Các nguyên nhân phổ biến của sự thất bại trong động cơ cảm ứng ba pha là gì?

Động cơ cảm ứng ba pha là xương sống của ngành công nghiệp hiện đại, được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, từ máy bơm và máy nén cho đến băng chuyền và quạt. Mặc dù độ tin cậy và sự mạnh mẽ của chúng, những động cơ này có thể trải qua những thất bại do các yếu tố khác nhau. Hiểu các nguyên nhân phổ biến của sự thất bại có thể giúp khắc phục sự cố, bảo trì phòng ngừa và cải thiện tuổi thọ vận động. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá những lý do chính cho sự thất bại của động cơ cảm ứng ba pha và cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách giải quyết các vấn đề này.

1. Quá nóng

Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất của sự thất bại trong động cơ cảm ứng ba pha là quá nóng. Các cuộn dây động cơ được thiết kế để xử lý nhiệt độ cụ thể và khi vượt quá các giới hạn này, nó có thể dẫn đến sự cố cách nhiệt, giảm tuổi thọ của động cơ hoặc thất bại hoàn toàn.

Nguyên nhân của quá nóng:

• Quá tải: Nếu động cơ đang chạy ở hoặc vượt quá tải định mức của nó trong thời gian dài, nó có thể quá nóng. Động cơ chạy trong điều kiện quá tải khiến dòng điện vượt quá các tham số thiết kế, dẫn đến việc tạo nhiệt quá mức.

• Nhiệt độ xung quanh: Động cơ hoạt động trong môi trường có nhiệt độ môi trường cao dễ bị quá nóng, đặc biệt nếu chúng thiếu hệ thống thông gió hoặc làm mát đầy đủ.

• Làm mát hoặc thông gió không đủ: Động cơ dựa vào luồng khí thích hợp hoặc phương pháp làm mát bên ngoài để tiêu tan nhiệt. Nếu các hệ thống thông gió bị chặn, quạt bị hỏng hoặc động cơ được đặt trong một nhà ở không phù hợp, động cơ có thể quá nóng.

• Điện áp không phù hợp: Điện áp cung cấp thấp hoặc dao động có thể khiến động cơ hoạt động không hiệu quả, tạo ra nhiệt dư thừa. Tương tự, điện áp quá mức có thể dẫn đến sự cố cách nhiệt do quá mức.

Phòng ngừa và giải pháp:

• Đảm bảo rằng động cơ không bị quá tải bằng cách định cỡ chính xác nó theo ứng dụng.
• Thường xuyên kiểm tra và duy trì hệ thống thông gió và làm mát.
• Sử dụng các thiết bị theo dõi nhiệt độ như cặp nhiệt điện để theo dõi sức khỏe của động cơ.
• Vận hành động cơ trong phạm vi điện áp được đề xuất.

2. Mất cân bằng điện

Một vấn đề phổ biến trong động cơ cảm ứng ba pha là mất cân bằng điện trong điện áp cung cấp. Khi điện áp trong ba giai đoạn không bằng nhau, nó tạo ra sự mất cân bằng, có thể gây ra nhiều vấn đề về động cơ.

Nguyên nhân mất cân bằng điện:

• Nguồn điện không đồng đều: Nếu một hoặc hai trong số các pha cung cấp điện áp cao hơn hoặc thấp hơn đáng kể so với các giai đoạn khác, nó sẽ tạo ra một tình huống của điện áp không cân bằng. Điều này có thể là kết quả của các máy biến áp bị lỗi, các vấn đề đường dây cung cấp hoặc hệ thống dây điện không đúng.

• Hài hòa: Các dạng sóng bị biến dạng do tải phi tuyến tính cũng có thể dẫn đến mất cân bằng điện áp. Điều này thường được nhìn thấy trong các hệ thống có tải điện tử lớn, chẳng hạn như ổ tần số thay đổi (VFD).

Hậu quả:

• Tăng nhiệt động cơ và rung động.
• Giảm hiệu quả và hiệu suất.
• Cuộc sống vận động rút ngắn do dòng điện quá mức trong cuộn dây.

Phòng ngừa và giải pháp:

• Thường xuyên theo dõi điện áp pha để đảm bảo cung cấp điện cân bằng.
• Cài đặt các chỉ số trình tự pha để phát hiện sự mất cân bằng sớm.
• Xem xét cài đặt các bộ lọc hoặc thiết bị điều hòa làm giảm độ biến dạng điện áp trong các hệ thống dễ bị nhiễu hài.

