1.なぜモーターは軸電流を生成するのですか?

軸電流は、大手モーターメーカーの間で常にホットな話題となっています。実際には、すべてのモーターに軸電流が存在し、そのほとんどはモーターの正常な動作を危険にさらすことはありません。大型モーターの巻線とハウジング間の分布容量は大きく、軸電流によってベアリングが焼損する可能性が高くなります。また、可変周波数モーターの電源モジュールのスイッチング周波数は高く、巻線とハウジング間の分布容量を通過する高周波パルス電流のインピーダンスは小さく、ピーク電流は大きくなります。ベアリングの可動体と軌道面も腐食や損傷を受けやすくなります。

通常、三相交流モータの三相対称巻線には三相対称電流が流れ、円形の回転磁界が発生します。このとき、モータ両端の磁界は対称であり、モータ軸に鎖交する交番磁界はなく、軸両端に電位差はなく、軸受に電流は流れません。以下の状況では、磁界の対称性が崩れ、モータ軸に鎖交する交番磁界が発生し、軸電流が誘導されることがあります。

軸電流の原因:

（１）非対称三相電流；

（２）電源電流の高調波

（３）製造不良、取り付け不良、ローターの偏心によるエアギャップの不均一性

（４）取り外し可能なステータコアの２つの半円の間には隙間がある。

（５）扇形ステータコア片の数が適切に選定されていない。

危険性: モーターのベアリング表面またはボールが腐食して微細孔が形成され、ベアリングの動作性能が低下し、摩擦損失と発熱が増加し、最終的にはベアリングが焼損します。

防止：

（１）脈動磁束および電源高調波の除去（インバータの出力側に交流リアクトルを設置するなど）。

（２）接地用ソフトカーボンブラシを設置し、接地用カーボンブラシが確実に接地され、シャフトに確実に接触してシャフト電位がゼロであることを保証する。

（３）モータを設計する際には、滑り軸受の軸受座とベースを絶縁し、転がり軸受の外輪と端カバーを絶縁します。

2. なぜゼネラルモーターズは高原地帯では使用できないのですか？

一般的に、モーターは自己冷却ファンを用いて放熱を行い、一定の周囲温度において自身の熱を奪い、熱バランスを保つようにしています。しかし、プラトー面の空気は薄く、同じ速度では奪える熱量が少なくなるため、モーターの温度が上昇しすぎてしまいます。また、温度が高すぎると絶縁寿命が指数関数的に低下し、寿命が短くなることにも注意が必要です。

理由1：沿面距離の問題。一般的に、高原地帯では気圧が低いため、モーターの絶縁距離を長くする必要があります。例えば、モーター端子などの露出部は常圧下では問題ありませんが、高原地帯では低圧のため火花が発生します。

原因2：放熱の問題。モーターは空気の流れによって熱を奪いますが、高原内の空気が薄いため、モーターの放熱効果は悪く、モーターの温度上昇が高くなり、寿命が短くなります。

理由3：潤滑油の問題。モーターには主に潤滑油とグリースの2種類があります。潤滑油は低圧下で蒸発し、グリースは低圧下で液体になるため、モーターの寿命に影響を与えます。

原因4：周囲温度の問題。一般的に、高原地帯では昼夜の気温差が大きく、モーターの使用範囲を超えてしまいます。高温とモーターの温度上昇はモーターの絶縁を損傷し、低温も絶縁の脆化を引き起こします。

標高は、モーターの温度上昇、モーターコロナ（高電圧モーター）、およびDCモーターの整流に悪影響を及ぼします。以下の3点に注意する必要があります。

（1）標高が高いほど、モータの温度上昇が大きくなり、出力は低下します。しかし、標高の上昇に伴い温度が下がるため、標高による温度上昇の影響を相殺し、モータの定格出力は一定に保たれます。

（２）高原地帯で高電圧モータを使用する場合には、コロナ対策を施す必要がある。

（３）標高はDCモーターの整流に不利なので、カーボンブラシの材質選択に注意してください。

3. モーターを軽負荷で動作させることが適さないのはなぜですか?

