أعطال المحركات الكهربائية: إيجاد السبب الجذري من أثر الضرر وقرار الإصلاح أم الاستبدال

في أحد مصانع الدقيق احترق محرك الرافعة القادوسية نفسه ثلاث مرات خلال عام واحد. وفي كل مرة أُرسل المحرك إلى ورشة إعادة اللف، فجُددت لفاته وأُعيد تركيبه. وعند العطل الرابع فتح فني اللف المحرك وبيّن أن طورًا واحدًا فقط من اللفات قد تفحّم، بينما كان الطوران الآخران سليمين تقريبًا. لم تكن المشكلة في المحرك، بل في طرف كونتاكتور مرتخٍ في اللوحة: ففي كل مرة استمر المحرك في العمل على طورين ولم يتمكن المرحّل الحراري من اكتشاف ذلك في الوقت المناسب. وكان يمكن تجنب تكلفة ثلاث عمليات لف بلفة مفك واحدة.

المحرك الكهربائي المعطل نتيجة في أغلب الأحيان، لا سبب. فإصلاح المحرك أو تركيب محرك جديد يعيد تشغيل الخط؛ لكن إذا لم يُعثر على السبب فإن العطل نفسه يتكرر في المحرك الجديد أيضًا. تتناول هذه المقالة الخطوات الواجب اتخاذها بعد توقف المحرك، وما تدل عليه آثار الضرر، وكيف يُتخذ قرار "الإصلاح أم الاستبدال" بناءً على هذه المعلومات. أما التشخيص من أعراض الصوت والحرارة والاهتزاز في المحرك العامل فقد شرحناه بشكل منفصل في دليل تشخيص أعراض الأعطال.

توقف المحرك: ما يجب فعله في الساعة الأولى

تضيع المعلومات المتعلقة بلحظة العطل إلى حد كبير بعد فك المحرك. لذلك فإن أول عمل هو تسجيل الوضع قبل نقل المحرك من مكانه:

• أي حماية فصلت؟ المرحّل الحراري، أم قاطع حماية المحرك، أم المصهر، أم حساس اللفات؟ فكل منها يشير إلى اتجاه مختلف.
• ماذا كان يحدث قبل العطل مباشرة؟ هل توقف أثناء الإقلاع، أم بعد تشغيل طويل، أم أثناء زيادة الحمل؟
• افحص في اللوحة جهد الأطوار الثلاثة وإحكام توصيلات الكونتاكتور والأطراف؛ فطرف محترق أو متغير اللون يقول الكثير وحده.
• افصل المحرك عن الآلة وأدر العمود باليد. فإذا كان هناك انحشار، فهذه أسهل طريقة لمعرفة ما إذا كانت المشكلة في المحرك أم في الآلة.
• قِس مقاومة العزل من أطراف المحرك ودوّنها.

شرحنا بالتفصيل كيفية إجراء قياس العزل وكيفية تفسير النتيجة في مقالتنا عن اختبار الميغر. وهذا التسجيل الذي يستغرق بضع دقائق يخبر فني اللف أو المورد بأكثر بكثير من مجرد قول "احترق المحرك".

نمط احتراق اللفات يدل على السبب

اللفات المحترقة تترك عند فتحها نوعًا من الأثر. ويمكن لفني اللف المتمرس أن يقرأ من هذا الأثر إلى حد كبير مصدر العطل. ومن باب المعرفة الهندسية العامة فإن الأنماط الأكثر شيوعًا هي:

• اسوداد طور واحد بالكامل مع بقاء الطورين الآخرين سليمين: فقد المحرك طورًا واستمر في العمل على طورين. والسبب في الغالب خارج المحرك: مصهر محترق، أو توصيل مرتخٍ، أو قطب كونتاكتور معطل. وهذه هي الحالة في مثال البداية.
• اسوداد الأطوار الثلاثة بالتساوي على امتداد اللفات كلها: عمل المحرك لفترة طويلة فوق التيار الاسمي. والحمل الزائد أو جهد التغذية المنخفض أو التبريد المسدود أو الإقلاع المتكرر جدًا يخلق هذه الصورة.
• انثقاب موضعي في منطقة صغيرة من اللفات: فسد العزل في نقطة ما. والرطوبة أو الغبار الموصل أو لفة تحتك بفعل الاهتزاز أو نبضة جهد هي أسباب محتملة. وفي المحركات المغذاة بعاكس التردد وكابل طويل يجب التفكير أيضًا في انثقاب اللفات الأولى.
• انثقاب بين الطور والأرضي عند مخرج المجرى أو عند رأس اللفات: يُرى كثيرًا مع الرطوبة والتلوث؛ وهو أكثر شيوعًا في الأماكن التي يُترك فيها المحرك متوقفًا لفترة طويلة أو يُغسل.

هذه الأنماط ليست حكمًا قاطعًا، بل وسيلة لطرح السؤال الصحيح. فإذا كان الاحتراق في طور واحد فقط ولم يُعثر على عيب في اللوحة، فإن المحرك الجديد أيضًا سيعمل بالخطر نفسه.

لغة المحامل والأضرار الميكانيكية

يبدأ جزء مهم من أعطال المحركات من المحمل لا من اللفات؛ فعندما ينغلق المحمل ينحشر المحرك وتحترق اللفات في المرحلة الثانية. وآثار المحمل المفكوك تدل أيضًا على السبب. فالخطوط المنتظمة المتباعدة على سطح الحلقة (المعروفة شائعًا بالتخدد) تشير إلى مرور تيار عبر المحمل، وتُرى عادةً في المحركات الكبيرة المغذاة بمشغّل. والتآكل المتركز في جانب واحد يوحي بسير مشدود أكثر من اللازم أو بوصلة غير محاذاة. وتكثّف الشحم واسوداده يشير إلى الحرارة، ووجود قطرات ماء فيه إلى دخول الرطوبة، أما عدم بقاء أي شحم فيشير إلى تفويت موعد التشحيم.

الأسباب الجذرية في الجانب الميكانيكي تكون غالبًا في الآلة الموصول بها المحرك. فالمحرك الجديد الذي يُركّب دون تصحيح محاذاة الوصلة وشد السير يستهلك المحمل نفسه في المدة نفسها. ويمكنك إيجاد موضوع المحاذاة من جهة الوصلة في مقالة اختيار الوصلة ومحاذاة العمود.

لماذا لم تتدخل الحماية في الوقت المناسب؟

كل محرك محترق يعني أيضًا أن الحماية لم تؤدِ مهمتها. هل ضُبطت قيمة المرحّل الحراري وفقًا للتيار المدون على لوحة البيانات، أم رُفعت "كي لا يفصل"؟ هل يراقب مرحّل منفصل فقدان الطور؟ إذا كان في اللفات حساس PTC أو PT100 فهل هو موصول، أم أن كابله متروك دون توصيل في صندوق الأطراف؟ في الميدان كثيرًا ما تكون إجابات هذه الأسئلة مفاجئة. أضف حتمًا فحص إعدادات الحماية إلى قائمة الفحص بعد العطل؛ وقد تناولنا كيفية اختيار الحماية وضبطها في مقالة اختيار المرحّل الحراري والمرحّل والمصهر.

إصلاح أم استبدال؟ القرار بعد معرفة السبب

بعد تحديد السبب الجذري يقوم القرار على أساس أمتن. وهذه بعض الحالات الإرشادية:

• إذا كان السبب خارجيًا وكان هيكل المحرك وعموده ودوّاره سليمة: فإن تجديد اللفات خيار معقول؛ لكن يجب إزالة العيب الخارجي أولًا.
• إذا كان المحرك قد أُعيد لفه عدة مرات من قبل أو كان طرازًا قديمًا منخفض الكفاءة: كل إعادة لف قد تؤدي إلى قدر من الفقد في الكفاءة. وفي نظام إدارة ذي ساعات تشغيل طويلة، فإن محركًا جديدًا IE3 أو IE4 يعوّض الفرق في جانب الطاقة مع الوقت.
• إذا كان في الهيكل تشقق، أو في العمود انحناء، أو في الدوّار أثر احتكاك: تزداد تكلفة الإصلاح ومخاطره بسرعة؛ والاستبدال عادةً أكثر منطقية.
• إذا كانت التكلفة الساعية لتوقف الخط مرتفعة: فبدلًا من الانتظار طوال مدة الإصلاح، يجمع الاستبدال بمحرك مكافئ مطابق والاحتفاظ بالمحرك المعطل بعد إصلاحه كاحتياط بين الخيارين.