3. Mang thất bại

Vòng bi hỗ trợ cho vòng quay của rôto trong stato và bất kỳ vấn đề nào với chúng đều có thể dẫn đến lỗi vận động nghiêm trọng. Lỗi ổ trục là một trong những thất bại cơ học phổ biến nhất trong động cơ.

Nguyên nhân của sự cố ổ trục:

• Vấn đề bôi trơn: Không đủ bôi trơn hoặc bôi trơn không đúng cách dẫn đến tăng ma sát, làm tăng tốc độ hao mòn trên vòng bi.

• Sự ô nhiễm: Bụi bẩn, bụi hoặc độ ẩm đi vào vỏ ổ trục có thể gây ra thiệt hại mài mòn, dẫn đến hao mòn mang và trục trặc vận động.

• Xác định sai: Nếu trục động cơ và vòng bi bị sai lệch, nó có thể gây ra hao mòn và rung không đồng đều, cuối cùng dẫn đến lỗi ổ trục.

• Tải quá mức: Quá tải động cơ có thể làm tăng căng thẳng trên vòng bi, khiến chúng bị hỏng sớm.

Phòng ngừa và giải pháp:

• Thường xuyên kiểm tra và thay thế chất bôi trơn, đảm bảo chúng đáp ứng các thông số kỹ thuật của động cơ.
• Bảo vệ động cơ khỏi bụi, độ ẩm và ô nhiễm bằng cách niêm phong động cơ đúng cách.
• Đảm bảo căn chỉnh thích hợp trong quá trình cài đặt và bảo trì.
• Sử dụng vòng bi chất lượng cao và đảm bảo động cơ hoạt động trong tải định mức của nó.

4. Lỗi điện

Các lỗi điện như mạch ngắn, mạch mở hoặc lỗi mặt đất có thể làm hỏng cuộn dây động cơ, dẫn đến suy thoái hiệu suất hoặc toàn bộ lỗi.

Nguyên nhân của lỗi điện:

• Sự cố cách nhiệt: Sự cách nhiệt giữa các cuộn dây giảm dần theo thời gian do tiếp xúc với nhiệt, độ ẩm và căng thẳng cơ học, có thể dẫn đến các mạch ngắn.

• Surge điện: Một dòng điện đột ngột trong dòng điện, có thể từ các gai nguồn hoặc hoạt động chuyển đổi, có thể làm hỏng cuộn dây động cơ và gây ra một đường ngắn.

• Lỗi mặt đất: Một lỗi mặt đất xảy ra khi có một kết nối ngoài ý muốn giữa cuộn dây động cơ và mặt đất, dẫn đến dòng chảy không đúng và quá nóng.

Phòng ngừa và giải pháp:

• Thường xuyên kiểm tra cách nhiệt của động cơ cho các dấu hiệu hao mòn.
• Sử dụng các chất bảo vệ và cầu chì Surge để ngăn chặn sự gia tăng điện làm hỏng động cơ.
• Cài đặt các hệ thống phát hiện lỗi mặt đất để xác định và loại bỏ các vấn đề mặt đất sớm.

5. Rung động và căng thẳng cơ học

Rung quá mức và ứng suất cơ học có thể dẫn đến thiệt hại và thất bại của động cơ, đặc biệt là nếu động cơ hoạt động trong điều kiện không phù hợp.

Nguyên nhân của rung động:

• Mất cân bằng trong rôto: Một cánh quạt mất cân bằng, do khiếm khuyết sản xuất hoặc hao mòn, có thể gây ra các rung động quá mức trong quá trình hoạt động.

• Xác định sai: Như đã đề cập trước đó, sự sai lệch giữa trục động cơ và khớp nối có thể gây ra rung động và hao mòn không đồng đều trên các bộ phận của động cơ.

• Nền tảng không ổn định: Nếu động cơ được gắn trên đế không ổn định hoặc không đúng cách, nó có thể dẫn đến các rung động, gây ra sự hao mòn trên vòng bi và các bộ phận khác.

Hậu quả:

• Tăng hao mòn.
• Hình dạng rôto bị biến dạng và có thể gây thiệt hại cuộn dây.
• Thất bại động cơ sớm.

