决定电动机寿命的因素是什么?

教教我吧!马姐
教教我吧!马姐
  • 达弟

    有位长年使用电动机的客户询问「电动机使用寿命的原因是什么?」。

  • 马姐

    首先你觉得使用寿命的定义是什么呢?

  • 达弟

    使用寿命是指无法运转为止吗?

  • 马姐

    不太对喔。 当无法发挥规格所诉求的速度、转矩、精度时,就是已经达到使用寿命了。

    图1 经时劣化造成的速度与转矩变化
    图1 经年劣化引起的速度和转矩变化
  • 达弟

    原来如此。 也就是即使电动机还能运转,但可能已经达到使用寿命。

  • 马姐

    是啊。 电动机、减速机、电路产品中有哪些零件与使用寿命有关呢?

  • 达弟

    这我之前有读过技术数据!
    电动机、减速机的话就是轴承或齿轮、电路产品则是铝质电解电容器等电子零件。

    图2 影响寿命的主要因素
    图2 影响寿命的主要因素
  • 马姐

    真有两下子喔,达弟。
    那么,先从电动机、减速机详细说明吧。 轴承或齿轮是动作时受到最大负载的零件。 由于承受负载,因此最容易磨损。 为了减少磨损,会使用润滑油使其容易滑动,但润滑油会因受热而劣化。

    图3 电动机内部结构
    图3 电动机内部结构
  • 达弟

    原来如此,润滑油若劣化,就无法维持规格上的性能了。

  • 马姐

    没错。 但使用寿命的因素不只一个。 比方说,可能会有组装精度不良或超过容许惯性等因素,都必须请客户进行确认。

  • 达弟

    好的!
    也告诉我电路产品的部分。 电子零件的寿命标准,具体而言是什么呢?

  • 马姐

    电路产品会受电子零件劣化影响寿命。 特别是电解电容器由于重复频繁蓄电及放电,负担特别大。 电解电容器在高温下会产生劣化,造成寿命变短。

  • 达弟

    因此不只润滑油,控制电子零件温度上升也是非常重要。
    那么,温度上升会如何改变寿命呢?

  • 马姐

    轴承润滑油的特性为当轴承温度每上升 15 °C,寿命就会减少一半。 电解电容器的特性为当环境温度上升 10 °C,寿命就会减少一半。

    图4 温度与寿命的关系
    图4 温度与寿命的关系
  • 达弟

    要如何控制温度上升呢?

  • 马姐

    有冷却热源的方法及控制热源发热量的方法。 你应该知道热源可以藉由风扇冷却。 但知道要如何控制发热量吗?

  • 达弟

    啊……

  • 马姐

    通电时,并非所有的能量都转化为动力。 部分能源会损失,并变成热。

  • 达弟

    原来如此! 损失越小,发热量就会变小,也就能控制温度上升。 损失较少... 也就是要选择高效率的电动机,对吧。

  • 马姐

    是啊。 除了使用高效率电动机之外,电动机,也可以采取配合所需转矩设定电流值的方法。

    图5 抑制温度上升的方法
    图5 抑制温度上升的方法
  • 达弟

    电流值的设定记得以前在「如何控制步进马达的发热? 」这个单元学习过!

  • 马姐

    好好复习喔。 这次虽然是学习寿命,但发热对寿命有很大影响,可以好好地对客户说明。

  • 达弟

    好的!

  • 马姐

    对客户而言,寿命是决定设备维修,检查时间点的重要因素。技术资料中有详细说明东方马达产品的寿命原理。 其中也有记载寿命的标准时间及推估计算方法,请再确认一下。

  • 达弟

    我明白了! 我会好好学习,成为寿命专家。