Vì sao mô tơ bị hư?

Mô tơ là một trong những bộ phận hoạt động đáng tin cậy nhất trong các hệ thống truyền động công nghiệp, nơi mà mô tơ gần như là thiết bị không thể thiếu. Bạc đạn của mô tơ thường được thiết kế để hoạt động trong thời gian từ 10 đến 20 năm. Tuy nhiên, thực trạng của của hầu hết các nhà máy là mô tơ thường xuyên bị hư hỏng.

Điều này quan trọng như thế nào và có đáng để quan tâm ?

Có. Nếu chỉ số về độ tin cậy (reliability) của hệ thống là quan trọng đối với hoạt động sản xuất. Nếu độ tin cậy của hoạt động sản xuất đối với việc cung ứng hàng hóa cho đối tác là quan trọng. Nếu vấn đề an toàn là quan trọng... Trong tiếng Anh, thuật ngữ downtime để chỉ thời gian hệ thống ngừng hoạt động ngoài kế hoạch. Downtime thường gây ra thiệt hại rất lớn đối với các nhà máy công suất lớn, sản lượng lớn. Do đó, giải quyết vấn đề downtime là một trong những cơ hội cho hoạt động cải tiến trong nhà máy.

Trở lại vấn đề chính là tại sao mô tơ lại hư ?

Có thể kể ra 02 nguyên nhân chính: đó là quá nhiệt - có liên quan đến tải (trong bài drive tôi đã có đề cập công thức Q=RxI2xT, I là dòng điện - yếu tố biến thiên dẫn đến quá nhiệt) và hư bạc đạn.

Bảng thống kê tỉ lệ nguyên nhân hư hỏng theo một nghiên cứu

(bearing: bạc đạn, stator: phần đứng yên của mô tơ, rotor: phần quay của mô tơ, other: những nguyên nhân khác)

Tại sao lại xảy ra tình trạng quá tải ? Vì động cơ điện có đặc tính lái tải, tức là tải càng lớn, dòng điện sinh ra càng tăng để cho mô tơ chạy. Cho đến khi không thể hoạt động được nữa, thậm chí bị cháy mô tơ. Dòng điện tăng lên, nhiệt tăng theo, gây phá hủy lớp cách ly dây quấn lõi đồng, và cuối cùng làm chạm dây. Hãy tưởng tượng rằng công suất của nguồn cấp là một chiếc máy kéo khổng lồ, có lực đặt vào móc kéo, và móc keo tiếp xúc với vật cần kéo. Nếu vật cần kéo có trọng lượng rất nhỏ, chiếc máy kéo gần như làm việc không tải. Nhưng ví dụ gắn cứng vật nặng kia xuống đất, chiếc máy kéo lúc này sẽ phải tăng ga đến hết công suất. Trường hợp này có thể gây ra:

1. Vật nặng bị hư hỏng

2. Móc kéo bể gãy

3. Dây hoặc trục kéo móc kéo bể

4....

Restart, hay khởi động lại động cơ nhiều lần cũng đóng góp vào danh sách nguyên nhân gây hư hỏng động cơ.

Tham khảo bảng thông tin tương đối về số lần khởi động tối đa trong một giờ đối với động cơ. (HP: mã lực - 1HP ~ 0,67kW, Starts: số lần khởi động, Min. Tim Between Starts (sec.): thời gian tối thiểu giữa các lần khởi động - tính theo giây)

Hãy thử làm bảng thống kề về vấn đề restart động cơ tại nhà máy của bạn đối với những động cơ có khả năng vượt quá bảng nêu trên.

Tại sao khởi động lại lại gây hư hỏng động cơ ?

Dòng điện khởi động động cơ. Người ta tính toán rằng, trong 1/2 chu kỳ đầu tiên, dòng khởi động có thể đạt gấp 40 lần dòng full tải. Và trong quá trình khởi động (từ 1/2 chù kỳ sau đến 5 giây) dòng khởi động cao gấp 8 đến 9 lần dòng full tải. Tham chiếu đến công thức NHIỆT = RI²T, ta thấy I tăng 9 lần đồng nghĩa với nhiệt tăng 81 lần. Liên tưởng đến da người có thể chạm vào nhiệt độ ~50 độ trong vài giây, nhưng nhiệt tăng 81 lần ~ 4000 độ là con số khá lớn.