สาเหตุของการสั่นสะเทือนผิดปกติของมอเตอร์ AC ระหว่างการทำงานคืออะไร? จะดำเนินการตรวจสอบและแก้ไขปัญหาอย่างตรงจุดได้อย่างไร?

การสั่นสะเทือนที่ผิดปกติในมอเตอร์ AC ระหว่างการทำงานไม่เพียงแต่ก่อให้เกิดเสียงดังเท่านั้น แต่ยังเร่งการสึกหรอของตลับลูกปืน ทำให้ฉนวนของขดลวดเสียหาย และอาจนำไปสู่ความล้มเหลวในการปิดระบบของอุปกรณ์ สาเหตุจำเป็นต้องได้รับการวิเคราะห์จากหลายมิติ เช่น โครงสร้างทางกล คุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้า การติดตั้งและการบำรุงรักษา และต้องดำเนินการตรวจสอบและแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าควบคู่ไปกับสถานการณ์เฉพาะ

1. ความไม่สมดุลของโครงสร้างเชิงกล: สาเหตุพื้นฐานที่สุดและความถี่สูง

ความล้มเหลวในการสมดุลไดนามิกของโรเตอร์

โรเตอร์เป็นส่วนประกอบหลักของมอเตอร์ที่หมุนด้วยความเร็วสูง หากวัสดุโลหะมีการกระจายตัวไม่สม่ำเสมอในระหว่างการผลิต ใบพัดลมผิดรูป หรือบล็อกถ่วงน้ำหนักหลุดออกหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน หรือแกนโรเตอร์สึกหรอ หรือขดลวดยึดหลวมระหว่างการบำรุงรักษา จุดศูนย์ถ่วงของโรเตอร์จะเบี่ยงออกจากแกนหมุน ทำให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเป็นระยะและทำให้เกิดการสั่นสะเทือน

วิธีการตรวจสอบ:หลังจากตัดแหล่งจ่ายไฟแล้ว ให้หมุนโรเตอร์ด้วยมือเพื่อตรวจสอบการติดขัดหรือน้ำหนักที่ไม่เท่ากัน หากการสั่นสะเทือนของมอเตอร์รุนแรงขึ้นเมื่อความเร็วรอบเพิ่มขึ้นขณะอยู่ภายใต้ภาระ (เช่น การสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อความเร็วเกิน 1,500 รอบ/นาที) มีแนวโน้มสูงที่จะเกิดปัญหาสมดุลไดนามิก

การวัดความละเอียด: ถอดโรเตอร์ออกและส่งไปยังสถาบันผู้เชี่ยวชาญเพื่อทดสอบสมดุลแบบไดนามิก แก้ไขความไม่สมดุลโดยการเพิ่มบล็อกถ่วงน้ำหนักหรือเจียรชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเกิน หากขดลวดโรเตอร์หลวม ให้พันกลับด้วยเทปผ้าใยสังเคราะห์และทาสีฉนวนเพื่อให้แห้ง

การสึกหรอของตลับลูกปืนหรือการหล่อลื่นล้มเหลว

ตลับลูกปืนเป็นส่วนประกอบสำคัญที่เชื่อมต่อโรเตอร์และสเตเตอร์ เมื่อลูกปืน/รางวิ่งของตลับลูกปืนสึกหรอ กรงตลับลูกปืนแตก หรือจาระบีแห้งหรือปนเปื้อนสิ่งสกปรก โรเตอร์จะเกิดการเคลื่อนที่ในแนวรัศมีหรือแนวแกน ส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบ “ดังกึก” ซึ่งมักมาพร้อมกับความร้อนของตลับลูกปืน (อุณหภูมิสูงกว่า 70°C)

วิธีการตรวจสอบ:ใช้หูฟังฟังเสียงฝาครอบปลายลูกปืนอย่างใกล้ชิด หากได้ยินเสียง “เสียงเสียดสี” หรือ “เสียงกระทบ” ผิดปกติ แทนที่จะได้ยินเสียง “เสียงฮัม” สม่ำเสมอระหว่างการทำงานปกติ ก็สามารถระบุได้ว่าลูกปืนมีปัญหา ขณะเดียวกัน ให้ตรวจสอบรอยจารบีรั่วที่ฝาครอบปลายลูกปืน

การวัดความละเอียด:หลังจากปิดมอเตอร์แล้ว ให้ถอดฝาครอบปลายตลับลูกปืนออก และเปลี่ยนตลับลูกปืนด้วยตลับลูกปืนความแม่นยำสูงรุ่นเดียวกัน (เช่น ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึกซีรีส์ 6205) เติมจาระบีทนความร้อนสูงที่เหมาะสม (เช่น จาระบีลิเธียม) ในปริมาณ 1/2 ถึง 2/3 ของพื้นที่ภายในตลับลูกปืน เพื่อป้องกันการเติมจาระบีมากเกินไปหรือน้อยเกินไป

2. ลักษณะทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผิดปกติ: เกี่ยวข้องโดยตรงกับพารามิเตอร์ไฟฟ้าของมอเตอร์

การลัดวงจรระหว่างขดลวดสเตเตอร์หรือความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าสามเฟส

หากขดลวดสเตเตอร์เกิดการลัดวงจรระหว่างรอบเนื่องจากฉนวนเสื่อมสภาพ ความชื้น หรือวัตถุแปลกปลอมกระแทก การกระจายตัวของสนามแม่เหล็กสามเฟสจะไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิด “แรงดึงแม่เหล็กข้างเดียว” ซึ่งทำให้โรเตอร์เบี่ยงไปด้านใดด้านหนึ่งและทำให้เกิดการสั่นสะเทือน นอกจากนี้ แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟสามเฟสที่ไม่สมดุล (โดยมีความแตกต่างมากกว่า 5%) หรือการเชื่อมต่อขดลวดที่ไม่ถูกต้อง (เช่น การเชื่อมต่อแบบสตาร์ที่เชื่อมต่อผิดพลาดเป็นการเชื่อมต่อแบบเดลต้า) อาจนำไปสู่ความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าสามเฟสและทำให้ความผิดปกติของสนามแม่เหล็กรุนแรงขึ้น

วิธีการตรวจสอบ:ใช้มัลติมิเตอร์วัดค่าความต้านทานกระแสตรงของขดลวดสเตเตอร์สามเฟส หากค่าความต้านทานของเฟสหนึ่งต่ำกว่าค่าความต้านทานของอีกสองเฟสมากกว่า 10% อาจเกิดการลัดวงจรระหว่างรอบ ให้ใช้แคลมป์แอมมิเตอร์วัดกระแสสามเฟสระหว่างการทำงาน หากค่าความแตกต่างเกิน 10% ให้ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟหรือสายไฟ

การวัดความละเอียดหากพบจุดลัดวงจร (เช่น ขดลวดดำหรือไหม้) ให้เปลี่ยนขดลวดบางส่วนและทาสีใหม่เพื่อให้แห้ง หากความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าสามเฟสเกิดจากแหล่งจ่ายไฟฟ้า ให้ประสานงานกับฝ่ายไฟฟ้าเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้า หรือติดตั้งเครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าสามเฟสที่ปลายด้านอินพุตของมอเตอร์

ช่องว่างอากาศไม่เท่ากัน: ความเบี่ยงเบนในช่องว่างระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์

หากช่องว่างอากาศ (ปกติ 0.2-1.5 มม.) ระหว่างวงในของสเตเตอร์มอเตอร์และวงนอกของโรเตอร์ไม่เท่ากันเนื่องจากการเสียรูปของเฟรมหรือการจัดวางฝาครอบปลายที่ไม่ถูกต้อง ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กเฉพาะจุดจะสูงเกินไป ส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นระยะ ความถี่การสั่นสะเทือนสัมพันธ์กับความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ (เช่น ภายใต้แหล่งจ่ายไฟ 50 เฮิรตซ์ ความถี่การสั่นสะเทือนจะอยู่ที่ประมาณ 100 เฮิรตซ์)

วิธีการตรวจสอบ:หลังจากดับมอเตอร์แล้ว ให้ใช้ฟิลเลอร์เกจวัดช่องว่างอากาศที่จุดแบ่งเท่าๆ กัน 4 จุดบนเส้นรอบวงโรเตอร์ หากช่องว่างอากาศสูงสุดและต่ำสุดต่างกันเกิน 0.2 มม. แสดงว่าช่องว่างอากาศไม่เท่ากัน ขณะเดียวกัน ให้ตรวจสอบว่าโครงเครื่องเสียรูปหรือสลักเกลียวฝาครอบปลายหลวมหรือไม่

การวัดความละเอียด:คลายน็อตยึดฝาครอบปลายออก แล้วเคาะฝาครอบปลายเบาๆ ด้วยค้อนทองแดงเพื่อปรับตำแหน่งจนกระทั่งช่องว่างอากาศเท่ากัน หากโครงเครื่องเสียรูป ให้แก้ไขด้วยเครื่องอัดหรือเปลี่ยนโครงเครื่องเพื่อให้แน่ใจว่าสเตเตอร์และโรเตอร์มีแกนร่วมกัน

3. ปัญหาการติดตั้งและการจับคู่โหลด: อิทธิพลทางอ้อมจากปัจจัยภายนอก

ความเบี่ยงเบนของความร่วมแกนระหว่างมอเตอร์และอุปกรณ์โหลด

เมื่อมอเตอร์เชื่อมต่อกับโหลด เช่น ปั๊มและพัดลม ผ่านข้อต่อหรือรอก หากแกนของทั้งสองไม่อยู่ร่วมศูนย์กลาง (ความเบี่ยงเบนในแนวรัศมีเกิน 0.1 มม. หรือความเบี่ยงเบนเชิงมุมเกิน 0.5°) จะเกิดแรงดึงในแนวรัศมีเพิ่มขึ้นระหว่างการทำงาน ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ การสั่นสะเทือนจะรุนแรงขึ้นเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

