تعمیر و بازپیچی موتورهای القایی
موتورهای الکتریکی به مرور زمان فرسوده می شوند و برای استفاده مجدد به تعمیر نیاز دارند. تعمیرات و بازپیچی الکتروموتور به تخصص و مهارت بسیار بالایی نیاز دارد. از این رو تعمیر و بازپیچی آنها باید به واسطه کسانی که در این حوزه تخصص و مهارت کافی دارند انجام شود.
تعمیر و بازپیچی درست نه تنها در عملکرد بهینه و افزایش طول عمر موتورها نقش دارد، بلکه از توقف های پرهزینه در صنایع مختلف نیز جلوگیری می کند و موجب بهینه سازی مصرف انرژی می شود.
معرفی موتورهای القایی و کاربرد آن ها در صنعت
موتورهای القایی یا به عبارت دیگر موتورهای آسنکرون، یک نوع موتور الکتریکی جریان متناوب یا AC هستند. نیروی محرکه الکتریکی آن ها از طریق القای الکترومغناطیسی در روتور تولید می شود. این موتورها ساختاری ساده، قابلیت اطمینان بالا و قیمت مناسب دارند. در حال حاضر یکی از پرکاربردترین انواع موتور الکتریکی در صنایع مختلف به شمار می روند. برخی از کاربردهای موتورهای القایی در صنایع مختلف به شرح زیر است.
- صنایع تولیدی
در صنایع تولیدی از موتورهای القایی در تسمه نقاله، پمپ ها، کمپرسورها، فن ها، ماشین ابزار صنعتی، تجهیزات بالابر و جرثقیل استفاده می شود.
- ساختمان ها
در ساختمان ها برای آسانسورها، پمپ های آب، سیستم های تهویه مطبوع از موتورهای القایی استفاده می شود.
- لوازم خانگی
موتور ماشین لباسشویی، یخچال ها، جاروبرقی، مخلوط کن ها از نوع القایی است.
- کشاورزی
در صنعت کشاورزی از این نوع موتورها در پمپ های آبیاری، تجهیزات فرآوری محصولات استفاده می شود.
ساختار و اجزای اصلی موتور القایی
موتورهای القایی از دو بخش اصلی استاتور و روتور تشکیل می شوند. استاتور شامل یک هسته آهنی و سیم پیچ ها است و بخش ثابت موتور به شمار می رود. روتور در درون استاتور قرار دارد و بخش متحرک موتور محسوب می شود. این بخش به واسطه میدان مغناطیسی دوار استاتور به حرکت در می آید و شامل دو نوع قفس سنجابی و سیم پیچی شده است.
دیگر اجزای تشکیل دهنده موتور القایی شامل یاتاقان ها، شفت و پوسته است. یاتاقان ها برای چرخش روان روتور، شفت برای انتقال قدرت مکانیکی و پوسته برای محافظت از اجزای داخلی موتور به کار می رود.
دلایل رایج خرابی موتورهای القایی
برخی از خرابی های رایج موتورهای القایی به شرح زیر است
- مشکلات الکتریکی
این موتورها معمولاً در معرض خرابی هایی نظیر اتصال کوتاه در سیم پیچ ها به دلیل فرسودگی عایق، رطوبت یا حرارت بیش از حد قرار دارند. همچنین قطع شدن سیم پیچ ها، ولتاژ نامناسب و کیفیت پایین برق ورودی از دیگر مشکلات الکتریکی رایج این موتورها محسوب می شود.
- مشکلات مکانیکی
موتورهای القایی در معرض مشکلات مکانیکی مختلفی نظیر خرابی یاتاقان، عدم هم راستایی شفت موتور با بار، لرزش های مکانیکی و عدم بالانس روتور با فن خنک کننده قرار دارند.
- مشکلات حرارتی
مشکلات حرارتی رایج در موتورهای القایی شامل افزایش جریان و حرارت ناشی از اضافه بار، گرفتگی مسیرهای خنک کننده ناشی از عدم تهویه مناسب است.
- خرابی های محیطی و نگهداری
استفاده از موتورهای القایی در شرایط محیطی نامطلوب موجب ورود رطوبت، گرد و غبار، مواد شیمیایی خورنده به داخل موتور و خرابی آن می شود.
نشانه های نیاز به تعمیر موتور القایی
برخی از علائم رایج خرابی موتورهای القایی که باید در صورت مشاهده هر کدام از آن ها موتور بررسی و تعمیر شود، شامل گزینه های زیر هستند.
- صداهای غیرعادی
صداهای غیر عادی نظیر صداهای سایش، ضربه یا وزوز بلند، خصوصاً در هنگام راه اندازی یا تحت بار، نشانه خرابی موتور هستند. پس در صورت مشاهده هر کدام از این صداهای غیرعادی، موتور باید بررسی و تعمیر شود.
