電動機の心臓の鼓動：電動機巻線故障を診断するための体系的なアプローチ

現場での沈黙

建設用ウインチが、重要な荷重を持ち上げる任務中に突然沈黙した。電動機は唸り、その後ブレーカーがトリップした。高層プロジェクト全体のワークフローが停止した。

この瞬間、多くの仮説が生まれる。電源か？可変周波数ドライブ（VFD）か？荷重が詰まったのか？それとも機械の心臓である電動機そのものか？

ダウンタイムのコストは、分とドルで測定される。しかし、誤った診断のコスト—健全な電動機を不必要に交換すること、あるいはさらに悪いことに、故障した電動機を再び稼働させること—は、はるかに大きい。課題は技術的なものだけでなく、心理的なものでもある。それは不確実性との戦いだ。

私たちの心は単純な答えを求める。最も簡単なたたき台は、しばしば最も目に見える、あるいは複雑なコンポーネントである電動機だ。私たちは行動へのバイアスを持っており、電動機を交換することが進歩のように感じられる。

しかし、体系的なアプローチは仮説を確実性に置き換える。健全な電動機は、2つの基本的な特性によって定義される独特の電気的な「心臓の鼓動」を持っている。それは、ケーシングからの完全な電気的絶縁と、電流が内部を流れるための完全にバランスの取れた経路である。

これらの2つの特性をテストすることで、推測から知ることへと移行できる。

2つの簡単でありながら強力なテストで、電動機の電気的状態の完全な全体像を把握できる。

これは、安全性と完全性にとって最も重要なテストである。それは1つの質問に答える。銅巻線を保護する絶縁が劣化し、電気が電動機の金属フレームに漏れているか？

これは地絡と呼ばれ、重大な故障である。

この仕事の道具は、標準的なマルチメータではなく、絶縁抵抗テスター（しばしばメガーと呼ばれる）であるべきだ。マルチメータは、弱くなった絶縁にだまされる可能性のある低電圧を使用する。メガーは、システムを真にストレスを与え、その欠陥を明らかにするために、より高い電圧を使用する。

手順：

健全な電動機：非常に高い、またはほぼ無限大の抵抗値（メガオーム、MΩで測定）を示す。これは、絶縁がその仕事を果たし、電気が閉じ込められていることを意味する。
故障した電動機：ゼロまたは非常に低い抵抗値を示す。これは、電流が地面への直接経路を持っていることを示す明確な信号である。電動機は安全ではなく、使用できない。

このテストは、巻線内部を調べる。銅線の完全性をチェックし、断線や内部短絡がないことを確認する。3相電動機がスムーズに動作するためには、3つの巻線すべてが電気的に同一でなければならない。

抵抗値（Ω）を測定するように設定された標準的なマルチメータは、ここで完璧なツールとなる。

手順：

健全な電動機：3つの抵抗値は非常に低く（しばしば1Ω未満）、そして最も重要なことに、互いにほぼ同一になる。
故障した電動機：無限大の読み取り値（「OL」）は、断線または開放巻線を示す。他の2つの値と著しく異なる読み取り値は、内部短絡を示しており、過熱と最終的な故障を引き起こす。

診断への自信は、一般的な落とし穴を避けることから生まれる。

制御盤でのテスト失敗が、自動的に電動機を非難するわけではない。電源ケーブル自体が故障する可能性がある。問題を特定するために、常に電動機端子で直接これらのテストを実行すること。この簡単なステップは、不良ケーブルのために良好な電動機を交換するというコストのかかる間違いを防ぐ。

地絡テストにマルチメータを使用することは、よくある間違いだ。デッドショートは検出できるかもしれないが、適切な絶縁テスターのより高い電圧でしか失敗しない、損なわれた絶縁を見逃すだろう。適切なツールを使用することは、好みではなく、正しい質問をすることである。

湿気は絶縁の大敵である。湿った環境に置かれた後に地絡テストに失敗した電動機は、永久に損傷していない可能性がある。場合によっては、制御されたオーブンで適切な乾燥手順を行うことで、絶縁を回復させ、電動機をスクラップから救うことができる。

テスト結果は、推測を排除した明確な道筋を作成する。

テスト結果	診断	必要なアクション
接地抵抗が高く、位相間読み取り値がバランスが取れている	電動機巻線は健全。	他の場所を探す：VFD、電源、または機械的負荷。
接地抵抗が低い、またはゼロ	重大な絶縁故障（地絡）。	電動機を交換または専門的に巻き直す。
任意の2つの相間の無限大（「OL」）読み取り値	巻線断線。	電動機を交換または巻き直す。
位相間の抵抗値の不均衡	内部巻線短絡。	さらなる損傷を防ぐために電動機を交換する。