1. Enunciato del problema
In quanto apparecchiature fondamentali per la conversione dell'energia elettrica in energia meccanica, i motori a corrente continua sono ampiamente utilizzati in macchine utensili, ascensori, veicoli a nuova energia e altri settori. Tuttavia, durante il funzionamento a lungo termine, alcuni utenti potrebbero notare un aumento anomalo della temperatura sull'alloggiamento del motore e, in casi gravi, fenomeni di surriscaldamento come lo scolorimento dello strato isolante e l'emissione di odore di bruciato. Questo problema non solo riduce la durata utile del motore, ma può anche portare a guasti gravi come la bruciatura degli avvolgimenti e l'arresto dell'apparecchiatura, con conseguenti rischi per la sicurezza e perdite economiche. Pertanto, approfondire "le ragioni per cui si verifica il surriscaldamento nei motori a corrente continua durante il funzionamento e come prevenirlo e gestirlo scientificamente" è di grande importanza per garantire il funzionamento stabile delle apparecchiature.

2. Analisi del problema: cause principali del surriscaldamento del motore CC
Il riscaldamento di un motore a corrente continua è direttamente correlato alla perdita di energia. Il fenomeno del surriscaldamento deriva principalmente da due fattori principali: un aumento anomalo delle perdite interne e un guasto del sistema di dissipazione del calore, che possono essere suddivisi specificamente nelle seguenti tre categorie:

La prima è l'eccessiva perdita elettrica. Quando il motore è in funzione, l'avvolgimento di indotto e l'avvolgimento di campo generano perdite nel rame, la cui entità è proporzionale al quadrato della corrente. Se il motore funziona in sovraccarico per un lungo periodo, o se la tensione di indotto è troppo elevata, causando un superamento della corrente nominale, la perdita nel rame aumenterà drasticamente. Se il calore non può essere dissipato tempestivamente, la temperatura del motore aumenterà. Ad esempio, nella lavorazione delle macchine utensili, se il carico di taglio aumenta improvvisamente, il motore deve erogare una coppia maggiore e la corrente di indotto aumenterà di conseguenza. Se questa situazione persiste a lungo, la temperatura dell'avvolgimento supererà rapidamente la soglia di sicurezza.

Il secondo è l'attrito meccanico anomalo. Si verifica attrito meccanico tra i cuscinetti, il commutatore e le spazzole all'interno del motore. In circostanze normali, la perdita per attrito è minima. Tuttavia, con l'aumentare del tempo di servizio, i cuscinetti potrebbero presentare problemi come usura e grasso lubrificante secco, con conseguente aumento della resistenza all'attrito. Se la superficie del commutatore è usurata, deformata o la pressione delle spazzole è troppo elevata, si intensificherà anche il riscaldamento per attrito. Questi guasti meccanici convertono la perdita meccanica del motore in calore aggiuntivo, causando un aumento della temperatura complessiva del motore. Ad esempio, dopo l'usura dei cuscinetti, il rotore presenterà una leggera eccentricità, che non solo aumenta l'attrito, ma può anche causare traferri irregolari, intensificando ulteriormente il riscaldamento del motore.

Il terzo è il guasto del sistema di dissipazione del calore. I motori a corrente continua solitamente si affidano a ventole, dissipatori di calore o condotti dell'aria di raffreddamento per la dissipazione del calore. Se le pale della ventola sono danneggiate, i dissipatori di calore sono ostruiti da polvere e olio, o i condotti dell'aria di raffreddamento sono ostruiti da detriti, l'efficienza di dissipazione del calore diminuirà significativamente. Inoltre, il funzionamento in un ambiente ad alta temperatura (come apparecchiature all'aperto in estate o motori in quadri elettrici chiusi) aumenterà la difficoltà di dissipazione del calore, aumentando la probabilità di surriscaldamento.

3. Misure di prevenzione e gestione del surriscaldamento del motore CC
In risposta alle cause sopra menzionate, è possibile adottare misure sotto due aspetti: manutenzione preventiva e gestione dei guasti per evitare il surriscaldamento del motore.

In termini di manutenzione preventiva, in primo luogo, è necessario controllare ragionevolmente il carico del motore ed evitare un funzionamento in sovraccarico a lungo termine. Selezionare un motore con una potenza adeguata in base ai requisiti dell'apparecchiatura e impostare la protezione da sovracorrente nel sistema di controllo per interrompere automaticamente l'alimentazione o ridurre il carico quando la corrente supera il valore nominale. In secondo luogo, eseguire una regolare manutenzione meccanica del motore. Controllare lo stato di lubrificazione dei cuscinetti ogni 3-6 mesi, aggiungere o sostituire tempestivamente il grasso lubrificante, ispezionare il grado di usura delle spazzole, regolare la pressione delle spazzole e mantenere la superficie del commutatore pulita e liscia. Infine, pulire regolarmente il sistema di dissipazione del calore, rimuovere polvere e olio da dissipatori di calore, ventole e condotti dell'aria per garantire canali di dissipazione del calore liberi da ostruzioni. In ambienti ad alta temperatura, è possibile installare ventole di raffreddamento o dispositivi di dissipazione del calore aggiuntivi.

In termini di gestione dei guasti, se viene rilevato un surriscaldamento del motore, la macchina deve essere immediatamente spenta per un'ispezione. Se la causa è un'eccessiva perdita di corrente, è necessario rilevare se il carico è anomalo, verificare se la tensione di indotto è stabile e ispezionare gli avvolgimenti per verificare la presenza di guasti come cortocircuiti e dispersioni verso terra. