決定馬達壽命的要因是什麼呢?

Teach Me Please! 馬姐
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  • 達弟

    有位長年使用馬達的客戶詢問「馬達使用壽命的原因是什麼?」。

  • 馬姐

    首先你覺得使用壽命的定義是什麼呢?

  • 達弟

    使用壽命是指無法動作為止嗎?

  • 馬姐

    不太對喔。當無法發揮規格所訴求的速度、轉矩、精度時,就是已經達到使用壽命了。

    圖1 經時劣化造成的速度與轉矩變化
    Figure 1  Change in Speed and Torque Due to Aging and Deterioration
  • 達弟

    原來如此。也就是即使馬達還能動作,但可能已經達到使用壽命。

  • 馬姐

    是啊。馬達、減速機、回路產品中有哪些零件與使用壽命有關呢?

  • 達弟

    這我之前有讀過技術資料!馬達、減速機的話就是軸承或齒輪、回路產品則是鋁質電解電容器等電子零件。

    圖2 影響壽命的主要因素
    Figure 2  Main Factors That Contribute to Lifetime
  • 馬姐

    真有兩下子喔,達弟。
    那麼,先從馬達、減速機詳細說明吧。 軸承或齒輪是動作時受到最大負載的零件。由於承受負載,因此最容易磨損。為了減少磨損,會使用潤滑油使其容易滑動,但潤滑油會因受熱而劣化。

    圖3 馬達的構造
    Figure 3  Internal Structure of the Motor
  • 達弟

    原來如此,潤滑油若劣化,就無法維持規格上的性能了。

  • 馬姐

    沒錯。但使用壽命的因素不只一個。比方說,可能會有組裝精度不良或超過容許慣性等因素,都必須請客戶進行確認。

  • 達弟

    好的!
    也告訴我回路產品的部分。電子零件的壽命標準,具體而言是什麼呢?

  • 馬姐

    回路產品會受電子零件劣化影響壽命。特別是電解電容器由於重複頻繁蓄電及放電,負擔特別大。電解電容器在高溫下會產生劣化,造成壽命變短。

  • 達弟

    因此不只潤滑油,控制電子零件溫度上升也是非常重要。那麼,溫度上升會如何改變壽命呢?

  • 馬姐

    軸承潤滑油的特性為當軸承溫度每上升15 ℃,壽命就會減少一半。電解電容器的特性為當環境溫度上升10 ℃,壽命就會減少一半。

    圖4 溫度與壽命的關係
    Figure 4  Relationship Between Temperature and Lifetime
  • 達弟

    要如何控制溫度上升呢?

  • 馬姐

    有冷卻熱源的方法及控制熱源發熱量的方法。你應該知道熱源可以藉由風扇冷卻。但知道要如何控制發熱量嗎?

  • 達弟

    啊……

  • 馬姐

    通電時,並非所有的能量都轉化為動力。部分能源會損失,並變成熱。

  • 達弟

    原來如此!損失越小,發熱量就會變小,也就能控制溫度上升。損失較少…也就是要選擇高效率的馬達,對吧。

  • 馬姐

    是啊。除了使用高效率馬達之外,若是步進馬達,也可以採取配合所需轉矩設定電流值的方法。

    圖5 控制溫度上升的方式
    Figure 5  How to Control Temperature Rise
  • 達弟

    電流值的設定記得以前在「"如何控制步進馬達的發熱?」這個單元學習過!

  • 馬姐

    好好複習喔。這次雖然是學習壽命,但發熱對壽命有很大影響,可以好好地對客戶說明。

  • 達弟

    好的!

  • 馬姐

    對客戶而言,壽命是決定設備維修,檢查時間點的重要因素。技術資料中有詳細說明東方馬達產品的壽命原理。其中也有記載壽命的標準時間及推估計算方法,請再確認一下。

  • 達弟

    我明白了!我會好好學習,成為壽命專家。

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