phối tải có thể góp phần làm mất cân bằng trên cả ba pha. Các lỗi tiềm ẩn có thể nằm trong hệ thống cáp tới động cơ, các đầu nối ở động cơ và có thể là chính các cuộn dây. Sự mất cân bằng này có thể dẫn đến ứng suất trong mỗi mạch pha trong hệ thống điện ba pha. Ở mức đơn giản nhất, cả ba pha của điện áp phải luôn có cùng độ lớn.

Tác động: Mất cân bằng tạo ra dòng điện quá mức trong một hoặc nhiều pha, sau đó làm tăng nhiệt độ hoạt động – dẫn đến sự cố cách điện

Dụng cụ để đo lường và chẩn đoán: Máy phân tích chất lượng điện và động cơ Fluke 438-II

Méo hài:

Nói một cách đơn giản, sóng hài là bất kỳ nguồn bổ sung không mong muốn nào của điện áp hoặc dòng điện xoay chiều tần số cao cung cấp năng lượng cho cuộn dây động cơ. Năng lượng bổ sung này không được sử dụng để làm quay trục động cơ mà lưu thông trong các cuộn dây. Cuối cùng góp phần gây ra tổn thất năng lượng bên trong. Những tổn thất này tản ra dưới dạng nhiệt, theo thời gian, khả năng cách điện của các cuộn dây bị suy giảm. Một số biến dạng hài của dòng điện là bình thường trên bất kỳ phần nào của hệ thống phục vụ tải điện tử. Để bắt đầu điều tra sự biến dạng sóng hài, hãy sử dụng máy phân tích chất lượng điện năng để theo dõi mức độ dòng điện và nhiệt độ tại máy biến áp để đảm bảo rằng chúng không bị áp suất quá mức. Mỗi sóng hài có một mức độ méo có thể chấp nhận được khác nhau, được xác định bởi các tiêu chuẩn như IEEE 519-1992.

Tác động: Giảm hiệu suất động cơ dẫn đến tăng chi phí và tăng nhiệt độ vận hành

Dụng cụ để đo lường và chẩn đoán: Máy phân tích chất lượng điện và động cơ Fluke 438-II

Các ổ đĩa tần số  biến đổi:

Phản ánh về tín hiệu PWM đầu ra của biến tần:

Biến tần sử dụng kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM) để điều khiển điện áp và tần số đầu ra tới động cơ. Phản xạ được tạo ra khi có sự không phù hợp trở kháng giữa nguồn và tải. Sự không khớp trở kháng có thể xảy ra do lắp đặt không đúng cách, lựa chọn linh kiện không đúng cách hoặc thiết bị xuống cấp theo thời gian. Trong mạch điều khiển động cơ, đỉnh của phản xạ có thể cao bằng mức điện áp của bus DC.

Tác động: Sự cố cách điện cuộn dây động cơ dẫn đến thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch

Dụng cụ để đo lường và chẩn đoán: Dụng cụ kiểm tra Fluke 190-204 ScopeMeter® , Đồng hồ vạn năng cách điện Fluke 1587 FC

Dòng điện sigma:

Dòng Sigma thực chất là dòng đi lạc lưu thông trong một hệ thống. Dòng sigma được tạo ra do tần số tín hiệu, mức điện áp, điện dung và độ tự cảm trong dây dẫn. Các dòng điện tuần hoàn này có thể tìm đường đi qua các hệ thống nối đất bảo vệ. Chúng gây ra va chạm phiền toái hoặc trong một số trường hợp là dư nhiệt trong các cuộn dây. Dòng điện Sigma có thể được tìm thấy trong hệ thống cáp động cơ và là tổng dòng điện của ba pha tại một thời điểm bất kỳ. Trong một tình huống hoàn hảo, tổng của ba dòng điện sẽ bằng không. Nói cách khác, dòng điện trở về từ biến tần sẽ bằng dòng điện tới biến tần. Dòng điện Sigma cũng có thể được hiểu là các tín hiệu không đối xứng trong nhiều dây dẫn có thể ghép dòng điện vào dây dẫn đất một cách điện dung.

