Поддръжка на индустриални електродвигатели

Индустриалните двигатели и компонентите им трябва да бъдат тествани и обслужвани поне веднъж на всеки 6 месеца

Понижените напрежения могат да доведат до намаляване на ефективността, загряване, ограничаване на въртящия момент и съкращаване на експлоатационния живот на двигателя

Често повредата на стар двигател може да се окаже отлична възможност за редуциране на оперативните разходи чрез закупуване на мотор с по-висока ефективност

За много индустриални предприятия стратегиите и решенията, свързани с поддръжката на използваните електрически двигатели, са сред факторите с най-ключово значение. Без съмнение моторите са първичната движеща сила за повечето заводи, задвижвайки машини, помпи, конвейери и друго оборудване с критична важност. Когато те не работят както трябва или се повредят, последствията за нормалната дейност на предприятието може да са огромни.

Една цялостна програма за обслужване на индустриални електрически двигатели включва превантивна, прогнозна и реактивна поддръжка. Циклите на инспекция се определят в зависимост от вида на двигателя и условията, при които той се експлоатира. Като правило, индустриалните двигатели и компонентите им трябва да бъдат тествани и обслужвани поне веднъж на всеки 6 месеца. Само така може да се гарантират постигането на проектната продължителност на експлоатационния живот на мотора и неговата ефективност.

Целта на превантивната поддръжка е да се предотвратят оперативни проблеми и да се гарантира, че двигателят предоставя постоянно ниво на надеждност. Обикновено превантивната поддръжка е планиран етап от обслужването на цяла система. Прогнозната поддръжка е насочена към това да се гарантира, че правилният тип поддръжка се провежда в подходящия момент. За да се определят тези два параметъра, е необходимо редовно да се наблюдава функционирането на двигателя, което да позволи засичането на потенциални проблеми преди те да са станали действителност. Поддържането на регистър позволява сравняването на архивни данни за широк набор от параметри, което дава възможност за прогнозиране на евентуалните проблеми. Реактивната поддръжка цели основно ремонтирането и подмяната на двигателя при появата на неизправност. Реактивната поддръжка не предполага никакво регулярно обслужване или провеждане на изпитвания.

Елементи на превантивната поддръжка

Неочакваните престои струват скъпо, защото често са предпоставка за спирането на цял производствен процес или цех. Регулярната превантивна поддръжка на индустриалните електродвигатели може да спомогне за предотвратяването на неизправности и избягването на свързаните с тях производствени прекъсвания.
Ако двигателят е инсталиран и работи в зона с ограничено ниво на вентилация, температурата му може да достигне високи стойности, което да доведе до увреждане на изолацията и смазката на лагерите и съответно до отказ. Въпреки че моторите обикновено са защитени, е важно те да се монтират в участъци с постоянна вентилация, за да се предотвратят негативните топлинни въздействия върху изолацията и лагерите. Поддържането на оптимална температура на електродвигателите удължава експлоатационния им живот. Поради това капакът на вентилатора и охлаждащите ребра винаги трябва да са възможно най-чисти.

В двигателите със затворен корпус с клас на защита IP55 например водната пара може да кондензира и впоследствие да достигне до намотките и лагерите на мотора. Затова при прекъсване на експлоатацията температурата на този тип електродвигатели винаги трябва да е по-висока от тази на работната среда. Друго решение на този проблем е да се отворят дренажните отвори, което ще позволи оттичане на кондензата. Това обаче ще промени класа на защита на корпуса на двигателя от IP55 на IP44.

Всички електрически присъединявания трябва да бъдат надеждни. Предпазителите, контакторите и прекъсвачите често стават жертва на разхлабени присъединявания и поради тази причина трябва да се проверяват регулярно.
Дисбалансът по отношение на напрежението и големината на тока определено е област, предизвикваща безпокойство. Това налага необходимостта от регулярна проверка на стойностите на тези два параметъра с цел да се избегнат проблеми с електродвигателите. Напреженовият дисбаланс възниква тогава, когато напрежението на трите фази е различно. Това явление предизвиква и дисбаланс по отношение на величината на тока. Последствията са различни видове проблеми – вибрации, пулсации на въртящия момент и прегряване на една или повече фазови намотки. Дисбалансът в напрежението води до понижаване на ефективността на електродвигателя и съкращаване на експлоатационния му живот.

