1. بيان المشكلة
باعتبارها معدات أساسية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، تُستخدم محركات التيار المستمر على نطاق واسع في أدوات الآلات، والمصاعد، ومركبات الطاقة الجديدة، وغيرها من المجالات. ومع ذلك، أثناء التشغيل طويل الأمد، قد يلاحظ بعض المستخدمين ارتفاعًا غير طبيعي في درجة حرارة غلاف المحرك، وفي الحالات الشديدة، ظواهر ارتفاع درجة الحرارة مثل تغير لون طبقة العزل وانبعاث رائحة احتراق. لا يقتصر تأثير هذه المشكلة على تقصير عمر المحرك فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى أعطال خطيرة مثل احتراق الملفات وتوقف المعدات عن العمل، مما يؤدي إلى مخاطر على السلامة وخسائر اقتصادية. لذلك، يُعدّ استكشاف "أسباب ارتفاع درجة حرارة محركات التيار المستمر أثناء التشغيل، وكيفية الوقاية منها والتعامل معها علميًا" أمرًا بالغ الأهمية لضمان التشغيل المستقر للمعدات.

2. تحليل المشكلة: الأسباب الرئيسية لارتفاع درجة حرارة محرك التيار المستمر
يرتبط ارتفاع درجة حرارة محرك التيار المستمر ارتباطًا مباشرًا بفقدان الطاقة. تنجم ظاهرة ارتفاع درجة حرارته بشكل رئيسي عن مشكلتين أساسيتين: زيادة غير طبيعية في الخسائر الداخلية، وتعطل نظام تبديد الحرارة، ويمكن تقسيمهما تحديدًا إلى الفئات الثلاث التالية:

أولًا، الفقد الكهربائي المفرط. عند تشغيل المحرك، تُولّد لفات المحرك ولفات المجال خسائر في النحاس، تتناسب قيمتها طرديًا مع مربع التيار. إذا عمل المحرك تحت حمل زائد لفترة طويلة، أو إذا كان جهد المحرك مرتفعًا جدًا، مما يتسبب في تجاوز التيار للقيمة الاسمية، فسيزداد فقد النحاس بشكل حاد. إذا لم يتم تبديد الحرارة في الوقت المناسب، فسترتفع درجة حرارة المحرك. على سبيل المثال، في معالجة أدوات الماكينة، إذا زاد حمل القطع فجأة، فسيحتاج المحرك إلى عزم دوران أكبر، وسيرتفع تيار المحرك تبعًا لذلك. إذا استمر هذا الوضع لفترة طويلة، فستتجاوز درجة حرارة اللفائف بسرعة عتبة الأمان.

ثانيًا، الاحتكاك الميكانيكي غير الطبيعي. يوجد احتكاك ميكانيكي بين المحامل والمبدل والفرش داخل المحرك. في الظروف العادية، يكون فقدان الاحتكاك ضئيلًا. مع ذلك، مع زيادة مدة الخدمة، قد تواجه المحامل مشاكل مثل التآكل وجفاف شحم التشحيم، مما يؤدي إلى زيادة مقاومة الاحتكاك. إذا كان سطح المبدل متآكلًا أو مشوهًا أو كان ضغط الفرشاة مرتفعًا جدًا، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى تكثيف التسخين الاحتكاكي. هذه الأعطال الميكانيكية تحوّل فقدان المحرك الميكانيكي إلى حرارة إضافية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته الإجمالية. على سبيل المثال، بعد تآكل المحمل، سيُصاب الدوار بانحراف طفيف، مما لا يزيد الاحتكاك فحسب، بل قد يُسبب أيضًا فجوات هوائية غير متساوية، مما يزيد من تسخين المحرك.

ثالثًا، عطل في نظام تبديد الحرارة. تعتمد محركات التيار المستمر عادةً على المراوح، أو مشعات الحرارة، أو قنوات هواء التبريد لتبديد الحرارة. في حال تلف شفرات المروحة، أو انسداد مشعات الحرارة بالغبار والزيت، أو انسداد قنوات هواء التبريد بالحطام، تنخفض كفاءة تبديد الحرارة بشكل ملحوظ. بالإضافة إلى ذلك، فإن التشغيل في بيئة عالية الحرارة (مثل المعدات الخارجية في الصيف أو المحركات في خزائن التحكم المغلقة) يزيد من صعوبة تبديد الحرارة، مما يزيد من احتمالية ارتفاع درجة الحرارة.

3. إجراءات الوقاية والمعالجة لارتفاع درجة حرارة محرك التيار المستمر
استجابة للأسباب المذكورة أعلاه، يمكن اتخاذ التدابير من جانبين: الصيانة الوقائية ومعالجة الأخطاء لتجنب ارتفاع درجة حرارة المحرك.

فيما يتعلق بالصيانة الوقائية، أولًا، من الضروري التحكم في حمل المحرك بشكل معقول وتجنب التشغيل الزائد لفترات طويلة. اختر محركًا بقوة مناسبة لمتطلبات المعدات، وقم بتركيب حماية من التيار الزائد في نظام التحكم لقطع التيار الكهربائي تلقائيًا أو تقليل الحمل عند تجاوز التيار القيمة الاسمية. ثانيًا، قم بإجراء صيانة ميكانيكية دورية للمحرك. تحقق من حالة تزييت المحامل كل 3-6 أشهر، وأضف أو استبدل شحم التشحيم في الوقت المناسب، وافحص درجة تآكل الفرشاة، واضبط ضغط الفرشاة، وحافظ على سطح المبدل نظيفًا وناعمًا. أخيرًا، نظف نظام تبديد الحرارة بانتظام، وأزل الغبار والزيت من مشعات الحرارة والمراوح وقنوات الهواء لضمان قنوات تبديد الحرارة دون عوائق. في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، يمكن تركيب مراوح تبريد إضافية أو أجهزة تبديد حرارة.

فيما يتعلق بمعالجة الأعطال، في حال ارتفاع درجة حرارة المحرك، يجب إيقاف تشغيل الآلة فورًا لإجراء فحص. إذا كان السبب هو فقدان كهربائي مفرط، فمن الضروري التحقق من وجود حمل غير طبيعي، والتحقق من استقرار جهد المحرك، وفحص الملفات بحثًا عن أي أعطال مثل قصر الدائرة أو أعطال التأريض. عند الضرورة، استبدل الملفات التالفة. إذا كانت المشكلة احتكاكًا ميكانيكيًا غير طبيعي، فقم بفك المحرك للتحقق من تآكل المحامل ووجود أعطال في المُبدِّل والفرش، ثم استبدل الأجزاء التالفة وأعد تجميعها. في حال تعطل نظام تبديد الحرارة، نظّف مكوناته، وأصلح أو استبدل المروحة التالفة، ونظّف قنوات هواء التبريد لضمان عودة نظام تبديد الحرارة إلى العمل بشكل طبيعي. بعد استكشاف الأخطاء وإصلاحها، قم بإجراء اختبار تشغيل بدون حمل لفترة من الوقت للتأكد من أن درجة حرارة المحرك طبيعية قبل تشغيله.

باختصار، ارتفاع درجة حرارة محركات التيار المستمر ناتج عن تضافر عدة عوامل. من خلال الصيانة الوقائية العلمية والمعالجة السريعة للأعطال، يمكن تجنب ارتفاع درجة الحرارة بفعالية، وإطالة عمر المحرك، وضمان استقرار تشغيل المعدات.
​