Tác động: Chuyến đi bí ẩn do dòng điện đất bảo vệ

Dụng cụ để đo lường và chẩn đoán: Dụng cụ kiểm tra Fluke 190-204 ScopeMeter®

Cơ khí:

Sai lệch:

Sai lệch xảy ra khi trục truyền động của động cơ không thẳng hàng với tải, hoặc bộ phận ghép động cơ với tải bị lệch. Nhiều chuyên gia tin rằng khớp nối linh hoạt loại bỏ và bù đắp sự sai lệch, nhưng khớp nối mềm chỉ bảo vệ khớp nối khỏi bị lệch. Ngay cả với một khớp nối mềm, một trục bị lệch sẽ truyền các lực tuần hoàn có hại dọc theo trục và vào động cơ. Điều đó dẫn đến mòn động cơ quá mức và làm tăng tải trọng cơ học rõ ràng. Ngoài ra, lệch trục có thể truyền rung động vào cả tải và trục truyền động của động cơ. Có một số kiểu lệch trục:

• Góc lệch: các đường tâm trục cắt nhau nhưng không song song
• Sai lệch song song: các đường tâm trục song song nhưng không đồng tâm

Compound misalignment: sự kết hợp của sai lệch song song và lệch góc. (Lưu ý: hầu hết tất cả các sai lệch đều là sai lệch kép, nhưng các học viên nói về lệch trục là hai loại riêng biệt vì dễ dàng sửa chữa lệch bằng cách giải quyết các thành phần góc và song song riêng biệt.)

Tác động: Mòn sớm ở các bộ phận truyền động cơ khí dẫn đến hỏng hóc sớm

Dụng cụ để đo lường và chẩn đoán: Máy đo độ rung Fluke 810, công cụ căn chỉnh trục laser Fluke 830

Mất cân bằng trục:

Mất cân bằng là tình trạng của một phần quay mà khối tâm không nằm trên trục quay. Nói cách khác, có một “điểm nặng” ở đâu đó trên rôto. Mặc dù bạn không bao giờ có thể loại bỏ sự mất cân bằng vận động, nhưng bạn có thể xác định khi nào nó nằm ngoài phạm vi bình thường và hành động để khắc phục vấn đề. Sự mất cân bằng có thể do nhiều yếu tố gây ra, bao gồm:

• Tích tụ bụi bẩn
• Thiếu trọng lượng cân
• Các biến thể sản xuất
• Khối lượng không đều trong cuộn dây động cơ và các yếu tố liên quan đến mài mòn khác.

Máy kiểm tra độ rung hoặc máy phân tích có thể giúp bạn xác định xem máy quay có cân bằng hay không.

Tác động: Mòn sớm ở các bộ phận truyền động cơ khí dẫn đến hỏng hóc sớm

Dụng cụ để đo lường và chẩn đoán: Máy đo độ rung Fluke 810.

Độ lỏng của trục:

Sai lệch xảy ra khi trục truyền động của động cơ không thẳng hàng với tải, hoặc bộ phận ghép động cơ với tải bị lệch. Nhiều chuyên gia tin rằng khớp nối linh hoạt loại bỏ và bù đắp sự sai lệch, nhưng khớp nối mềm chỉ bảo vệ khớp nối khỏi bị lệch. Ngay cả với một khớp nối mềm, một trục bị lệch sẽ truyền các lực tuần hoàn có hại dọc theo trục và vào động cơ. Dẫn đến mòn động cơ quá mức và làm tăng tải trọng cơ học rõ ràng. Ngoài ra, lệch trục có thể truyền rung động vào cả tải và trục truyền động của động cơ. Có một số kiểu lệch trục:

• Sự lỏng lẻo khi quay là do khe hở quá mức giữa các phần tử quay và đứng yên của máy, chẳng hạn như trong ổ trục.
• Sự lỏng lẻo không quay xảy ra giữa hai bộ phận thường cố định, chẳng hạn như chân và nền, hoặc vỏ ổ trục và máy.

Máy kiểm tra độ rung hoặc máy phân tích có thể giúp bạn xác định xem máy quay có cân bằng hay không.

Tác động: Mòn sớm ở các bộ phận truyền động cơ khí dẫn đến hỏng hóc sớm

Dụng cụ để đo lường và chẩn đoán: Máy đo độ rung Fluke 810 , Công cụ căn chỉnh trục laser Fluke 830

Hi vọng với những chia sẻ trên đây bạn đã biết được nguyên nhân gây hỏng hóc động cơ để từ đó có thể sử dụng máy móc một cách hợp lý, cũng như có những biện pháp sửa chữa, bảo hành máy móc thiết bị phù hợp.