شرحنا جانب التكلفة والكفاءة في تجديد اللفات في مقالة إعادة لف المحرك أم شراء محرك جديد، وكيفية اختيار المكافئ المطابق في المقاسات بدل محرك قديم في دليل الاستبدال المطابق.

سجل الأعطال: أرخص طريقة لمنع العطل التالي

الاحتفاظ بسجل قصير بعد كل عطل يرسم مع الوقت خريطة الأعطال الخاصة بالمنشأة: أي محرك، في أي تاريخ، بأي حماية توقف، وما الذي أظهره نمط الضرر، وما السبب الجذري، وما الذي استُبدل. وتظهر الأعطال المتكررة في الخط نفسه أو في مجموعة اللوحات نفسها بسهولة في هذه السجلات. وإذا حُفظت أيضًا في الملف نفسه معلومات لوحات بيانات المحركات الحرجة وشكل تركيبها ومقاسات أعمدتها وشفاتها، فإن إيجاد الاحتياط الصحيح عند العطل التالي يستغرق دقائق.

الخلاصة

المكسب الحقيقي في أعطال المحركات الكهربائية ليس استبدال المحرك بل العثور على سبب العطل. فالتسجيل في الساعة الأولى، ونمط الضرر في اللفات والمحمل، وفحص إعدادات الحماية، كثيرًا ما تُظهر أن المشكلة خارج المحرك. وقرار الإصلاح أو الاستبدال الذي يُتخذ بعد إزالة السبب الجذري يمنع تكرار العطل نفسه بعد بضعة أشهر. وإذا لزم الاستبدال يمكنك الاطلاع مع معلومات لوحة البيانات على خيارات المحركات غير المتزامنة، ولاختيار المكافئ يمكنك التواصل مع فريقنا الفني.

الأسئلة الشائعة

هل يكفي استبدال المحرك المحترق فورًا بمحرك جديد؟

قد يكون ذلك ضروريًا لتشغيل الخط بسرعة، لكن المحرك الجديد الذي يُركّب دون العثور على سبب العطل يعمل بالخطر نفسه. فالاستبدال دون فحص توصيلات الأطوار وإعدادات الحماية ومحاذاة الوصلة وحالة الحمل يؤدي في الغالب إلى تكرار العطل نفسه.

ماذا يعني احتراق طور واحد من اللفات؟

يدل عادةً على أن المحرك فقد طورًا واستمر في العمل على طورين. والسبب في الغالب خارج المحرك؛ لذا يجب فحص المصهر المحترق أو الطرف المرتخي أو قطب الكونتاكتور المعطل، والتفكير في حماية تراقب فقدان الطور.

هل يمكن أن يحرق عطل المحمل اللفات أيضًا؟

نعم. فعندما ينغلق المحمل ينحشر الدوّار ويسحب المحرك تيارًا عاليًا جدًا، وإذا لم تفصل الحماية في الوقت المناسب تحترق اللفات خلال وقت قصير. وفي هذه الحالة لا يكفي تجديد اللفات فقط؛ بل يجب البحث أيضًا عن سبب فساد المحمل.

هل من المنطقي إعادة لف المحرك المعطل والاحتفاظ به كاحتياط؟

في الغالب يكون ذلك منطقيًا للمحرك الذي يكون هيكله وعموده ودوّاره سليمة. فيُشغَّل الخط فورًا بمحرك جديد أو مكافئ، ويُحفظ المحرك المُصلَح احتياطًا لاستخدامه عند العطل التالي.

لمحرك بالمواصفات نفسها بدل المحرك المعطل أرسل صورة لوحة البيانات؛ ويمكنك التحقق من توافق الهيكل من جدول الهيكل – القدرة.