- لرزش بیش از حد
لرزش بیش از حد بدنه موتور ناشی از مشکلات مکانیکی نظیر خرابی یاتاقان یا عدم بالانس و مشکلات الکتریکی است.
- افزایش دمای بیش از حد بدنه موتور
افزایش دمای غیرعادی بدنه موتور نیز یکی دیگر از علائم خرابی آن است.
- انتشار بوی سوختگی
بوی سوختگی ناشی از آسیب عایق سیم پیچ ها است و حتماً باید بررسی شود.
- کاهش توان و گشتاور موتور
کاهش توان و گشتاور موتور نیز از دیگر علائم خرابی آن محسوب می شود.
- روشن نشدن یا راه اندازی نامناسب
زمانی که موتور اصلاً استارت نخورد یا با تأخیر یا صدای غیرعادی راه اندازی شود، دچار یک مشکل فنی است.
- افزایش مصرف برق
برخی از خرابی های الکتریکی موتور القایی موجب افزایش جریان غیرعادی برق در مقایسه با حالت عادی می شود.
عیب یابی تخصصی موتورهای القایی قبل از تعمیر
عیب یابی تخصصی و درست موتورهای القایی قبل از تعمیر اهمیت بسزایی دارد. زیرا عیب یابی درست به جای تعمیر اساسی الکتروموتور موجب کاهش هزینه های تعمیر می شود. عیب یابی تخصصی موتور مطابق با مراحل زیر صورت می گیرد.
- بررسی ظاهری
در اولین گام باید اتصالات، سیم پیچ های خارجی، پوسته، فن خنک کننده و علائم فیزیکی خرابی نظیر ترک، سوختگی و شکستگی مورد بررسی قرار بگیرد.
- تست های الکتریکی
تست های الکتریکی شامل تست مقاومت سیم پیچ ها، تست نسبت امپدانس، تست عایقی و تست ولتاژ هستند. همه این تست ها باید با استفاده از تجهیزات مناسب و با دقت انجام شوند.
- تست های مکانیکی
تست های مکانیکی شامل بررسی یاتاقان ها، بررسی بالانس روتور، بررسی هم راستایی شفت هستند.
- اندازه گیری پارامترهای کاری
پارامترهای کاری شامل ولتاژ ورودی، جریان و دما هستند که در حین بررسی و عیب یابی موتور باید با ابزارهای مناسب به صورت دقیق اندازه گیری شوند. به عنوان مثال، برای پایش دمای نقاط مختلف موتور از سنسورهای حرارتی یا دماسنج استفاده می شود.
بازپیچی موتور القایی و زمان مناسب انجام آن
بازپیچی موتور القایی یک فرایند کاملاً تخصصی است. زیرا در این فرایند کل سیم پیچ مسی یا آلومینیومی داخل استاتور و حتی گاهی روتور تعویض می شود. از این رو، کوچک ترین اشتباه در این فرایند به طور کلی عملکرد موتور را تحت تأثیر قرار می دهد.
بازپیچی موتور هزینه بالایی می برد. به همین دلیل باز پیچی موتور فقط زمانی هسته آهنی استاتور و روتور سالم و فقط سیم پیچ ها آسیب دیده باشند، توصیه می شود. به طور کلی، زمان مناسب برای بازپیچی موتورهای القایی زمانی است که یکی از ایرادات زیر در آن مشاهده شود.
- آسیب شدید عایق سیم پیچ ها و مشاهده علائمی از سوختگی و ذوب شدن مشهود عایق
- مشاهده اتصالات کوتاه بین دورهای سیم پیچ
- داغ شدن بیش از حد موتور به همراه کاهش گشتاور و افزایش جریان
- قطع سیم پیچ ها در اثر ارتعاشات شدید و ضربه
- خرابی روتور قفس سنجابی
مراحل بازپیچی و سیم پیچی موتور القایی
بازپیچی موتور القایی طی مراحل زیر انجام می شود.
- تخلیه و جداسازی
در اولین مرحله باید موتور از بار، پوسته و اتصالات الکتریکی جدا شود.
- خارج سازی سیم پیچ های قدیمی
در مرحله بعدی باید با استفاده از ابزارهای مناسب، سیم پیچ های قدیمی فرسوده یا سوخته از شیارهای استاتور خارج شوند.
- تمیزکاری و آماده سازی شیارها
باید بقایای سیم پیچ، عایق قدیمی و دیگر آلودگی ها به طور کامل از داخل شیارها پاک شود و هیچ نشانه ای از آلودگی های قدیمی در محل شیارها باقی نماند.
