एसी मोटर के संचालन में आम तौर पर होने वाली "अति तापन और अधिभार" की समस्या का क्या कारण है? ऐसी समस्याओं को प्रभावी ढंग से कैसे रोका और नियंत्रित किया जाए?

एसी मोटर संचालन में "ओवरहीटिंग और ओवरलोड" उस स्थिति को संदर्भित करता है जहाँ मोटर का वास्तविक भार उसके निर्धारित भार से अधिक हो जाता है, या अन्य असामान्यताओं के कारण स्टेटर और रोटर का तापमान डिज़ाइन के स्वीकार्य मान (आमतौर पर इन्सुलेशन वर्ग के अनुरूप अधिकतम तापमान, जैसे वर्ग A के लिए 105°C, वर्ग B के लिए 130°C, वर्ग F के लिए 155°C, और वर्ग H के लिए 180°C) से अधिक हो जाता है। लंबे समय तक ओवरलोड रहने से इन्सुलेशन पुराना हो सकता है, वाइंडिंग जल सकती है, और यहाँ तक कि मोटर खराब भी हो सकती है। इसके कारण, रोकथाम और प्रबंधन के तरीके इस प्रकार हैं:

1. ओवरहीटिंग और ओवरलोड के मुख्य कारण

एसी मोटरों में ओवरहीटिंग और ओवरलोड का सार यह है कि "मोटर की इनपुट पावर आउटपुट पावर से ज़्यादा होती है, और अतिरिक्त ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित होकर जमा हो जाती है"। विशेष रूप से, इसे चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: लोड-साइड कारण, मोटर स्व-कारण, बिजली आपूर्ति पक्ष के कारण, और परिचालन वातावरण के कारण.

1.1 लोड-साइड कारण (सबसे आम)

वास्तविक भार निर्धारित भार से अधिक हैउदाहरण के लिए, पानी के पंपों और पंखों की पाइपलाइनों में रुकावटों के कारण प्रतिरोध बढ़ जाता है, मशीन टूल्स का कटिंग वॉल्यूम अत्यधिक हो जाता है, और कन्वेयर बेल्ट जाम हो जाते हैं। इसके कारण मोटर का आउटपुट टॉर्क लगातार रेटेड टॉर्क से अधिक हो जाता है, और करंट रेटेड करंट से कहीं ज़्यादा हो जाता है (ओवरलोड करंट आमतौर पर रेटेड करंट का 1.2-2 गुना होता है), जिससे कॉपर लॉस (I²R) में तेज़ वृद्धि होती है और बाद में हीटिंग होती है।
लोड का बार-बार स्टार्ट-अप/आगे-पीछे घूमनामोटर की प्रारंभिक धारा, स्टार्ट-अप के दौरान निर्धारित धारा की 5-8 गुना होती है। बार-बार स्टार्ट-स्टॉप करने से अल्पकालिक उच्च धाराओं द्वारा उत्पन्न ऊष्मा एकत्रित हो जाएगी, विशेष रूप से छोटे और मध्यम आकार के अतुल्यकालिक मोटरों के लिए, जहाँ स्टार्ट-अप हानि का अनुपात अधिक होता है।
अत्यधिक भार में उतार-चढ़ावक्रशर और वाइब्रेटिंग स्क्रीन जैसे उपकरणों में, भार में बहुत उतार-चढ़ाव होता है। मोटर को टॉर्क को बार-बार समायोजित करना पड़ता है, और धारा में उतार-चढ़ाव के कारण ऊष्मा का संचय होता है।

