Diagnostyka silnika elektrycznego

Czym jest silnik elektryczny?

Silnik elektryczny jest elementem samochodu, który przetwarza energię elektryczną w energię mechaniczną ruchu obrotowego lub postępowego, który jest zdecydowanie rzadziej spotykany. Można je podzielić ze względu na sposób zasilania napięciem stałym lub zmiennym. Do pierwszej z grupy zalicza się silniki elektryczne prądu stałego z magnesami trwałymi oraz szeregowe. Z kolei do drugiej kategorii należą silniki jednofazowe, trójfazowe oraz zasilane dwustronnie.
W samochodach obecnie najczęściej używa się dwa typy silników: trójfazowe (asynchroniczne – ASM) oraz synchroniczne z magnesami trwałymi (PSM).

Jak działa silnik elektryczny?

Silnik elektryczny asynchroniczny ma prostą budowę i składa się z dwóch głównych elementów: nieruchomego stojana, który wyposażony jest w uzwojenie oraz ruchomego wirnika. W wyniku podłączenia prądu do silnika wielofazowego zmiennego wytwarza się wypadkowe pole magnetyczne wirujące wokół wirnika i stojana. W ten sposób powstaje moment elektromagnetyczny, który oddziałuje na wirnik i tworzy również moment obrotowy, który jest przekazywany do układu napędowego samochodu.
Jeśli chodzi o silniki synchroniczne, to ich budowa znacząco nie różni się od tego asynchronicznego. Również i w tym przypadku najważniejszymi podzespołami jest stojan i wirnik. W tego rodzaju jednostkach wirnik może być wykonany z litego metalu magnetycznego, a porównywalną różnicą jest fakt, że prędkość wirowania wirnika jest równa prędkości wirowania pola magnetycznego – stąd nazwa silnik synchroniczny. Diagnoza wskazuje, że ten typ napędu jest jak najbardziej wydajny.
Siła napędowa i moment obrotowy w obu typach silników powstaje w wyniku działania pola elektromagnetycznego. Zdecydowaną zaletą tego typu jednostek napędowych jest ich prosta budowa. Składają się jedynie z dwóch elementów: stojana i wirnika. Dodatkowo w silnikach elektrycznych maksymalny moment obrotowy jest uzyskiwany od razu, co wpływa na dynamikę jazdy, a jednocześnie sprawia, że nie ma potrzeby korzystania ze skrzyni biegów.

Częste problemy z silnikiem elektrycznym

Pomimo braku skomplikowanej budowy silniki elektryczne również mogą ulec awarii. Jedną z typowych usterek tego komponentu jest zużycie się łożysk. Często pojawia się również zawilgocenie lub uszkodzenie stojana. Z kolei dużo rzadziej występują awarie wirnika. Warto wiedzieć, że zdecydowana większość niesprawności wiąże się jednak z tym, że źle użytkuje się silnik elektryczny. Diagnoza wykazuje zazwyczaj błędne osiowanie, nadmierne napięcie kół pasowych, zniszczenia osłony jednostki lub wentylatora chłodzącego.
Silnik elektryczny ma też dużą styczność z wysoką temperaturą. W tym przypadku analiza często wykazuje problemy z asymetrią napięcia. Brak równowagi między fazami powoduje zbyt duży przepływ prądu w jednej lub kilku z nich, a to zwiększa temperaturę roboczą i prowadzi do uszkodzeń.

Jak diagnozować problemy z silnikiem elektrycznym?

Diagnoza silników elektrycznych powinna następować w warunkach pracy. Można to zrobić bezpośrednio w samochodzie lub demontując jednostkę, umieścić ją na specjalnie przeznaczonej do tego maszynie testowej. Diagnostyka silnika elektrycznego w pierwszym etapie koncentruje się na sprawdzeniu wydajności. Testy wykonane w tym zakresie pokazują ogólne jej zużycie. Dodatkowo umożliwia wykrycie przeciążeń oraz miejsc, w których się pojawiają.
Jednym z kluczowych elementów diagnostycznych silnika elektrycznego jest sprawdzenie momentu obrotowego. Wykonuje się to za pomocą różnych testów, dzięki którym mechanik jest w stanie ocenić i wykryć szereg problemów. Sprawdziany pozwalają również na rozpoznanie wad w łożyskach.

Diagnostyka silnika elektrycznego polega również na wykonaniu pomiarów częstotliwości i prądów zasilania. Pozwalają one wykryć pęknięcia w prętach wirnika lub w pierścieniach. Oceniając prawidłową pracę jednostki napędowej, konieczne jest również sprawdzenie przeciążeń termicznych. Niezbędne w tym zakresie jest wskazanie wszystkich potencjalnych przyczyn strat energii.
Gdy wiesz już, jak diagnozować problemy z silnikiem elektrycznym możesz zapewnić swojemu pojazdowi urządzenia, które będą ciągle monitorować jego pracę. Pozwoli to odpowiednio wcześnie wykryć problemy z jednostką napędową.

Wymiana silnika elektrycznego

Gdy diagnostyka silnika elektrycznego wskazała na nieprawidłowości w jego zakresie, należy podjąć decyzję o naprawie lub wymianie omawianego podzespołu. Prosta budowa elementu sprawia, że różnice w kosztach naprawy oraz zakupu nowego podzespołu czasami są nieznaczne. Nowy element gwarantuje jednak lepszą trwałość i wydajność, a głównie na tym zależy użytkownikom samochodów.
Pamiętaj, że wymiana silnika elektrycznego wymaga fachowej wiedzy oraz narzędzi. Brak umiejętności w tym zakresie może doprowadzić nawet do pożaru.
Jeśli jednak zdecydujesz się na naprawę silnika elektrycznego we własnym zakresie, najprawdopodobniej zdecydujesz się na procedurę zwaną przezwajaniem – jest to regeneracja poszczególnych elementów. Firmy zajmujące się tym, nie tylko zadbają o uszkodzone uzwojenie, ale także często odnowią łożyska oraz wał. Również w momencie, kiedy poszczególne elementy nie nadadzą się już do regeneracji, są one zamieniane na nowe komponenty. Niezwykle ważne przy naprawie silnika elektrycznego jest również prawidłowe wyważenie dynamiczne wirnika – pozwala to na pozbycie się luzów i zwiększenie wydajności.