- عایق بندی شیارها
در این مرحله، جهت محافظت سیم پیچ ها از هسته آهنی، باید لایه های عایق جدید نظیر فیلم پلی استر، اپوکسی یا میکا در کف و دیواره شیارها قرار بگیرد.
- پیچیدن سیم پیچ های جدید
در این مرحله باید سیم مسی یا آلومینیومی با قطر و تعداد دور مناسب، مطابق با الگو در شیارها قرار بگیرند. معمولاً قطر و تعداد دور سیم پیچ بر اساس مشخصات موتور اصلی یا محاسبات فنی تعیین می شود.
- اتصال سیم پیچ ها
پس از سیم پیچی الکتروموتور، سیم پیچ های هر فاز باید کاملاً مطابق با نقشه سیم بندی به هم متصل و سر و ته فازها برای اتصال به ترمینال باکس آماده شوند.
- عایق کاری نهایی
در پایان کار، برای اشباع سازی و عایق کاری نهایی، کل سیم پیچ ها باید در لاک عایق قرار بگیرند. پس از خشک شدن کامل روی سیم پیچ ها برای بهبود خواص عایقی باید سیم پیچ در داخل کوره قرار بگیرد تا عایق روی آن به استحکام مکانیکی مطلوب برسد.
- مونتاژ نهایی
در این مرحله باید سیم پیچ ها در داخل شیارها قرار بگیرند. همچنین باید پوسته، یاتاقان ها و فن دوباره همانند اول روی موتور مونتاژ شوند.
- تست نهایی
پس از مونتاژ قطعات و قبل از راه اندازی، باید جهت اطمینان از عدم وجود ایراد در موتور، تست های الکتریکی نظیر مقاومت عایق، امپدانس و همچنین تست های مکانیکی نظیر گردش روان و عدم اتصال انجام شوند.
- راه اندازی
پس از بازپیچی موتور، ابتدا باید در حالت بی بار راه اندازی شود. سپس پارامترهای کاری آن نظیر ولتاژ، جریان، دما و سرعت تحت بار مورد بررسی قرار بگیرد.
تأثیر بازپیچی غیر اصولی بر راندمان موتور القایی
بازپیچی غیر اصولی بر عملکرد و راندمان موتور تأثیر منفی می گذارد. برخی از اثرات نامطلوب بازپیچی غیر اصولی بر عملکرد موتور شامل موارد زیر است.
- کاهش راندمان
استفاده از سیم با قطر نامناسب و نازک موجب افزایش مقاومت اهمی و تلفات مسی موتور می شود. تعداد دور اشتباه یا نحوه قرارگیری نامناسب سیم پیچ ها نیز موجب افزایش تلفات آهنی و تلفات گردابی در هسته و کاهش راندمان موتور می شود. اگر عایق کاری نیز به درستی انجام نشود، لرزش سیم پیچ ها افزایش پیدا می کند و در نتیجه تلفات مکانیکی موتور بالا می رود.
- کاهش ضریب توان
اگر راکتانس سیم پیچ ها نادرست باشد، ضریب توان موتور کاهش پیدا می کند.
- افزایش حرارت
در صورت افزایش تلفات، حرارت موتور به شدت افزایش پیدا می کند. در نتیجه عمر عایق و همچنین عمر مفید موتور به شدت پایین می آید.
- کاهش گشتاور راه اندازی
سیم پیچی نادرست به شدت بر گشتاور موتور تأثیر منفی می گذارد و آن را کاهش می دهد.
- افزایش صدا و لرزش
اگر سیم پیچ ها بالانس نباشد یا به درستی متصل نشوند، منجر به افزایش صدا و لرزش موتور در حین کار می شوند.
هزینه تعمیر و بازپیچی موتورهای القایی
به طور کلی هزینه بازپیچی موتور معمولاً حدود ۳۰ الی ۷۰ درصد قیمت یک موتور مشابه نو است. از این رو تعمیر و بازسازی موتورهای کوچک گاهی اصلاً توصیه نمی شود. زیرا در این شرایط خرید موتور نو مقرون به صرفه تر است. هزینه تعمیر و بازپیچی موتورهای القایی تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد که این عوامل به شرح زیر هستند.
- توان و اندازه موتور
هزینه بازپیچی و تعمیر موتورهای بزرگ با توان و قدرت بالا نسبت به موارد دیگر هزینه بیشتری می برد.
- نوع موتور
هزینه تعمیر و بازپیچی موتورهای خاص نظیر موتورهای ضد انفجار یا موتورهای با راندمان بالا نسبت به موارد دیگر بالاتر است.