1.2 मोटर स्व-कारण

वाइंडिंग दोषस्टेटर वाइंडिंग में इंटर-टर्न शॉर्ट सर्किट, फेज़-टू-फेज़ शॉर्ट सर्किट, या ग्राउंड शॉर्ट सर्किट, वाइंडिंग के प्रभावी टर्नों की संख्या को कम कर देंगे और असामान्य धारा वृद्धि का कारण बनेंगे, जिसके परिणामस्वरूप गंभीर स्थानीय अतिताप होगा (उदाहरण के लिए, इंटर-टर्न शॉर्ट सर्किट पर तापमान तुरंत 200°C से अधिक हो सकता है)। रोटर वाइंडिंग (वाउंड रोटर के लिए) में खुले सर्किट या स्लिप रिंगों के खराब संपर्क के कारण रोटर धारा असमान होगी और अतिरिक्त तापन हानि होगी।
लौह कोर दोषस्टेटर कोर की सिलिकॉन स्टील शीट के बीच के इंसुलेशन को नुकसान (जैसे उम्र बढ़ने और घिसने से) "एडी करंट लॉस" और "हिस्टैरिसीस लॉस" को बढ़ा देगा, जिससे आयरन कोर गर्म हो जाएगा और वाइंडिंग में ऊष्मा स्थानांतरित हो जाएगी। आयरन कोर लेमिनेशन के ढीले होने से चुंबकीय प्रतिरोध बढ़ जाता है, जिससे तापन भी तेज हो जाता है।
यांत्रिक दोष: बीयरिंगों के घिसने, तेल की कमी या जाम होने से रोटर का घूर्णी प्रतिरोध बढ़ जाता है, और यांत्रिक क्षति ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। स्टेटर और रोटर के बीच असमान वायु अंतराल (जैसे बीयरिंग का आंतरिक/बाहरी रिंग रनआउट) के कारण चुंबकीय क्षेत्र का असमान वितरण, अत्यधिक स्थानीय चुंबकीय फ्लक्स घनत्व और अतिरिक्त क्षति में वृद्धि होती है।

1.3 बिजली आपूर्ति पक्ष के कारण

असामान्य बिजली आपूर्ति वोल्टेजअत्यधिक उच्च वोल्टेज (निर्धारित वोल्टेज से 10% से अधिक) स्टेटर कोर के चुंबकीय फ्लक्स घनत्व को संतृप्त कर देगा और लौह हानि को तेज़ी से बढ़ा देगा। अत्यधिक कम वोल्टेज (निर्धारित वोल्टेज से 10% से अधिक कम) मोटर के आउटपुट टॉर्क को कम कर देगा। यदि भार अपरिवर्तित रहता है, तो टॉर्क को बनाए रखने के लिए मोटर को धारा बढ़ानी पड़ती है, जिसके परिणामस्वरूप तांबे की हानि बढ़ जाती है।
असामान्य बिजली आपूर्ति आवृत्तिचीन में औद्योगिक आवृत्ति 50 हर्ट्ज़ है। यदि आवृत्ति कम हो जाती है (उदाहरण के लिए, 48 हर्ट्ज़ से कम), तो स्टेटर घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र की गति कम हो जाती है, रोटर स्लिप दर बढ़ जाती है, और रोटर कॉपर हानि बढ़ जाती है। आवृत्ति में वृद्धि से मोटर का आयरन हानि भी बढ़ जाएगी।
तीन-चरण बिजली आपूर्ति असंतुलनयदि त्रि-फेज वोल्टेज का अंतर 5% से अधिक हो जाता है, तो स्टेटर की त्रि-फेज धारा असंतुलित हो जाएगी। ऋणात्मक-अनुक्रम धारा एक विपरीत घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है, जिससे अतिरिक्त हानि और तापन बढ़ता है, और विशेष रूप से रोटर का अति-ताप होता है।

1.4 परिचालन वातावरण के कारण

खराब ऊष्मा अपव्यय की स्थितिमोटर के कूलिंग फैन को नुकसान, फैन कवर का अवरुद्ध होना, या उच्च तापमान (40 डिग्री सेल्सियस से अधिक) वाले वातावरण में मोटर की स्थापना, अत्यधिक धूल और खराब वेंटिलेशन के कारण गर्मी प्रभावी रूप से नष्ट नहीं हो पाती है, जिससे तापमान संचय होता है।
बेमेल सुरक्षा वर्गउदाहरण के लिए, आर्द्र वातावरण में IP23 सुरक्षा वर्ग (ठोस विदेशी वस्तुओं से सुरक्षा करता है लेकिन पानी से नहीं) वाली मोटर का उपयोग करने से नमी प्रवेश कर जाती है, जिससे वाइंडिंग का इन्सुलेशन कम हो जाता है और लीकेज करंट बढ़ जाता है, जिससे हीटिंग होती है।

2. ओवरहीटिंग और ओवरलोड के लिए निवारक उपाय

उपरोक्त कारणों के जवाब में, रोकथाम चार पहलुओं से की जानी चाहिए: "लोड मिलान, मोटर रखरखाव, बिजली आपूर्ति गारंटी और पर्यावरण नियंत्रण":