Phòng ngừa và giải pháp:

• Thực hiện phân tích rung thường xuyên để phát hiện các dấu hiệu mất cân bằng sớm.
• Đảm bảo căn chỉnh và gắn động cơ thích hợp và các thành phần của nó.
• Cân bằng rôto nếu cần thiết, đặc biệt là sau khi sửa chữa hoặc thay thế.

6. Quá điện áp và quá điện áp

Vận hành động cơ trong điều kiện quá điện áp hoặc quá điện áp có thể dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng. Động cơ được thiết kế để hoạt động trong một phạm vi điện áp cụ thể và bất kỳ độ lệch nào cũng có thể gây ra sự không hiệu quả hoặc thiệt hại.

Nguyên nhân của các vấn đề điện áp:

• Quá điện áp: Xảy ra khi điện áp cung cấp vượt quá điện áp định mức của động cơ. Nó có thể gây ra sự cố cách nhiệt và quá nóng.

• Thất điện: Khi điện áp giảm xuống dưới giá trị định mức, động cơ sẽ thu hút dòng điện quá mức, dẫn đến quá nóng và có thể gây thiệt hại cuộn dây.

Phòng ngừa và giải pháp:

• Sử dụng bộ điều chỉnh điện áp hoặc bộ điều khiển điện áp tự động để đảm bảo động cơ hoạt động trong phạm vi điện áp định mức của nó.
• Lắp đặt các thiết bị bảo vệ quá điện áp và quá điện áp trong mạch điện.
• Thường xuyên kiểm tra nguồn cung cấp điện áp để đảm bảo nó nằm trong giới hạn chấp nhận được.

7. Vấn đề cung cấp điện

Các vấn đề cung cấp điện, chẳng hạn như gián đoạn hoặc dao động trong tần số cung cấp, có thể gây ra các vấn đề hoạt động nghiêm trọng trong động cơ cảm ứng ba pha.

Nguyên nhân của các vấn đề cung cấp điện:

• Biến động tần số: Tần số tiêu chuẩn cho các hệ thống ba pha là 50 hoặc 60 Hz. Biến động trong tần số có thể khiến động cơ chạy không hiệu quả hoặc thậm chí bị hỏng.

• Gián đoạn quyền lực: Mất điện hoặc gián đoạn ngắn có thể phá vỡ hoạt động của động cơ, dẫn đến các vấn đề bắt đầu hoặc ứng suất cơ học khi động cơ khởi động lại.

Phòng ngừa và giải pháp:

• Cài đặt nguồn cung cấp năng lượng liên tục (UPS) hoặc thiết bị điều hòa điện khác để bảo vệ chống gián đoạn điện.
• Giám sát và điều chỉnh tần số cung cấp để đảm bảo động cơ hoạt động trơn tru.

8. Cài đặt và hệ thống dây điện không chính xác

Lắp đặt không chính xác, hệ thống dây không phù hợp hoặc bảo vệ không đầy đủ có thể dẫn đến lỗi động cơ.

Nguyên nhân cài đặt không chính xác:

• Dây điện áp không chính xác: Kết nối động cơ với nguồn cung cấp điện áp không chính xác có thể làm hỏng cuộn dây hoặc gây quá nóng.

• Kết nối không đúng: Kết nối không chính xác của các thiết bị đầu cuối động cơ, chẳng hạn như trình tự pha sai hoặc kết nối trung tính, có thể gây ra thiệt hại cho động cơ và hệ thống điện.

Phòng ngừa và giải pháp:

• Thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất và thuê các chuyên gia đủ điều kiện để cài đặt.
• Kiểm tra kỹ các thiết bị cung cấp dây, điện áp và bảo vệ trong quá trình lắp đặt và vận hành.

Phần kết luận

Động cơ cảm ứng ba pha bền và đáng tin cậy, nhưng chúng vẫn dễ bị hỏng do một số nguyên nhân phổ biến. Bằng cách hiểu các vấn đề tiềm ẩn, chẳng hạn như quá nóng, mất cân bằng điện, lỗi chịu lực, lỗi điện và căng thẳng cơ học, người vận hành và nhân viên bảo trì có thể thực hiện các biện pháp chủ động để ngăn ngừa thiệt hại vận động và đảm bảo hoạt động trơn tru. Kiểm tra thường xuyên, cài đặt thích hợp và thực hành bảo trì phù hợp có thể đi một chặng đường dài trong việc kéo dài tuổi thọ của động cơ cảm ứng ba pha và cải thiện hiệu quả của nó.