- نوع خرابی
نوع خرابی نیز از دیگر عوامل تأثیرگذار بر هزینه ها محسوب می شود. به عنوان مثال، بازپیچی کامل در مقایسه با تعمیر جزئی نظیر تعویض یاتاقان هزینه بیشتری می برد.
- کیفیت مواد مصرفی
استفاده از سیم پیچی با خلوص بالا، لاک عایق مرغوب و یاتاقان های برند معتبر موجب افزایش هزینه های تأمین می شود. البته در این صورت موتور نیز با اطمینان بالاتری تعمیر می شود.
- دستمزد تعمیرکار
دستمزد تعمیرکار و تعرفه تعمیرگاه نیز از دیگر عوامل تأثیرگذار بر تأمین و بازپیچی موتورهای القایی به شمار می رود.
- هزینه های جانبی
هزینه های جانبی شامل تست های تخصصی یا بالانس دینامیکی هستند و در صورت نیاز به انجام این تست ها، هزینه تعمیر بالا می رود.
افزایش عمر موتور القایی پس از تعمیر و بازسازی
در صورتی که موتور با مواد و قطعات درجه یک و به صورت اصولی زیر نظر یک متخصص با تجربه تعمیر و بازپیچی شود عمر مفید آن تا حدود زیادی افزایش پیدا می کند. همچنین فرایند بازپیچی باید طبق استانداردهای صنعتی و با رعایت تمامی استانداردها و مشخصات سازنده انجام شود.
چه زمانی تعمیر به صرفه است و چه زمانی تعویض موتور؟
تصمیم گیری برای تعمیر یا تعویض موتور به یک سری عوامل فنی و اقتصادی بستگی دارد که در ادامه به آن ها اشاره خواهد شد.
- موتور بزرگ و گران قیمت باشد
به طور کلی در مواردی که موتور کوچک و ارزان قیمت باشد، به صورت مکرر خراب شود و هسته آهنی آن آسیب جدی دیده باشد، تعویض به صرفه تر از سیم پیچی است. در صورت نیاز به ارتقای موتور، پایان عمر مفید یاتاقان و شفت، استفاده از موتورهای قدیمی و راندمان پایین نیز تعویض به صرفه تر از بازپیچی است.
هزینه بازپیچی موتورهای بزرگ و گران قیمت در مقایسه با خرید موتور نو، بالا است. به همین دلیل در چنین مواردی بازپیچی راهکار مقرون به صرفه تری محسوب می شود.
- موتورهای خاص یا سفارشی
در برخی موارد دسترسی به یک سری موتورهای خاص یا سفارشی سخت و دشوار است و هزینه زیادی می برد. در چنین مواردی نیز برای جلوگیری از توقف فرایند تولید و کاهش خسارت های ناشی از توقف، بهتر است تعمیر انجام شود.
- سالم بودن هسته آهنی موتور
اگر فقط سیم پیچ ها معیوب بوده و هسته آهنی سالم باشد، تعمیر موتور منطقی تر و کم هزینه تر است.
- در صورتی که هزینه تعمیر کمتر از ۵۰ الی ۶۰ درصد قیمت موتور باشد
اگر فرایند تعمیر و بازپیچی موتور هزینه ای کمتر از ۵۰ الی ۶۰ درصد از قیمت موتور نو باشد، مسلماً تعمیر و بازپیچی آن راهکار مقرون به صرفه تری است.
سوالات متداول
مهم ترین علت خرابی های الکتریکی در موتورهای القایی چیست؟
فرسودگی عایق سیم پیچ ها در اثر حرارت بیش از حد، رطوبت و نوسانات ولتاژ از مهم ترین علت خرابی های الکتریکی آن است.
چه زمانی بازپیچی موتور از نظر اقتصادی توجیه پذیر است؟
زمانی که هسته آهنی موتور سالم و هزینه تعمیر کمتر از هزینه خرید یک موتور نو باشد.
چه زمانی خارج کردن سیم پیچ های قدیمی استاتور باید با نهایت دقت انجام شود؟
زمانی که باید هسته آهنی استاتور در برابر آسیب دیدگی محافظت شود.
هدف اصلی از قرار دادن لایه های عایق جدید در کف و دیواره شیارها چیست؟
هدف اصلی محافظت مستقیم سیم پیچ های جدید در برابر هسته آهنی موتور است.
عایق کاری نهایی سیم پیچ ها در کوره چه مزیتی برای افزایش عمر موتور دارد؟
این کار باعث می شود عایق روی سیم پیچ به استحکام مکانیکی مطلوب برسد و در برابر رطوبت و مواد شیمیایی مقاوم شود.
مقالات پیشنهادی
