ส่วนประกอบใดของมอเตอร์ DC ที่ต้องใส่ใจเป็นพิเศษในการสึกหรอและการบำรุงรักษาในสถานการณ์เริ่ม-หยุดบ่อยครั้ง

ในสถานการณ์ที่ต้องเริ่ม-หยุดบ่อยครั้ง (เช่น ลิฟต์ เครื่องมือกล CNC สายการผลิตอัตโนมัติ) มอเตอร์กระแสตรงจะเกิดการเปลี่ยนตำแหน่งซ้ำๆ จาก 0 ไปเป็นความเร็วที่กำหนด และในทางกลับกัน ซึ่งทำให้ส่วนประกอบบางชิ้นต้องรับแรงกระแทกและสูญเสียพลังงานอย่างต่อเนื่อง จึงต้องให้ความสนใจกับส่วนประกอบหลักสี่ส่วน ได้แก่ แปรงและคอมมิวเตเตอร์ ขดลวดอาร์เมเจอร์ ตลับลูกปืน และเบรกแม่เหล็กไฟฟ้ากลไกการสึกหรอและมาตรการบำรุงรักษาเฉพาะจุดมีรายละเอียดดังต่อไปนี้:

1. แปรงถ่านและคอมมิวเตเตอร์: โซนที่มีแรงกระแทกสูงสำหรับแรงเสียดทานและการเกิดประกายไฟในระหว่างการสตาร์ท/หยุด

การสตาร์ทและหยุดบ่อยครั้งจะเร่งการสึกหรอของแปรงถ่านและคอมมิวเตเตอร์ ซึ่งเกิดจากปัจจัยสำคัญสองประการ ประการแรก กระแสอาร์เมเจอร์ผันผวนอย่างมากในระหว่างการสตาร์ท/หยุด (กระแสสตาร์ทอาจสูงถึง 5-8 เท่าของกระแสพิกัด) และความเร็วของคอมมิวเตเตอร์จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างรวดเร็วจาก 0 ทำให้เกิด "แรงกระแทกจากแรงเสียดทานแบบเลื่อน" และ "ประกายไฟจากการสับเปลี่ยนที่รุนแรงขึ้น" ที่ส่วนต่อประสานสัมผัส ในอีกแง่หนึ่ง แรงกระแทกจากแรงเสียดทานจะเร่งการสึกหรอของแปรงถ่าน ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว แปรงถ่านจะมีอายุการใช้งาน 2,000-3,000 ชั่วโมง แต่อายุการใช้งานจะลดลงเหลือ 800-1,200 ชั่วโมงในสถานการณ์สตาร์ท-หยุดบ่อยครั้ง หากไม่เปลี่ยนแปรงถ่านเมื่อสึกหรอเหลือ 1/3 ของความยาวเดิม พื้นที่สัมผัสจะลดลง ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และการเกิดประกายไฟจะรุนแรงขึ้น ในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงฉับพลันในแรงเคลื่อนไฟฟ้าของการสับเปลี่ยนระหว่างการสตาร์ท/หยุด ก่อให้เกิดประกายไฟที่รุนแรงได้ง่าย ซึ่งเผาไหม้พื้นผิวของคอมมิวเตเตอร์ ทำให้เกิดหลุมหรือชั้นออกไซด์ และเพิ่มความต้านทานการสัมผัส ก่อให้เกิดวงจรอุบาทว์ของ "การสึกหรอ → การเกิดประกายไฟ → การสึกหรอรุนแรงมากขึ้น"

การบำรุงรักษาจะเน้นที่ 3 ขั้นตอนหลัก:

ตรวจสอบการสึกหรอของแปรงถ่านเป็นประจำทุก 200-300 ชั่วโมงการทำงาน เปลี่ยนแปรงถ่านด้วยรุ่นที่เหมาะสม (เช่น แปรงถ่านคอมโพสิตผงโลหะ-กราไฟต์ เป็นที่นิยมใช้ในกรณีที่สตาร์ท-หยุดบ่อยครั้ง เนื่องจากแปรงถ่านคอมโพสิตชนิดนี้มีความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าแปรงถ่านกราไฟต์แท้ถึง 30%) และตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันแปรงถ่านคงที่ที่ 15-25 กิโลปาสคาล (แรงดันที่ไม่เพียงพอจะทำให้เกิดประกายไฟ แรงดันที่มากเกินไปจะเร่งการสึกหรอ)
ขัดพื้นผิวคอมมิวเตเตอร์ด้วยกระดาษทรายละเอียดเบอร์ 400 ทุก ๆ 500 ชั่วโมง เพื่อขจัดชั้นออกไซด์และหลุม โดยให้แน่ใจว่าความหยาบผิว (Ra) ≤ 0.8 ไมโครเมตร ทำความสะอาดพื้นผิวด้วยแอลกอฮอล์หลังขัดเงา
ทาจารบีนำไฟฟ้าบางๆ (เช่น จารบีที่ทำจากกราไฟต์) ลงบนพื้นผิวของคอมมิวเตเตอร์เพื่อลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานในระหว่างการสตาร์ท/หยุด และลดการเกิดประกายไฟให้เหลือน้อยที่สุด

2. ขดลวดอาร์เมเจอร์: ความเสี่ยงของการเสื่อมสภาพของฉนวนและการสูญเสียทองแดงภายใต้แรงกระแทกของกระแสไฟแบบสตาร์ท-สต็อป

ในระหว่างการสตาร์ทและหยุด ขดลวดอาร์เมเจอร์จะเผชิญกับความเสี่ยงต่อการสึกหรอสองประการ:

กระแสเริ่มต้นที่สูงทำให้เกิดการสูญเสียทองแดงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (Pcu = I²R) ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ที่มีกระแสไฟฟ้าพิกัด 50 แอมแปร์ อาจมีกระแสไฟฟ้าเริ่มต้น 300 แอมแปร์ ซึ่งทำให้การสูญเสียทองแดงเพิ่มขึ้นถึง 36 เท่าของระดับการทำงานพิกัด ส่งผลให้อุณหภูมิในขดลวดเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน ส่งผลให้ฉนวนเสื่อมสภาพเร็วขึ้น (เช่น อายุการใช้งานของฉนวนคลาส B ลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูงกว่า 130°C)
ขณะที่โรเตอร์หมุน ขดลวดอาร์เมเจอร์จะรับแรงกระแทกจากแม่เหล็กไฟฟ้าซ้ำๆ กัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ปลายลวดพันที่ยึดแน่น การสั่นสะเทือนจะสร้างความเสียหายให้กับชั้นฉนวนได้ง่าย ส่งผลให้เกิดการลัดวงจรระหว่างรอบ

ศูนย์การบำรุงรักษาอยู่ที่ “การควบคุมกระแสไฟฟ้า” และ “การทดสอบฉนวน”

ติดตั้งซอฟต์สตาร์ทเตอร์ในวงจรอาร์เมเจอร์ การเพิ่มแรงดันอาร์เมเจอร์ทีละน้อยจะช่วยจำกัดกระแสสตาร์ทให้เหลือ 1.5–2 เท่าของค่าที่กำหนด (เช่น 75–100 แอมแปร์ สำหรับมอเตอร์ 50 แอมแปร์) เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากกระแสไฟฟ้าสูง
ทดสอบความต้านทานฉนวนของขดลวดอาร์เมเจอร์ด้วยเมกะโอห์มมิเตอร์ทุก 3 เดือน โดยให้แน่ใจว่าค่าความต้านทานฉนวนยังคงอยู่ที่ ≥ 0.5 เมกะโอห์ม (สำหรับมอเตอร์ 380 โวลต์) หากความต้านทานฉนวนลดลง ให้ถอดมอเตอร์ออกและเป่าขดลวดให้แห้งด้วยปืนเป่าลมร้อน (อุณหภูมิ ≤ 80°C) หรือทาสีฉนวนใหม่ (เช่น สีฉนวนที่ผสมอีพอกซี)
ตรวจสอบเทปพันสายไฟที่ปลายขดลวดอาร์เมเจอร์ เปลี่ยนเทปที่หลวมหรือขาดด้วยเทปที่ทนอุณหภูมิสูง (เช่น เทปผ้าไฟเบอร์กลาส) เพื่อป้องกันการสึกหรอจากการสั่นสะเทือน