Прекомерното понижаване на напрежението и свръхнапрежението износват изолацията на статора на двигателя. Понижените напрежения влияят върху температурата в изолацията. Това може да доведе до намаляване на ефективността, загряване, генериране на по-малък въртящ момент и съкращаване на експлоатационния живот на двигателя.

Асинхронните двигатели особено се справят в ситуациите със свръхнапрежение. Тежките случаи на свръхнапрежение обаче могат да причинят късо съединение между фазите или между фазите и корпуса.

Днес лагерите са компонентите на двигателя, които в най-голяма степен са изложени на износване. Причината за това е, че изолационната система вече не е подложена на високи температури, тъй като с годините ефективността на индустриалните мотори се подобрява. Най-разпространените проблеми вече не с късите съединения, а шумът от лагерите и увреждането им. Това придава критично значение на подмяната и обслужването на лагерите в рамките на дейностите по превантивна поддръжка.

На пазара се предлагат т. нар. “смазани за цял живот лагери”, които “не се нуждаят от поддръжка”. Тези понятия обаче са подвеждащи и не означават, че лагерите изобщо не трябва да бъдат обслужвани. Те трябва да бъдат подменени в определен момент – кога, зависи от експлоатационния живот или на лагера, или на използваната за смазване грес. Сервизният живот на лагерите варира между 16 000 и 40 00 часа или повече, а експлоатационният срок на греста нормално е поне 40 000 часа при нормални работни условия. Възможно е да се изчисли експлоатационният живот на лагерите на база умората на материалите и данните за натоварването и скоростта на двигателя. За да се направят тези изчисления, е много важно лагерите да са монтирани и смазани правилно. Изчисленията обаче не отчитат ефекта на тежките експлоатационни условия.

Лагерите в стандартните индустриални електродвигатели винаги са смазани с грес или еднократно, или могат да бъдат смазвани повторно на определени времеви интервали. В действителност много малка част от лагерите достигат оптималния си експлоатационен срок. Обяснението за това е свързано с поддръжката. Основните причини за преждевременна повреда на лагерите са неправилен монтаж, замърсяване, неподходяща поддръжка, липса или използване на неподходяща смазка (прекалено стара, в грешно количество, наличие на замърсители и др.).
Двигателите също така трябва да се почистват от прах, масла и др. с помощта на мека четка или памучен плат. За отстраняването на неабразивни прахови частици от капака на вентилатора и натрупани замърсявания по вентилатора и охлаждащите ребра може да се използва струя от сгъстен въздух.

Ремонт или подмяна?

Винаги при отказ на двигател следва да се преразгледа приложението му. Често с времето процесите се изменят, което може да доведе до промяна на натоварванията и циклите на експлоатация на мотора. При възникване на неизправност трябва да се помисли за наличието на такива промени и как те може да са се отразили на приложимостта на двигателя. Ако нищо не се е променило, тази оценка ще се извърши много бързо. В други случаи обаче тя може да отнеме повече време. В случай че се прецени, че моторът е подходящ за приложението, процесът на вземане на решение може да продължи. Двигателите с нестандартни компоненти по-често се ремонтират, отколкото широко предлаганите на пазара модели. Ако е наличен подходящ заместител, определящите фактори за вземане на решение при избора между ремонт и поддръжка обикновено са време и разходи.

В повечето случаи ремонтът може да се окаже по-бързата и по-изгодна опция в сравнение с подмяната. Ако повредата е много сериозна обаче, преимуществата на ремонта намаляват. Често повредата на стар двигател може да се окаже отлична възможност за редуциране на оперативните разходи чрез закупуване на мотор с по-висока ефективност. Но качеството също е важен фактор и по-добрата ефективност не гарантира по-висока надеждност.

В зависимост от значимостта на приложението често е целесъобразно да се анализират причините за възникналите неизправности. Цените на ремонта или подмяната на индустриален двигател може да са високи, но разходите заради производствени прекъсвания може да са няколко порядъка по-големи. Определянето на причините за повреда и предприемането на съответните превантивни мерки правят процеса по-стабилен.
Понякога ремонтът може да бъде специализиран за натоварванията, на които е подложена конкретна инсталация, което би увеличило нивото на надеждност. Пример за това е модифицирането на изолационната система в инсталация, характеризираща се с преходни процеси.