लोड और मोटर का उचित मिलान करें
- मोटर चुनते समय, सुनिश्चित करें कि उसकी रेटेड शक्ति वास्तविक भार शक्ति से 10%-20% अधिक हो (अर्थात, "भार दर" 80%-90% पर नियंत्रित हो) ताकि "छोटा घोड़ा बड़ी गाड़ी न खींचे"। बार-बार स्टार्ट-अप और आगे-पीछे घूमने की आवश्यकता वाले उपकरणों के लिए, "बार-बार स्टार्ट-अप प्रकार की मोटरें" चुनें (जैसे YZR श्रृंखला वाउंड एसिंक्रोनस मोटर)।
- लोड स्थापित करते समय, सुनिश्चित करें कि उपकरण की यांत्रिक संचरण प्रणाली (जैसे कपलिंग और पुली) की समाक्षीयता आवश्यकताओं को पूरा करती है, ताकि गलत संरेखण के कारण अतिरिक्त भार से बचा जा सके।
मोटर का नियमित रखरखाव करें
- वाइंडिंग निरीक्षणस्टेटर वाइंडिंग के ज़मीन के प्रति इंसुलेशन प्रतिरोध की जाँच हर महीने एक इंसुलेशन प्रतिरोध मीटर (मेगोह्ममीटर) से करें, जो 0.5MΩ (कम वोल्टेज वाली मोटरों के लिए) से कम नहीं होना चाहिए। अगर यह बहुत कम है, तो वाइंडिंग को सुखाना या बदलना ज़रूरी है। वाइंडिंग के रंग में आए बदलाव और जलने की गंध की नियमित जाँच करें।
- लौह कोर और यांत्रिक निरीक्षणहर तिमाही में जाँच करें कि क्या आयरन कोर लेमिनेशन ढीले हैं, क्या बियरिंग्स में असामान्य शोर और तेल रिसाव हो रहा है, और निर्देशों के अनुसार नियमित रूप से ग्रीस (जैसे नंबर 2 लिथियम-आधारित ग्रीस) भरें या बदलें। स्टेटर और रोटर के बीच हवा के अंतर की जाँच करें, और यदि यह असमान है तो बियरिंग्स या रोटर को समायोजित करें।
- शीतलन प्रणाली निरीक्षण: मोटर हीट सिंक और पंखे के कवर पर जमी धूल को हर सप्ताह साफ करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि पंखे के ब्लेड सही सलामत हैं और वायु वाहिनी में कोई रुकावट नहीं है।
स्थिर बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करें
- यह सुनिश्चित करने के लिए कि विद्युत आपूर्ति वोल्टेज निर्धारित मान के ±5% के भीतर और आवृत्ति ±1Hz के भीतर उतार-चढ़ाव करे, वोल्टेज और आवृत्ति निगरानी उपकरण स्थापित करें। तीन-चरण उपकरणों के लिए, तीन-चरण असंतुलन रक्षक स्थापित करें ताकि तीन-चरण धारा असंतुलन 10% से अधिक होने पर मशीन स्वचालित रूप से बंद हो जाए।
- अस्थिर वोल्टेज वाले परिदृश्यों (जैसे कि फैक्ट्री वर्कशॉप) के लिए, असामान्य वोल्टेज के कारण मोटर ओवरलोड से बचने के लिए वोल्टेज स्टेबलाइजर या परिवर्तनीय आवृत्ति बिजली आपूर्ति स्थापित करें।
ऑपरेटिंग वातावरण को अनुकूलित करें
- मोटर को ऐसे वातावरण में स्थापित करें जहाँ अच्छा वेंटिलेशन हो, तापमान 40°C से कम हो, और धूल या संक्षारक गैस न हो। यदि वातावरण कठोर है, तो उच्च सुरक्षा श्रेणी (जैसे IP54, IP65) वाली मोटर चुनें और एक कूलिंग फ़ैन या कूलर (जैसे फ़ोर्स्ड एयर कूलिंग, वाटर कूलिंग) लगाएँ।
- मोटर को सीधी धूप में न रखें और न ही उसे गर्मी के स्रोतों (जैसे बॉयलर, हीटर) के पास रखें। यदि आवश्यक हो, तो सनशेड या हीट इंसुलेशन बोर्ड लगाएँ।