モーターの軽負荷状態とは、モーターは動作しているが、負荷が小さく、動作電流が定格電流に達しておらず、モーターの動作状態が安定していることを意味します。

モーターの負荷は、モーターが駆動する機械的負荷と直接関係しています。機械的負荷が大きいほど、動作電流も大きくなります。したがって、モーターが軽負荷状態になる原因としては、以下のようなものが考えられます。

1. 負荷が小さい: 負荷が小さい場合、モーターは定格電流レベルに到達できません。

2. 機械的負荷の変化: モーターの動作中に機械的負荷の大きさが変化し、モーターに軽負荷がかかる場合があります。

3. 動作電源電圧の変化：モーターの動作電源電圧が変化すると、軽負荷状態になることもあります。

モーターが軽負荷で動作している場合、次のような現象が発生します。

1. エネルギー消費問題

モーターは軽負荷時には消費電力が少なくなりますが、長期運転においてはエネルギー消費の問題も考慮する必要があります。軽負荷時にはモーターの力率が低いため、モーターの消費電力は負荷に応じて変化します。

2. 過熱の問題

モーターの負荷が軽い場合、モーターが過熱し、モーターの巻線や絶縁材が損傷する可能性があります。

3. 人生の問題

低負荷ではモーターの寿命が短くなる可能性があります。モーターが長時間低負荷で動作する場合、モーターの内部部品にせん断応力が生じやすくなり、モーターの寿命に影響します。

4.モーターの過熱の原因は何ですか?

1. 過負荷

機械式伝動ベルトが張りすぎており、シャフトが柔軟でない場合、モーターは長時間過負荷状態になる可能性があります。この場合、モーターが定格負荷以下で動作するように負荷を調整する必要があります。

2. 過酷な労働環境

モーターが直射日光にさらされたり、周囲温度が40℃を超えたり、換気が悪い環境で運転したりすると、モーターの温度が上昇します。簡易な小屋を建てて日陰を作ったり、送風機や扇風機を使って風を送り込むなどの対策を講じてください。モーターの通気ダクトから油や埃を取り除くことで、冷却状態を改善できます。

3. 電源電圧が高すぎるか低すぎる

モーターが電源電圧の-5%～+10%の範囲内で動作する場合、定格出力は一定に保たれます。電源電圧が定格電圧の10%を超えると、コアの磁束密度が急激に増加し、鉄損が増加してモーターが過熱します。

具体的な検査方法は、交流電圧計を用いて母線電圧またはモーターの端子電圧を測定することです。系統電圧に起因する場合は、電源部門に報告して解決を図ってください。回路の電圧降下が大きい場合は、断面積の大きい電線に交換し、モーターと電源間の距離を短くする必要があります。

4. 電源位相障害

電源相が断線すると、モーターは単相で動作し、モーターの巻線が急激に加熱して短時間で焼損する可能性があります。そのため、まずモーターのヒューズとスイッチを確認し、次にマルチメーターを使用して前面回路を測定する必要があります。

5.長期間使用しなかったモーターを再び使用する前に、何をする必要がありますか?

（１）固定子と巻線の各相間および巻線とアース間の絶縁抵抗を測定する。

絶縁抵抗 R は次の式を満たす必要があります。

R＞Un/(1000+P/1000)(MΩ)

Un: モータ巻線の定格電圧（V）

P: モーター出力（KW）

Un＝380Vのモータの場合、R＞0.38MΩとなります。

絶縁抵抗が低い場合は、次のことが可能です。

a: モーターを無負荷で 2 ～ 3 時間稼働させて乾燥させます。

b：巻線に定格電圧の10％の低電圧交流電力を流すか、または三相巻線を直列に接続し、直流電力を使用して乾燥させ、電流を定格電流の50％に保ちます。

c: ファンを使用して熱風または発熱体を送り、加熱します。

（２）モーターを清掃する。

（３）ベアリンググリースを交換する。

6. 寒冷環境ではモーターを自由に始動できないのはなぜですか?

モーターを低温環境に長時間放置すると、次のような現象が発生することがあります。

（１）モーターの絶縁体が割れる

（２）軸受グリースが凍結する。

（３）電線接合部のはんだが粉末状になります。

したがって、モーターを寒い環境に保管する場合は加熱し、運転前に巻線とベアリングを点検する必要があります。

7. モーターの三相電流が不平衡になる原因は何ですか?

（1）三相電圧の不平衡：三相電圧が不平衡の場合、モータに逆電流と逆磁界が発生し、三相電流の不均一な分布が生じ、1つの相巻線の電流が増加します。

（2）過負荷：特に始動時に、モータは過負荷運転状態にあります。モータのステータとロータの電流が増加し、発熱します。時間が少し長くなると、巻線電流が不均衡になる可能性が非常に高くなります。

（３）モーターの固定子巻線と回転子巻線の故障：固定子巻線のターン間短絡、局所的な接地、および開回路は、固定子巻線の1相または2相に過大な電流を引き起こし、3相電流に重大な不均衡を引き起こします。

（4）不適切な操作および保守：操作者が電気機器を定期的に点検および保守しないと、モーターの漏電、欠相状態での運転、不平衡電流の発生の原因となる可能性があります。

8. 50Hz モーターを 60Hz 電源に接続できないのはなぜですか?

モータ設計において、珪素鋼板は一般的に磁化曲線の飽和領域で動作するように設計されます。電源電圧が一定の場合、周波数を下げると磁束と励磁電流が増加し、モータ電流と銅損が増加し、最終的にはモータの温度上昇が増加します。深刻な場合には、コイルの過熱によりモータが焼損する可能性があります。

9.モーターの位相が失われる原因は何ですか?

電源：

（１）スイッチの接触不良により電源供給が不安定になる

（２）変圧器または送電線の断線により電力供給が中断される

（3）ヒューズが切れている。ヒューズの不適切な選択や誤った取り付けは、使用中にヒューズが切れる原因となる可能性がある。

モーター：

（１）モーター端子箱のネジが緩んで接触不良を起こしている、またはモーターのハードウェアが損傷している（リード線の断線など）

（２）内部配線の溶接不良

（３）モーターの巻線が断線している。

10.モーターの異常な振動や騒音の原因は何ですか？

機械的な側面:

（1）モーターのファンブレードが破損しているか、ファンブレードを固定しているネジが緩んでいるため、ファンブレードがファンブレードカバーに衝突します。衝突の程度によって発生する音の大きさは異なります。

（２）ベアリングの摩耗や軸のずれにより、モーターの回転子が大きく偏心すると、回転子同士が擦れ合い、モーターが激しく振動したり、不均一な摩擦音が発生します。

（３）モーターのアンカーボルトが緩んでいたり、長期間の使用により基礎がしっかりしていないため、電磁トルクの作用によりモーターが異常な振動を発生します。

（4）長期間使用したモーターは、ベアリング内の潤滑油が不足したり、ベアリング内の鋼球が損傷したりして、空転が発生し、モーターのベアリング室内で異常なシュー音やゴボゴボ音が発生します。

電磁的側面:

（1）三相電流の不平衡。モータが正常に運転しているときに突然異常音が発生し、負荷運転時に速度が著しく低下し、低い唸り音が発生します。これは、三相電流の不平衡、過負荷、または単相運転が原因である可能性があります。

（2）固定子または回転子巻線の短絡故障。モーターの固定子または回転子巻線が正常に動作している場合、短絡故障またはケージ回転子が破損すると、モーターから高低のハミング音が発生し、本体が振動します。

（３）モータの過負荷運転。

（４）位相損失；

（５）ケージロータの溶接部分が開いており、バーが折れる。

11. モーターを始動する前に何をする必要がありますか?

（1）新設モータ、または3ヶ月以上運転停止したモータについては、500ボルトの絶縁抵抗計を用いて絶縁抵抗を測定する必要があります。一般に、電圧1kV未満、容量1,000kW以下のモータの絶縁抵抗は0.5メガオーム以上である必要があります。

（2）モーターのリード線が正しく接続されているか、相順と回転方向が規定を満たしているか、アースまたはゼロ接続が良好であるか、およびワイヤーの断面積が規定を満たしているかを確認します。

（３）モーターの固定ボルトが緩んでいないか、ベアリングにオイルが不足していないか、ステーターとローターの隙間が適切かどうか、隙間に汚れやゴミがないかどうかを確認します。

（4）モータの銘板データに従って、接続されている電源電圧が一定であるかどうか、電源電圧が安定しているかどうか（通常、許容される電源電圧変動範囲は±5％）、巻線の接続が正しいかどうかを確認します。降圧スタータの場合は、始動装置の配線が正しいかどうかも確認してください。

（５）ブラシが整流子またはスリップリングと良好に接触しているか、またブラシ圧力がメーカーの規定を満たしているかを確認します。

（6）モーターの回転子と駆動機械の軸を手で回して、回転に柔軟性があるかどうか、詰まりや摩擦、穴の広がりがないかどうかを確認します。

（7）テープがきつすぎたり緩すぎたりしていないか、破損していないか、カップリング接続が損なわれていないかなど、伝送装置に欠陥がないかを確認します。

（８）制御装置の容量が適切であるか、溶融容量が要求を満たしているか、また設置がしっかりしているかを確認する。

（９）始動装置の配線が正しいか、可動接点と静止接点が良好に接触しているか、油浸始動装置の油が不足していないか、油質が劣化していないかを確認する。

（10）モーターの換気システム、冷却システム、潤滑システムが正常かどうかを確認します。

（１１）ユニットの周囲に動作を妨げるゴミがないか、モータと駆動機械の基礎がしっかりしているかを確認します。

12. モーターベアリングが過熱する原因は何ですか?

