3相モータの故障診断：ガイド

電気モーターは、世界中の多くの製造業や加工業を支えている。 これらのモーターを良好な状態に保ち、効率的に稼動させることは、すべての企業にとって最優先事項であるべきだ。

3相モーターは、ステーター、ローター、巻線、配線などの内部電気部品に電力を供給するために3つの電流を使用する。 モーターの動作に問題がある場合、コンポーネントを分析し、解決すべき問題の正確な位置を特定する必要がある。

3相モーター運転の基本を理解する

三相モーターの心臓部には、ステーターとローターの複雑な相互作用がある。

3つの巻線からなるステーターは、三相交流電流が供給されると回転磁界を形成する。 この回転磁界はローターに電流を誘導し、ローター自身が磁界を発生する。 これらの磁界の相互作用によって、モーターの回転を駆動するトルクが生まれる。

三相モータの回転数は、電源電圧の周波数とモータの設計上の極数によって決まる。 周波数を調整することで、オペレーターはモーターの回転数を正確に制御することができ、工業プロセスの微調整が可能になる。

三相モーターは単相モーターに比べて、高効率、より大きな始動トルク、よりバランスの取れた電力配分など、いくつかの利点があります。 これらの特性により、ポンプやコンプレッサーからベルトコンベヤーやクレーンまで、幅広い産業用途に使用されている。

3相モーター故障診断ステップ

三相モーターの問題を診断し解決するのは複雑な作業ですが、適切なツールとテクニックがあれば、モーターの故障につながる一般的な故障の根本原因を効率的に特定し、対処することができます。

目視検査

まず、モーターの物理的な状態、接続部、周囲の環境を注意深く調査することで、多くの場合、問題の原因となっている可能性のある明らかな問題を発見することができます。

内部電気部品の分析

モーターとその配線に明らかな損傷や問題がない場合、次のステップは、巻線抵抗、絶縁抵抗、電流引き込みなどのパラメータを測定する専用の試験装置を使用することです。 これらの測定は、モーター内部の健康状態に関する貴重な洞察を提供し、電気的な欠陥を突き止めるのに役立ちます。

メカニカル・アナリシス

最後に、故障発見プロセスの第3段階として、負荷をかけてモーターの性能を観察する動的テストを行う。 モータの回転数、振動、その他の運転パラメータを監視することで、効率と信頼性に影響を及ぼす可能性のある機械的問題を特定することができます。

電動モーター解析ツールと技術

3相モーターのメンテナンスとトラブルシューティングに関しては、適切なツールと知識を持つことが極めて重要です。

マルチメーター

モーターの診断によく使われる機器のひとつにマルチメーターがあります。

マルチメーターは、電圧、電流、モーターの巻線間の抵抗など、重要な電気的パラメータを測定することができます。

しかし、これらのパラメーターの測定は、インピーダンス、インダクタンス、位相角、電流周波数を測定する他の測定器で発見できる故障を見落とすことが多い。

メガメーター

モーター分析でよく使われるもう一つの道具は、メガオームメーターである。

メガオームメーターは、被測定物に高電圧信号を送ることによって、非常に高い抵抗値を測定する電気メーターである。

メガオームメーターは、電線、発電機、モーター巻線の絶縁状態を素早く簡単に測定することができます。

しかし、メガオームメーターによる絶縁検査では、アースへの故障しか検出できない。 モーターの巻線故障のうち、地絡から始まるものはごく一部であるため、この方法だけでは多くのモーター故障が検出されない。

サージ試験

サージ試験は、システムを公称入力電圧以上の電圧スパイクにさらし、絶縁の弱点を調べる。

サージ試験は内部巻線を破壊する可能性があるため、モーター分析では避けるべきである。

モーター回路解析 (MCA™)

モータ回路解析（MCA™）は、モータの健全性を評価するための非破壊、非通電試験方法です。

モーターコントロールセンター（MCC）から、またはモーター本体から直接開始し、テストポイントとモーター間の接続やケーブルを含むモーターシステムの電気部分全体を評価するプロセスです。

電気信号解析（ESA）

モータ電圧特性解析（MVSA）とモータ電流特性解析（MCSA）の両方を含む電気的特性解析（ESA）は、モータシステムの運転中に電圧と電流波形を取得する通電試験方法です。

通電テストは、AC誘導モーター、DCモーター、発電機、巻線ローターモーター、同期モーター、工作機械モーターなどの貴重な情報を提供します。

三相モーターの故障を防ぐための予防保全

費用のかかる三相モーターの故障を避けるには、適切な予防保守が極めて重要です。 積極的なアプローチを実施することで、モーターの寿命を延ばし、計画外のダウンタイムを最小限に抑えることができます。

コンディションモニタリング

予防保全の重要なステップのひとつが定期点検である。 ベアリングの問題、絶縁劣化、アンバランスなどの摩耗の兆候がないか、三相モーターを注意深く監視する。

モーター回路解析による回転機械の定期的な評価を実施し、経時的な状態を監視する。 モーターが故障する前に早期の故障を発見し、解決することは、企業の生産にとって不可欠です。

環境

同様に重要なのは、最適な運転条件を維持することである。 モーターが過負荷でなく、適切に換気され、適切な電圧と周波数で運転されていることを確認してください。 これらの要因を軽視することは、モーターの早期故障に大きく影響する。

プレディクティブ・メンテナンス

さらに、電気信号解析、振動解析、サーモグラフィを含む包括的な予知保全プログラムを実施することで、潜在的な問題を事前に特定するための貴重なデータを得ることができる。 このデータ主導のアプローチにより、企業は十分な情報に基づいた意思決定を行い、メンテナンスを積極的に計画することができる。

結論

モーターの複雑な部品は内部でシールドされているため、3相故障の発見は難しいが、適切なアプローチと適切なツールがあれば可能な作業である。

三相モーターの問題を油断しないでください。 適切なツールと技術に投資することで、重要な機器を末永くスムーズに稼働させることができます。