1. רקע
מנועי AC נמצאים בשימוש נרחב במפעלים תעשייתיים, תחנות בסיס חיצוניות, מכרות ותרחישים אחרים, עם הבדלים משמעותיים בסביבות ההפעלה. שינויי טמפרטורה פתאומיים, לחות גבוהה, הצטברות אבק וגורמים אחרים מובילים בקלות להזדקנות בידוד המנוע, קורוזיה של רכיבים, כשל בפיזור חום ואף לשחיקה. לדוגמה, מנועים בתחנות משנה פתוחות נוטים לקפוץ עקב פיזור חום לקוי בקיץ, ולחות גבוהה בסדנאות טקסטיל מפחיתה את עמידות הבידוד של הסלילים, וגורמת לקצרים חשמליים. לכן, בחינת השפעת הסביבה על המנועים ואמצעי ההגנה הם בעלי חשיבות רבה להבטחת הפעולה ולהפחתת עלויות התפעול והתחזוקה.
2. השפעת תנאי הסביבה על מנועים
2.1 טמפרטורה: השפעת בידוד ופיזור חום
טמפרטורה היא מדד מפתח לחיי שירות המנוע. עליית הטמפרטורה המרבית המותרת של מנועים רגילים היא 80-100K (טמפרטורת סביבה ייחוס 40°C). כאשר הסביבה עולה על 35°C, חיי השירות של חומרי הבידוד מתקצרים בחצי עבור כל עלייה של 10°C. טמפרטורות גבוהות מרככות וסדוקות את צבע הבידוד של סלילי הסטטור, וגורמות לקצרים בין סיבובים; הן גם מפחיתות את צמיגות גריז המיסב, מה שמגביר את הבלאי, הרעש והוויברציות. טמפרטורות נמוכות (מתחת ל-20°C-) ממצקות את הגריז, וגורמות לעלייה בהתנגדות ובזרם ההתנעה, מה שעלול לשרוף את הסלילים; במקביל, התפשטות תרמית והתכווצות של רכיבי מתכת יוצרות לחץ, מה שעלול בקלות לגרום לסדקים בגוף המיסב לאחר שימוש ממושך.
2.2 לחות: האצת קורוזיה וכשל בידוד
כאשר לחות הסביבה היחסית עולה על 85%, לחות מתעבה בקלות בתוך המנוע. לחות נצמדת למשטח הסליל, מה שמפחית את התנגדות הבידוד ממעל 100MΩ מתחת ל-1MΩ ומגביר את הסיכון לדליפה. אם ישנם גזים קורוזיביים כמו חומצה ובסיס, לחות מתאחדת עם חומרים קורוזיביים ליצירת אלקטרוליטים, מה שמאיץ את קורוזיית הבידוד. בנוסף, לחות גורמת לחלודה על הרוטורים והמיסבים; חלודה של הרוטור פוגעת באחידות מרווח האוויר ומגבירה את ההפסדים האלקטרומגנטיים; קורוזיה של מיסבים מגבירה את התנגדות הסיבוב ואף גורמת ל"התקפות", המשפיעה על יציבות המהירות.
2.3 אבק: פגיעה בפיזור חום וגרימת תקלות
בתרחישים עם ריכוז אבק גבוה, כמו מכרות ומפעלי מלט, אבק חודר בקלות ומצטבר במנועים. אבק מכסה את ליבת הסטטור ואת הסלילים, ויוצר שכבת בידוד חום שמעכבת את פיזור החום, מה שמוביל לעלייה מוגברת בטמפרטורה ולהזדקנות מואצת של הבידוד. לאחר כניסתו למסבים, הוא מתערבב עם גריז ויוצר "חומרים שוחקים", מה שמגביר את שחיקת המיסבים ומקצר את חיי השירות. אבק מוליך (למשל, אבקת גרפיט) המצטבר בפערים בסלילים עלול לגרום לדליפה בין סיבובים ולקצר חשמלי באדמה, מה שעלול לשרוף ישירות את המנוע.
3. אמצעי הגנה
3.1 טיפול בטמפרטורה
בסביבות טמפרטורה גבוהה, יש להשתמש בחומרי בידוד מסוג H (עומדים ב-180°C) במקום מסוג B/F; יש להתקין גופי קירור או מערכות קירור אוויר מאולץ, ולצייד מנועים גדולים במאווררים עצמאיים; יש למטב את שימון המיסבים בעזרת גריז סינתטי העומד ב-150°C. בסביבות טמפרטורה נמוכה, יש לחמם מראש את הסלילים והמיסבים למעל -20°C בעזרת סרטי חימום לפני ההפעלה; יש לבחור גריז מבוסס ליתיום העומד ב-40°C-; יש לבודד את המארז בצמר סלעים או פוליאוריטן.
3.2 התמודדות עם לחות
להגנה מפני לחות, יש להתקין קופסאות ייבוש מובנות מסיליקה ג'ל במנועים ולהחליף אותן באופן קבוע; יש לאמץ מבנה אטום עם טבעות O למניעת חלחול מים; יש למרוח צבע מבודד עמיד לחות על הסלילים ולבצע טיפול נגד קורונה. להגנה מפני קורוזיה, יש להשתמש במארזי נירוסטה במקום ברזל יצוק בסביבות כימיות; יש לרסס ציפויי שרף אפוקסי בפנים; יש לבדוק באופן קבוע את התנגדות הבידוד ולבצע ייבוש באוויר חם באופן מיידי אם מתגלה נפילה.
3.3 טיפול באבק
בחרו מנועים בעלי דירוג הגנה IP54 ומעלה (IP54 מונע כמויות גדולות של אבק ומים מתזים; IP65, אטום לחלוטין לאבק ועמיד בפני סילוני מים, משמש במכרות); התקינו מסנני אבק בפתחי פתחי האוויר ונקו אותם באופן קבוע; הרחיבו את חריצי האוורור כדי להפחית הצטברות אבק. נקו אבק על המארז וצלעות הקירור מדי חודש, פתחו את מכסי הקצה כדי לנקות את פנים המנוע מדי רבעון; בדקו את התנגדות הבידוד של הסליל כל שישה חודשים בסביבות אבק מוליכות.
4. סיכום
טמפרטורה, לחות ואבק משפיעים על ביצועי המנוע ועל חיי השירות מבחינת בידוד, בלאי ופיזור חום. ניתן להשיג שיפור יכולת ההסתגלות הסביבתית של המנוע על ידי בחירת חומרים מתאימים, אופטימיזציה של מבנים וחיזוק התחזוקה. בפועל, יש לפתח פתרונות מותאמים אישית המבוססים על תרחישים (למשל, סדנאות בטמפרטורה גבוהה ולחות גבוהה בדרום, מכרות בטמפרטורה נמוכה ומאובקים בצפון) כדי למקסם את ביצועי המנוע, להאריך את חיי השירות ולהבטיח ייצור יציב וחיי יומיום.




