電機驅(qū)動系統(tǒng)往往是您工廠中的能耗大戶。通過改進電機管理實踐，將有助于提升系統(tǒng)效率并降低能源成本。

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為什么電機和驅(qū)動系統(tǒng)的高效管理很重要？據(jù)估計，電機驅(qū)動系統(tǒng)所消耗的電量，約占世界發(fā)電總量的一半。電機驅(qū)動的負載可能占您設施能源賬單的很大一部分。隨著時間的推移，擁有高效的電機管理系統(tǒng)并利用變頻器的節(jié)能機會可為您的工廠節(jié)省大量成本。

Advanced Energy 公司的電機實驗室主任 Michael Lyda 在電機系統(tǒng)測試和管理方面有著豐富的經(jīng)驗，他最近向工程師們分享了如何簡化電機管理實踐、快速提高過程可靠性和降低能源成本的實踐和技巧。

電機的理想運行條件

在理想的情況下，首先需要平衡電壓。例如，如果您所在位置有三相 380V 電源， 則這些相位應平衡到至少 1% 或更好的范圍內(nèi)。相間電壓越不平衡，對電機效率和長期可靠性的不利影響就越大。如果電機長時間在如此高的不平衡狀態(tài)下運行，從長遠來看肯定是要產(chǎn)生更多成本的。業(yè)界普遍的認知是“每 1% 的電壓不平衡就會造成 7% 的電流不平衡”。當電壓不平衡時，三相線中至少有一個電流可能會遠遠超過電機的額定值。

其次，電機應與負載對齊，以盡可能減少機械振動。這通常通過良好的軸對中來實現(xiàn)。擁有激光對準工具可能是您工具箱的一個很好的補充，特別是如果您在內(nèi)部進行大量電機安裝。否則，請驗證服務提供商是否正在使用某種類型的精密對準工具。

第三，需要一個干凈的電機環(huán)境?？紤]到工業(yè)應用的苛刻環(huán)境，這并不總是可行的。但一般來說，只要確保電機沒有污染物即可。如果電機有風扇，請保持風扇暢通無阻，以便空氣可以適當?shù)卮┻^電機以實現(xiàn)良好的冷卻。如果您處于灰塵較多的區(qū)域，請經(jīng)常清潔風扇葉片。當然，在執(zhí)行任何類似操作之前， 請確保您的電機已斷電。

第四，電機的環(huán)境溫度很重要。如果電機銘牌上標明了最高環(huán)境溫度，應確保應用符合規(guī)定。如果您看到環(huán)境溫度始終高于電機銘牌上的額定值，則電機很可能需要對該 應用進行降額。

高效電機的優(yōu)勢

一般來說，與效率較低的電機相比，高效的電機將具有更多的銅和鋼以及更小的風扇，盡管這只是一般而言。鋼和銅的增加使電機的重量更重，更多的材料也意味著更多的錢，更高效的電機通常更昂貴。

高效的電機通常運行溫度更低。人們可能會有一個常見問題，當設備上只有一個較小的冷卻風扇時，如何讓設備運行得更涼爽？答案之一是，由于繞組電阻較低，效率更高的電機可能會具有更低的工作電流。這意味著定子的功率損耗會更少。當然，更低的損耗也會帶來更高的整體效率。

從長遠來看，效率低下和功率因數(shù)低會讓用戶付出代價，而電機尺寸過大是整個行業(yè)的普遍問題。如果應用需要 15 馬力的電機，采購人員有時可能會認為購買 20 馬力的電機可能會使電機使用壽命更長，但通常情況并非如此。

圖片

▎用于測試的大型測功機。在該圖中，與測功機相連的電機是一臺 200 馬力的發(fā)動機。

電機故障的主要原因

來自美國電氣和電子工程師協(xié)會 (IEEE) 的調(diào)查顯示，51% 的電機故障來自軸承的問題。例如潤滑不足或者過度潤滑，錯誤的潤滑脂，錯位或角度不對中，軸承振動以及過熱等。

電機故障的另外一個主要原因是定子繞組問題，大約占比 16%。其特點是短路或開路，這些可能是由反復過載和電機過熱引起的，從而導致繞組出現(xiàn)一些問題。

電機制造質(zhì)量絕對會在電機可靠性和長期壽命方面發(fā)揮重要作用。作為維修人員，您可以做任何事情，但是如果電機在出廠時出現(xiàn)質(zhì)量問題，它仍然可能會過早出現(xiàn)故障。

最基本、最有用的預防性維護技術之一可能是動用您的感官。例如，及時發(fā)現(xiàn)電機引線和電線的零件變色，感受電機的強烈振動和外殼上的過熱，聞到機器發(fā)出的異味或燒焦味，以及聆聽是否有過多或異常的噪音等。

熱量會“殺死”電機。是什么導致電機發(fā)熱？可能的因素包括環(huán)境溫度高、風扇堵塞、冷卻通風口堵塞、電機過載超過額定負載等。當然，也包括電機端子的電能質(zhì)量問題。典型的電能質(zhì)量問題包括電壓不平衡、單相、相位下降或相對接近的非線性負載，它們會導致電壓和電流失真，也被稱為諧波。

如何防止電機故障？

維護人員的主要目標之一是防止故障。通過適當?shù)碾姍C維護來限制停機時間可以減 輕壓力。

首先，我們需要檢查一些機械條件。即使電機在安裝時對準良好，在運行過程中各種因素也會導致未對準。如果電機本身開始發(fā)出一些響亮或奇怪的噪音，請將其關閉并驗證對齊。您可以使用簡單的直邊驗證平行對齊。要檢查角度偏差，您可能需要一個伸縮式量規(guī)，并不是每個人的標準工具箱中都有。