วิธีการตรวจสอบ: ติดตั้งไดอัลอินดิเคเตอร์เข้ากับคัปปลิ้งมอเตอร์และหมุนคัปปลิ้งหนึ่งรอบ หากช่วงการแกว่งของเข็มชี้ไดอัลอินดิเคเตอร์เกิน 0.1 มม. แสดงว่าค่าโคแอกเซียลต่ำกว่ามาตรฐาน ในกรณีของการส่งกำลังด้วยสายพาน การเบี่ยงเบนหรือการลื่นไถลของสายพานที่เห็นได้ชัดอาจเกิดจากความเบี่ยงเบนของแกนได้เช่นกัน

การวัดความละเอียด:ปรับตำแหน่งการติดตั้งอุปกรณ์โหลดและแก้ไขความร่วมแกนระหว่างมอเตอร์และโหลดโดยการเพิ่มหรือถอดปะเก็น สำหรับการส่งกำลังสายพาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าร่องของรอกทั้งสองอยู่ในแนวเดียวกันและความตึงของสายพานเหมาะสม (การโก่งตัวควรอยู่ที่ 10-15 มม. เมื่อกดสายพาน)

การติดตั้งฐานรากที่ไม่มั่นคงหรือการสั่นพ้อง

หากติดตั้งมอเตอร์บนฐานรากคอนกรีตที่หลวม หรือฐานรากมีความแข็งแรงไม่เพียงพอ (เช่น ฐานรากที่ทำด้วยแผ่นเหล็กบาง) แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนจะขยายใหญ่ขึ้น นอกจากนี้ หากความถี่การทำงานของมอเตอร์ใกล้เคียงกับความถี่ธรรมชาติของฐานรากและภาระ (ความถี่เรโซแนนซ์) จะเกิด “ปรากฏการณ์เรโซแนนซ์” ขึ้น ส่งผลให้การสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

วิธีการตรวจสอบ: สังเกตว่าฐานรากสั่นอย่างเห็นได้ชัดหรือไม่เมื่อมอเตอร์ทำงาน หรือใช้เครื่องตรวจจับการสั่นสะเทือนเพื่อวัดความถี่การสั่นสะเทือน หากความถี่ใกล้เคียงกับความเร็วรอบที่กำหนดของมอเตอร์ (เช่น 1500 รอบ/นาที เทียบเท่ากับ 25 เฮิรตซ์) แสดงว่าอาจมีการสั่นพ้องเกิดขึ้น

การวัดความละเอียด:เสริมความแข็งแรงให้กับฐานราก (เช่น เพิ่มความหนาของคอนกรีต ติดตั้งแผ่นรองรับแรงกระแทก) หากพบการสั่นพ้อง ให้ปรับความเร็วมอเตอร์ (เช่น เปลี่ยนตัวแปลงความถี่เพื่อเปลี่ยนความถี่) หรือติดตั้งบล็อกหน่วงบนฐานรากเพื่อหลีกเลี่ยงช่วงความถี่การสั่นพ้อง

โดยสรุป การตรวจสอบการสั่นสะเทือนที่ผิดปกติในมอเตอร์ AC ควรปฏิบัติตามหลักการ “กลไกก่อน แล้วจึงแม่เหล็กไฟฟ้า ภายนอกก่อน แล้วจึงค่อยภายใน” การวินิจฉัยด้วยประสาทสัมผัส (การฟัง การมอง การสัมผัส) ร่วมกับการทดสอบด้วยเครื่องมือ จะช่วยให้สามารถระบุสาเหตุได้อย่างแม่นยำ หลังจากแก้ไขปัญหาได้แล้ว ควรทดสอบแบบไม่มีโหลดเป็นเวลา 30 นาที เพื่อยืนยันว่าค่าการสั่นสะเทือนต่ำกว่ามาตรฐานแห่งชาติ (เช่น ขีดจำกัดความเร็วการสั่นสะเทือนที่กำหนดไว้ใน GB 10068-2020) ก่อนที่จะกลับมาใช้งานแบบโหลดอีกครั้ง เพื่อป้องกันความล้มเหลวซ้ำ

เรื่องก่อนหน้า

เหตุใดมอเตอร์ AC จึงสามารถหมุนได้อย่างต่อเนื่อง?

เรื่องถัดไป

เหตุใดขอบเขตการใช้งานของมอเตอร์ AC จึงกว้างกว่ามอเตอร์ DC มากในด้านการผลิตทางอุตสาหกรรม?