3. ओवरहीटिंग और ओवरलोड के लिए आपातकालीन हैंडलिंग विधियाँ

यदि संचालन के दौरान मोटर अधिक गर्म हो रही हो (जैसे कि आवास गर्म हो, तापमान निर्धारित मान से अधिक हो, या थर्मल रिले कार्य कर रहा हो), तो इसे निम्नलिखित चरणों के अनुसार संभालें:

मशीन को तुरंत बंद करें: खराबी के और फैलने (जैसे वाइंडिंग बर्नआउट) से बचने के लिए मोटर की पावर सप्लाई डिस्कनेक्ट कर दें। अगर थर्मल रिले काम कर रहा है, तो रीसेट करने से पहले उसके ठंडा होने (लगभग 5-10 मिनट) का इंतज़ार करें।
कारण का निवारण करें:
- गर्म हिस्से का पता लगाने के लिए मोटर हाउसिंग और बेयरिंग एंड कवर को हाथ से स्पर्श करें (उदाहरण के लिए, वाइंडिंग साइड पर गर्मी लोड या बिजली आपूर्ति में समस्या हो सकती है, जबकि बेयरिंग साइड पर गर्मी एक यांत्रिक दोष हो सकता है);
- जांचें कि क्या लोड जाम है और ट्रांसमिशन सिस्टम सामान्य है, यह पता लगाने के लिए मल्टीमीटर का उपयोग करें कि क्या बिजली की आपूर्ति वोल्टेज और तीन-चरण वर्तमान संतुलित हैं, और वाइंडिंग के इन्सुलेशन प्रतिरोध का पता लगाने के लिए मेगाहोमीटर का उपयोग करें;
- यदि बेयरिंग में खराबी का संदेह हो, तो बेयरिंग के घिसाव की जांच के लिए अंत कवर को हटा दें, या संचालन के दौरान असामान्य शोर सुनने के लिए स्टेथोस्कोप का उपयोग करें।
लक्षित हैंडलिंग:
- यदि यह लोड ओवरलोड है: लोड कम करें या मोटर को उच्च शक्ति के साथ बदलें;
- यदि यह असामान्य बिजली आपूर्ति है: वोल्टेज को समायोजित करने और तीन-चरण असंतुलन की मरम्मत के लिए एक इलेक्ट्रीशियन से संपर्क करें;
- यदि यह वाइंडिंग दोष है: नम वाइंडिंग को सुखाएं या शॉर्ट सर्किट/ओपन सर्किट वाली वाइंडिंग को बदलें;
- यदि यह यांत्रिक दोष है: घिसे हुए बीयरिंग को बदलें और स्टेटर-रोटर एयर गैप या ट्रांसमिशन सिस्टम के संरेखण को समायोजित करें;
- यदि गर्मी का अपव्यय खराब है: शीतलन प्रणाली को साफ करें और शीतलन उपकरण स्थापित करें।
परीक्षण रन सत्यापन: संचालन के बाद, मोटर को बिना लोड के 5-10 मिनट तक चलाएँ ताकि यह जाँचा जा सके कि धारा और तापमान सामान्य है या नहीं; फिर उसे निर्धारित लोड के साथ 30 मिनट तक चलाएँ। सामान्य संचालन शुरू करने से पहले सुनिश्चित करें कि मोटर ज़्यादा गरम तो नहीं हो रही है।

4. सारांश

एसी मोटर के ओवरहीटिंग और ओवरलोड का मूल कारण "ऊर्जा असंतुलन" (ऊष्मा उत्पादन > ऊष्मा क्षय) है, और इसके मूल कारण अधिकतर बेमेल भार, अनुचित रखरखाव, असामान्य विद्युत आपूर्ति या कठोर वातावरण से संबंधित होते हैं। प्रभावी रोकथाम "उचित मोटर चयन, नियमित रखरखाव, स्थिर विद्युत आपूर्ति और अनुकूलित वातावरण" के माध्यम से प्राप्त की जा सकती है। आपातकालीन प्रबंधन में खराबी के विस्तार से बचने के लिए "मशीन रोकें → समस्या निवारण → संभालें → सत्यापित करें" के तर्क का पालन किया जाना चाहिए। ओवरहीटिंग और ओवरलोड की अच्छी रोकथाम और नियंत्रण मोटर के सेवा जीवन को बढ़ाने और उपकरणों के विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने की कुंजी है।

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