（１）転がり軸受が正しく取り付けられておらず、はめあい公差がきつすぎるか緩すぎる。

（２）モータ外側軸受カバーと転がり軸受の外円との間の軸方向隙間が小さすぎる。

（３）ボール、ローラー、内輪、外輪、ボールケージが著しく摩耗しているか、金属が剥離している。

（4）モーターの両側のエンドカバーまたはベアリングカバーが正しく取り付けられていない。

（５）ローダーとの接続が不良です。

（6）グリースの選択、使用、保守が不適切であったり、グリースの品質が悪かったり、劣化していたり​​、あるいはほこりや不純物が混じっていたりして、ベアリングが発熱する原因となります。

設置および検査方法

ベアリングを点検する前に、まずベアリング内外の小さなカバーから古い潤滑油を取り除き、次にブラシとガソリンを使ってベアリング内外の小さなカバーを清掃します。清掃後は、ブラシの毛や綿糸をきれいにし、ベアリング内に残さないようにしてください。

（1）洗浄後、ベアリングを慎重に検査します。ベアリングは清浄で損傷がなく、過熱、ひび割れ、剥離、溝の不純物などがないことが必要です。内外輪の軌道面は滑らかで、クリアランスは許容範囲内である必要があります。支持フレームが緩んでいて、支持フレームとベアリングスリーブの間に摩擦が生じている場合は、新しいベアリングに交換する必要があります。

（２）検査後、ベアリングは引っかかることなく柔軟に回転することを確認する。

（3）ベアリングの内外カバーに摩耗がないか確認する。摩耗している場合は、原因を究明し、対処する。

（４）ベアリングの内側スリーブはシャフトにしっかりとフィットする必要があります。そうでない場合は対処する必要があります。

（5）新しいベアリングを組み立てる際は、オイルヒータまたは渦電流加熱方式でベアリングを加熱してください。加熱温度は90～100℃です。高温の状態でベアリングスリーブをモータ軸に装着し、ベアリングが確実に固定されていることを確認してください。ベアリングを損傷する恐れがあるため、冷間状態での取り付けは厳禁です。

13. モーターの絶縁抵抗が低くなる理由は何ですか?

長期間運転、保管、または待機状態にあるモーターの絶縁抵抗値が規制の要件を満たさない場合、または絶縁抵抗がゼロの場合、モーターの絶縁が不良であることを示しています。一般的に、その理由は次のとおりです。
（1）モーターが湿っている。湿度の高い環境下では、水滴がモーター内に落ちたり、屋外の換気ダクトからの冷気がモーター内に侵入したりして、絶縁体が湿り、絶縁抵抗が低下します。

（2）モーター巻線の劣化。これは主に長期間運転したモーターで発生します。劣化した巻線は、適時に工場に返却し、再塗装または巻き直しを行う必要があります。必要に応じて新しいモーターに交換する必要があります。

（３）巻線にほこりが多すぎる、またはベアリングの油漏れがひどく、巻線が油やほこりで汚れて絶縁抵抗が低下します。

（4）リード線と接続箱の絶縁不良。配線を巻き直して再接続してください。

（５）スリップリングやブラシから滴り落ちた導電性粉末が巻線内に入り込み、回転子の絶縁抵抗が低下する。

（６）絶縁体が機械的に損傷したり化学的に腐食したりして、巻線が接地される。
処理
（1）モータ停止後、湿度の高い環境ではヒーターを起動する必要があります。モータ停止時には、結露を防ぐため、防寒ヒーターを適時に起動し、モータ周辺の空気を周囲温度よりわずかに高い温度に加熱して、機械内の水分を排出する必要があります。

（２）モーターの温度監視を強化し、高温になったモーターに対して適時に冷却対策を講じ、高温による巻線の劣化を防止します。

（３）モーターのメンテナンス記録を適切に保管し、適切なメンテナンスサイクルでモーターの巻線を清掃してください。

（4）保守担当者に対する保守プロセス教育を強化し、保守書類一式受入制度を厳格に実施する。

つまり、絶縁不良のモーターの場合は、まず清掃し、絶縁に損傷がないか確認する必要があります。損傷がない場合は乾燥させます。乾燥後、絶縁電圧をテストします。それでも電圧が低い場合は、テスト方法を使用して故障箇所を特定し、メンテナンスを行います。

安徽明騰永久磁石機械電装有限公司（https://www.mingtengmotor.com/)は永久磁石同期モーターの専門メーカーです。当社のテクニカルセンターは40名以上の研究開発スタッフを擁し、設計、プロセス、試験の3つの部門に分かれ、永久磁石同期モーターの研究開発、設計、プロセス革新を専門としています。専門的な設計ソフトウェアと自社開発の永久磁石モーター専用設計プログラムを活用し、モーターの設計・製造プロセスにおいて、ユーザーの実際のニーズと具体的な動作条件に応じて、モーターの性能と安定性を確保し、モーターのエネルギー効率を向上させます。

著作権: この記事は元のリンクからの転載です:

https://mp.weixin.qq.com/s/M14T3G9HyQ1Fgav75kbrYQ

この記事は当社の見解を代表するものではありません。異なるご意見・ご見解をお持ちの場合は、ぜひご指摘ください。