3. ตลับลูกปืน: ความเสี่ยงแอบแฝงของแรงรัศมีและความล้มเหลวของการหล่อลื่นในระหว่างการสตาร์ท/หยุด

การสตาร์ทและหยุดบ่อยครั้งทำให้การหล่อลื่นไม่เสถียรและสมดุลแรงของตลับลูกปืนเสียหาย:

เมื่อสตาร์ท โรเตอร์จะเร่งความเร็วจากหยุดนิ่งอย่างกะทันหัน ทำให้เกิด “แรงเสียดทานแบบเลื่อน” (แทนที่จะเป็นแรงเสียดทานแบบกลิ้งตามปกติ) ระหว่างแหวนด้านในของตลับลูกปืนและลูกปืน แรงเสียดทานนี้จะทำให้ฟิล์มจาระบีแตกออก ส่งผลให้ลูกปืนและรางวิ่งสึกหรอเร็วขึ้น
ในระหว่างการสตาร์ท/หยุด เพลามอเตอร์มีแนวโน้มที่จะเกิดการวิ่งออกนอกแนวรัศมีเนื่องจากความผันผวนของโหลด ทำให้ตลับลูกปืนต้องรับแรงในแนวรัศมีเพิ่มขึ้น เมื่อเวลาผ่านไป ระยะห่างของตลับลูกปืนจะเพิ่มขึ้น (ตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึกปกติจะมีระยะห่าง ≤ 0.1 มม. ซึ่งอาจเกิน 0.2 มม. หลังจากสตาร์ท/หยุดบ่อยครั้ง) ส่งผลให้เกิดเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนที่ผิดปกติ

การบำรุงรักษาเน้น “การจัดการการหล่อลื่น” และ “การทดสอบระยะห่าง”

ลดระยะเวลาการเปลี่ยนจาระบีลง จาก 6 เดือน (สำหรับการใช้งานปกติ) เหลือ 3 เดือนสำหรับสถานการณ์ที่ต้องสตาร์ท-หยุดบ่อยๆ ใช้จาระบีทนแรงเฉือนที่อุณหภูมิสูง (เช่น จาระบีคอมโพสิตเกรด 2 ที่ทำจากลิเธียม เหมาะสำหรับอุณหภูมิ -20°C ถึง 150°C) และเติมจาระบีลงไป 1/2–2/3 ของพื้นที่ภายในตลับลูกปืน (การใช้จาระบีมากเกินไปจะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป การใช้จาระบีไม่เพียงพอจะทำให้เกิดแรงเสียดทานแห้ง)
ตรวจสอบเสียงลูกปืนด้วยหูฟังตรวจฟังทุก 200 ชั่วโมง หากเกิดเสียง "ฮัม" หรือ "คลิก" ให้ปิดมอเตอร์ทันที วัดระยะห่างลูกปืนด้วยฟิลเลอร์เกจ และเปลี่ยนลูกปืนหากระยะห่างเกิน 0.15 มม.
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่าเบี่ยงเบนร่วมแกนระหว่างเพลามอเตอร์และข้อต่ออยู่ที่ ≤ 0.1 มม. ในระหว่างการติดตั้งเพื่อลดแรงกระแทกในแนวรัศมีในระหว่างการเริ่มต้น/หยุด

4. เบรกแม่เหล็กไฟฟ้า: การสึกหรอของผ้าเบรกและคอยล์เบรกภายใต้การเบรกบ่อยครั้ง

มอเตอร์กระแสตรงบางชนิด (เช่น มอเตอร์ลากลิฟต์ มอเตอร์รอก) มีเบรกแม่เหล็กไฟฟ้าติดตั้งอยู่ การสตาร์ทและหยุดบ่อยครั้งทำให้เบรกต้อง "เข้าและออก" ซ้ำๆ กัน ทำให้เกิดการสึกหรอสองประเภท:

การสึกหรอของผ้าเบรก: แต่ละรอบการเบรกจะมีแรงเสียดทานระหว่างผ้าเบรกและดรัมเบรก การเบรกบ่อยครั้งจะทำให้ความหนาของผ้าเบรกลดลงอย่างรวดเร็ว (ความหนาของผ้าเบรกปกติอยู่ที่ 5 มม. การสึกหรออาจเพิ่มขึ้นถึง 0.5-1 มม. ต่อเดือนในสถานการณ์ที่ต้องเบรกและเบรกบ่อยครั้ง) เมื่อความหนาลดลงต่ำกว่า 2 มม. ประสิทธิภาพการเบรกจะลดลงอย่างมาก
การสึกหรอของคอยล์: การให้พลังงานแก่คอยล์เบรกบ่อยครั้งจะเพิ่มการสูญเสียทองแดง นอกจากนี้ แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระทบระหว่างการทำงานยังสร้างความเสียหายให้กับชั้นฉนวนของคอยล์ได้ง่าย ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร

เป้าหมายการบำรุงรักษา “ผ้าเบรก” และ “คอยล์เบรก”:

ตรวจสอบความหนาของผ้าเบรกทุกสัปดาห์ เปลี่ยนผ้าเบรกเมื่อความหนาต่ำกว่า 2 มม. โดยให้แน่ใจว่าผ้าเบรกและดรัมเบรกมีพื้นที่สัมผัสกัน ≥ 90% เพื่อหลีกเลี่ยงแรงเบรกที่ไม่สม่ำเสมอ
วัดค่าความต้านทานของคอยล์เบรกทุกเดือน หากค่าเบี่ยงเบนจากค่าที่กำหนดเกิน 5% ให้ถอดคอยล์ออกเพื่อตรวจสอบการลัดวงจรระหว่างรอบ หากตรวจพบการลัดวงจร ให้กรอกลับขดลวดหรือเปลี่ยนชุดเบรกทั้งหมด
ทาเคลือบบางๆ ด้วยสารเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิสูง (เช่น สารเคลือบที่เป็นเซรามิก) ลงบนพื้นผิวดรัมเบรกเพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของผ้าเบรกและดรัมเบรก ทำให้ผ้าเบรกมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

โดยสรุป สำหรับมอเตอร์กระแสตรงที่ต้องสตาร์ท-หยุดบ่อยครั้ง “การตรวจสอบความถี่สูง + การบำรุงรักษาเฉพาะจุด” ของแปรงถ่าน/คอมมิวเตเตอร์ ขดลวดอาร์เมเจอร์ ตลับลูกปืน และเบรกแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถลดอัตราความล้มเหลวของส่วนประกอบได้มากกว่า 60% วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เสถียรในระยะยาว และหลีกเลี่ยงการหยุดการผลิตหรืออุบัติเหตุด้านความปลอดภัยที่เกิดจากความเสียหายของส่วนประกอบ

เรื่องก่อนหน้า

จะวัดความต้านทานอาร์เมเจอร์ของมอเตอร์ DC ได้อย่างแม่นยำเมื่อทำการทดสอบได้อย่างไร

เรื่องถัดไป

โหมดการกระตุ้นทั่วไปของมอเตอร์ DC มีอะไรบ้าง และคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของมอเตอร์ภายใต้โหมดการกระตุ้นที่แตกต่างกันคืออะไร