インバーター出力のアンバランス故障：根本原因を解明し、効率的な修理の裏技を解き明かす！

インバーターは、アンバランス故障の完全な解析と効率的なソリューションを出力します。 戦略

I.はじめに

        産業オートメーションと生産プロセス制御において、インバータは電気駆動システムの中核部品として重要な役割を果たしている。しかし、インバータ出力アンバランス故障は、一般的な電気故障として、しばしば生産ラインの安定運転に大きな影響を与えます。このような故障を深く分析することは、隠れた危険を時間内に排除するのに役立つだけでなく、企業の生産の安全性と効率に確かな保証を提供します。本稿では、インバータの出力不均衡故障について、故障現象、原因分析、診断方法、解決策、予防策などの面から総合的に分析し、設備メンテナンス担当者の故障処理能力と効率の向上に役立てたい。

二、断層現象

        インバータの出力がアンバランスになると、最も直接的な現象はモータの異常運転である。モーターは激しく振動し、激しいノイズを伴い、トルク出力は不安定で、回転数は明らかに変動し、深刻な場合はモーターが停止することもあり、生産設備の正常な運転に直接影響を与え、製品の品質と生産効率を低下させます。電気パラメータから見ると、三相電圧または電流の振幅が不均等で、位相がずれており、これはインバータの出力アンバランス故障の典型的な特徴である。

三.故障原因の分析

(1) モーター自体の故障

        1.巻線の短絡：モータの長期運転中、湿度や高温などの過酷な環境により巻線絶縁層が老朽化し、巻線が短絡することがある。一旦相巻線が短絡すると、その抵抗値は著しく減少し、相電流が増加するため、三相電流の平衡状態が崩れる。
        2.巻線の断線：モータの頻繁な始動・停止や外部からの衝撃により、巻線接合部の溶接不良や破断が発生し、特定の相電流がゼロとなり、三相電流の深刻なアンバランスが発生する可能性があります。
        3.ローターの故障：過負荷や頻繁な正逆回転の条件下では、モータのロータリスケージバーが破損したり、エンドリングに亀裂が入ったりすることがあり、その結果、ロータ磁界の分布が不均一になり、モータのトルク出力が不均一になったり、三相電流の損失バランスが崩れたりする。

(2) 外部接続の問題

        1.ケーブルの損傷：産業現場の環境は複雑であり、押し出し、浸食、高温などの要因によりケーブルが損傷することがある。一旦ケーブルの絶縁が破壊されると、短絡または開路故障を引き起こし、三相電流または電圧の不均衡を引き起こす可能性がある。
        2.ケーブルの接触不良：ケーブルの接続部がしっかり接続されていなかったり、緩んでいたりして、モーターの振動が接触不良につながりやすい。接触抵抗の増加は相の電圧降下を増加させ、電圧不均衡を引き起こす。

四、故障診断法

        1.目視検査方法：まず、インバータとモータの外観を観察し、煙や臭いなどの異常現象がないかどうかを確認する。同時に、モーターシェル、巻線、ケーブルに異常がないか、接合部に緩みがないかなどをチェックし、故障箇所を事前に判断する。
        2.電気パラメータ測定方法：マルチメータ、オシロスコープなどのツールを使用して、インバータの入出力電圧、電流などの電気パラメータを測定する。出力の三相電圧と電流を重点的に測定し、振幅と位相の関係を比較し、三相電圧の振幅差が大きいか、電流のアンバランスが正常範囲を超えている場合、出力のアンバランス故障を診断することができます。
        3.部品交換の方法：モーター、ケーブル、インバーター内部の部品の故障が疑われる場合、正常な部品を使って交換し、インバーターの動作が正常に戻るかどうかを観察することができる。ただし、二次的な損傷を避けるため、交換作業には注意が必要である。
        4.モーターオフライン試験方法：モーターをインバーターから切り離し、専門的な設備でモーターの巻線抵抗と絶縁抵抗を測定し、無負荷試験と負荷試験を行い、モーターが故障しているかどうかを判断する。

五、解答

(1) モーター自体の故障処理

        1.巻線短絡または巻線開放の修理：巻線短絡故障の場合、故障が軽微であれば、短絡箇所を絶縁するか、短絡巻線を交換することができる。故障が大面積短絡や多相オープン回路など深刻な場合は、巻線巻き直しのためにモーター保守工場に送る必要がある。修理後、インバータを接続する前に、モータの性能が正常に戻ることを確認するための総合テストが必要である。
        2.モーターローターの故障処理：ローター・リスケージ・バーの破断やエンド・リングの亀裂故障の場合、溶接や交換によって修理することができる。修理後、ローターがスムーズに動くことを確認するために、動的バランステストが必要である。その後、モーターを元の位置に取り付け、インバーターとのデバッグとテストを行い、うまくマッチングしていることを確認する。

(2) 外部接続の問題解決

        1.ケーブルの損傷処置：短絡故障の場合、絶縁抵抗計を使ってトラブルシューティングを行い、損傷箇所を切断して新しいケーブルに交換することができます。開回路故障の場合、マルチメーターの抵抗ファイルを使用してトレースし、破損箇所を見つけ、それを修復して絶縁を行うことができます。
        2.2.ケーブルの接触不良を解決する：ケーブルのジョイントの接続をチェックし、ネジを締めて接続がしっかりしていることを確認する。接合部の酸化膜や汚れを清掃し、導電性ペーストを塗布して接触抵抗を下げる。処理後、インバータとモータの動作状態を再テストする必要がある。

6.予防措置

        1.定期的な設備点検定期設備検査システムを確立し、専門家が周波数変換器、モーター、ケーブルなどの主要部品の定期検査とメンテナンスを行う。検査内容には、インバータの放熱、埃の堆積、電気的接続、モータの外観、ベアリングの摩耗、温度変化、ケーブルの摩耗、経年劣化、接合部の固さなどが含まれるが、これらに限定されない。潜在的な問題を適時に発見し対処することで、装置の安定稼働を確保する。
        2.機器の運転環境の最適化：インバータとモータの運転環境を清潔で乾燥した状態に保ち、インバータの放熱経路を妨げず、適切な温度にする。室内の温度と湿度をコントロールするために、エアコンなどの調整装置を設置することができる。同時に、モーターの過負荷運転を避け、負荷と始動停止時間を合理的に調整し、機器の寿命を延ばす。
        3.正しい機器の選択と設置：負荷特性と作業環境に応じて、適切なインバータとモータのモデルとパラメータを選択する。設置の際、ケーブルの接続が正しく、堅固で、よく絶縁されていることを確認するため、説明書に従って厳密に操作する必要があります。同時に、機器への電磁干渉の影響を減らすために、干渉源の近くにインバータを設置することは避けてください。

七、結論

        産業オートメーション分野における一般的な電気故障の一つとして、インバータ出力アンバランス故障の影響は無視できない。故障現象、原因、診断方法を徹底的に分析し、効果的な解決策と予防策を講じることで、設備メンテナンス担当者の故障処理能力を効果的に向上させ、生産ラインの安定稼働を確保することができる。同時に、設備検査の強化、運転環境の最適化、正しい選択と設置、人材育成、技術予備などの対策を実施することで、企業の生産安全性と効率性をしっかりと保証することができる。工業自動化の今後の発展において、技術の絶え間ない進歩と応用の深化拡大により、インバータと関連技術の発展はより成熟し、より完璧になり、企業の生産と発展に新たな活力と力を注入する。