बार-बार शुरू-बंद होने वाले परिदृश्यों (जैसे, लिफ्ट, सीएनसी मशीन टूल्स, स्वचालित उत्पादन लाइनें) में, डीसी मोटरें 0 से रेटेड गति और इसके विपरीत बार-बार बदलती रहती हैं। इससे विशिष्ट घटकों पर लगातार प्रभाव पड़ता है और ऊर्जा की हानि होती है, जिसके लिए चार मुख्य घटकों पर ध्यान केंद्रित करना आवश्यक है: ब्रश और कम्यूटेटर, आर्मेचर वाइंडिंग, बेयरिंग और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ब्रेकउनके पहनने के तंत्र और लक्षित रखरखाव उपायों का विवरण नीचे दिया गया है:
1. ब्रश और कम्यूटेटर: स्टार्ट/स्टॉप के दौरान घर्षण और स्पार्किंग के लिए उच्च प्रभाव वाले क्षेत्र
बार-बार शुरू और बंद होने से ब्रश और कम्यूटेटर पर पहनने में तेजी आती है, जो दो प्रमुख कारकों से प्रेरित है: पहला, आर्मेचर करंट शुरू/बंद होने के दौरान काफी उतार-चढ़ाव करता है (शुरुआती करंट रेटेड करंट से 5-8 गुना तक पहुंच सकता है), और कम्यूटेटर की गति तेजी से 0 से ऊपर या नीचे हो जाती है, जिससे संपर्क इंटरफेस पर "स्लाइडिंग घर्षण प्रभाव" और "तीव्र कम्यूटेशन स्पार्किंग" होता है। एक ओर, घर्षण प्रभाव ब्रश के पहनने को तेज करता है - सामान्य निरंतर संचालन के तहत, ब्रश आमतौर पर 2,000-3,000 घंटे तक चलते हैं, लेकिन लगातार स्टार्ट-स्टॉप परिदृश्यों में यह जीवनकाल 800-1,200 घंटे तक कम हो जाता है। दूसरी ओर, स्टार्ट/स्टॉप के दौरान कम्यूटेशन इलेक्ट्रोमोटिव बल में अचानक परिवर्तन से आसानी से मजबूत चिंगारियां उत्पन्न होती हैं, जो कम्यूटेटर सतह को जला देती हैं, गड्ढे या ऑक्साइड परतें बनाती हैं और संपर्क प्रतिरोध को बढ़ाती हैं - जिससे "पहनना → स्पार्किंग → अधिक गंभीर पहनना" का एक दुष्चक्र बनता है।
रखरखाव तीन प्रमुख चरणों पर केंद्रित है:
- हर 200-300 संचालन घंटों में ब्रश के घिसाव का नियमित निरीक्षण करें। ब्रश को उपयुक्त मॉडल से बदलें (उदाहरण के लिए, बार-बार स्टार्ट-स्टॉप की स्थिति में ग्रेफाइट-मेटल पाउडर कंपोजिट ब्रश बेहतर होते हैं, क्योंकि ये शुद्ध ग्रेफाइट ब्रश की तुलना में 30% अधिक घिसाव प्रतिरोध प्रदान करते हैं) और सुनिश्चित करें कि ब्रश का दबाव 15-25 kPa पर स्थिर रहे (अपर्याप्त दबाव से चिंगारी निकलती है; अत्यधिक दबाव से घिसाव तेज़ हो जाता है)।
- ऑक्साइड परतों और गड्ढों को हटाने के लिए हर 500 घंटे में कम्यूटेटर की सतह को 400-ग्रिट वाले महीन सैंडपेपर से पॉलिश करें, जिससे सतह की खुरदरापन (Ra) ≤ 0.8 μm सुनिश्चित हो। पॉलिश करने के बाद सतह को अल्कोहल से साफ़ करें।
- स्टार्ट/स्टॉप के दौरान घर्षण गुणांक को कम करने और स्पार्किंग को न्यूनतम करने के लिए कम्यूटेटर सतह पर सुचालक ग्रीस (जैसे, ग्रेफाइट-आधारित ग्रीस) की एक पतली परत लगाएं।
2. आर्मेचर वाइंडिंग: स्टार्ट-स्टॉप करंट प्रभाव के तहत इन्सुलेशन क्षरण और तांबे की हानि का जोखिम
प्रारंभ और बंद होने के दौरान, आर्मेचर वाइंडिंग को दोहरे घिसाव का खतरा रहता है:
- उच्च प्रारंभिक धारा ताम्र हानि (Pcu = I²R) में वृद्धि का कारण बनती है। उदाहरण के लिए, 50 A रेटेड धारा वाली मोटर की प्रारंभिक धारा 300 A हो सकती है, जिससे ताम्र हानि रेटेड संचालन स्तर से 36 गुना बढ़ जाती है। इससे वाइंडिंग में अचानक तापमान बढ़ जाता है, जिससे इन्सुलेशन की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया तेज़ हो जाती है (उदाहरण के लिए, 130°C से अधिक तापमान के संपर्क में आने पर क्लास B इन्सुलेशन का जीवनकाल आधा हो जाता है)।
- रोटर के घूमने पर, आर्मेचर वाइंडिंग पर बार-बार विद्युत चुम्बकीय बल का प्रहार होता है। विशेष रूप से वाइंडिंग तारों के स्थिर सिरों पर, कंपन से इन्सुलेशन परत आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाती है, जिससे इंटर-टर्न शॉर्ट सर्किट हो जाता है।
रखरखाव “वर्तमान नियंत्रण” और “इन्सुलेशन परीक्षण” पर केंद्रित है:
- आर्मेचर सर्किट में एक सॉफ्ट स्टार्टर लगाएँ। आर्मेचर वोल्टेज को धीरे-धीरे बढ़ाकर, प्रारंभिक धारा को निर्धारित मान के 1.5-2 गुना तक सीमित किया जाता है (उदाहरण के लिए, 50 A मोटर के लिए 75-100 A), जिससे उच्च-धारा के प्रभाव से बचा जा सकता है।
- आर्मेचर वाइंडिंग के इन्सुलेशन प्रतिरोध का परीक्षण हर 3 महीने में मेगाहोमीटर से करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि यह ≥ 0.5 MΩ (380 V मोटरों के लिए) बना रहे। यदि इन्सुलेशन प्रतिरोध कम हो जाता है, तो मोटर को अलग करें और वाइंडिंग को हीट गन (तापमान ≤ 80°C) से सुखाएँ या इन्सुलेशन पेंट (जैसे, एपॉक्सी-संशोधित इन्सुलेशन पेंट) दोबारा लगाएँ।
- आर्मेचर वाइंडिंग के सिरों पर लगे बाइंडिंग टेप का निरीक्षण करें। कंपन से होने वाले घिसाव को रोकने के लिए ढीले या टूटे हुए टेप को उच्च तापमान प्रतिरोधी विकल्पों (जैसे, फाइबरग्लास क्लॉथ टेप) से बदलें।
3. बियरिंग्स: स्टार्ट/स्टॉप के दौरान रेडियल बल और स्नेहन विफलता के छिपे हुए जोखिम
बार-बार शुरू और बंद होने से बीयरिंगों का स्थिर स्नेहन और बल संतुलन बाधित होता है:
- स्टार्ट-अप पर, रोटर अचानक स्थिर अवस्था से त्वरित हो जाता है, जिससे बेयरिंग की आंतरिक रिंग और बॉल्स के बीच "स्लाइडिंग घर्षण" (सामान्य रोलिंग घर्षण के बजाय) उत्पन्न होता है। इससे ग्रीस फिल्म टूट जाती है, जिससे बॉल्स और रेसवेज़ पर घिसाव बढ़ जाता है।
- स्टार्ट/स्टॉप के दौरान, लोड में उतार-चढ़ाव के कारण मोटर शाफ्ट रेडियल रनआउट की ओर प्रवृत्त होता है, जिससे बियरिंग्स पर अतिरिक्त रेडियल बल पड़ता है। समय के साथ, इससे बियरिंग क्लीयरेंस बढ़ जाता है (सामान्य डीप-ग्रूव बॉल बेयरिंग का क्लीयरेंस ≤ 0.1 मिमी होता है, जो बार-बार स्टार्ट/स्टॉप के बाद 0.2 मिमी से अधिक हो सकता है), जिससे असामान्य शोर और कंपन होता है।
रखरखाव में "स्नेहन प्रबंधन" और "निकासी परीक्षण" पर जोर दिया जाता है:
- ग्रीस बदलने के अंतराल को कम करें—सामान्य संचालन के लिए 6 महीने से घटाकर बार-बार स्टार्ट-स्टॉप की स्थिति में 3 महीने कर दें। उच्च तापमान, कतरनी-प्रतिरोधी ग्रीस (जैसे, ग्रेड 2 मिश्रित लिथियम-आधारित ग्रीस, -20°C से 150°C तक उपयुक्त) का उपयोग करें और बियरिंग के आंतरिक स्थान का 1/2–2/3 भाग भरें (अत्यधिक ग्रीस से ओवरहीटिंग होती है; अपर्याप्त ग्रीस से शुष्क घर्षण होता है)।
- हर 200 घंटे में स्टेथोस्कोप से बेयरिंग के शोर की निगरानी करें। अगर "गुनगुनाहट" या "क्लिक" जैसी आवाज़ आए, तो मोटर तुरंत बंद कर दें। फीलर गेज से बेयरिंग क्लीयरेंस मापें और अगर क्लीयरेंस 0.15 मिमी से ज़्यादा हो, तो बेयरिंग बदल दें।
- स्टार्ट/स्टॉप के दौरान रेडियल बल प्रभाव को कम करने के लिए स्थापना के दौरान सुनिश्चित करें कि मोटर शाफ्ट और कपलिंग के बीच समाक्षीय विचलन ≤ 0.1 मिमी है।
4. विद्युतचुंबकीय ब्रेक: बार-बार ब्रेक लगाने पर ब्रेक पैड और कॉइल का घिसना
कुछ डीसी मोटर (जैसे, एलेवेटर ट्रैक्शन मोटर, होइस्ट मोटर) इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ब्रेक से लैस होते हैं। बार-बार स्टार्ट और स्टॉप करने पर ब्रेक को बार-बार "लगाना और अलग करना" पड़ता है, जिससे दो तरह की खराबी होती है:
- ब्रेक पैड का घिसाव: प्रत्येक ब्रेकिंग चक्र में पैड और ब्रेक ड्रम के बीच घर्षण होता है। बार-बार ब्रेक लगाने से पैड की मोटाई तेज़ी से कम होती है (सामान्य पैड की मोटाई 5 मिमी होती है; बार-बार स्टार्ट-स्टॉप स्थितियों में घिसाव प्रति माह 0.5-1 मिमी तक पहुँच सकता है)। जब मोटाई 2 मिमी से कम हो जाती है, तो ब्रेकिंग प्रदर्शन में उल्लेखनीय गिरावट आती है।
- कॉइल का घिसाव: ब्रेक कॉइल को बार-बार चालू करने से कॉपर की हानि बढ़ जाती है। इसके अतिरिक्त, एंगेजमेंट के दौरान विद्युत चुम्बकीय बल के प्रभाव से कॉइल की इंसुलेशन परत आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाती है, जिससे शॉर्ट सर्किट हो जाता है।
रखरखाव लक्ष्य "ब्रेक पैड" और "कॉइल्स":
- ब्रेक पैड की मोटाई की साप्ताहिक जाँच करें। जब मोटाई 2 मिमी से कम हो जाए, तो पैड बदल दें। ब्रेक लगाते समय असमान बल से बचने के लिए पैड और ब्रेक ड्रम के बीच संपर्क क्षेत्र ≥ 90% होना सुनिश्चित करें।
- ब्रेक कॉइल प्रतिरोध को मासिक रूप से मापें। यदि निर्धारित मान से विचलन 5% से अधिक हो, तो कॉइल को अलग करके इंटर-टर्न शॉर्ट सर्किट की जाँच करें। यदि शॉर्ट सर्किट का पता चले, तो कॉइल को रिवाइंड करें या पूरी ब्रेक असेंबली को बदल दें।
- पैड और ड्रम के पहनने के प्रतिरोध को बेहतर बनाने और पैड के जीवनकाल को बढ़ाने के लिए ब्रेक ड्रम की सतह पर उच्च तापमान पहनने के लिए प्रतिरोधी कोटिंग (जैसे, सिरेमिक-आधारित कोटिंग) की एक पतली परत लागू करें।
संक्षेप में, बार-बार स्टार्ट-स्टॉप होने वाली परिस्थितियों में डीसी मोटरों के लिए, ब्रश/कम्यूटर, आर्मेचर वाइंडिंग, बेयरिंग और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक ब्रेक का "उच्च-आवृत्ति निरीक्षण + लक्षित रखरखाव" घटकों की विफलता दर को 60% से भी अधिक कम कर सकता है। इससे दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित होता है और घटकों की क्षति के कारण होने वाली उत्पादन रुकावट या सुरक्षा दुर्घटनाओं से बचा जा सकता है।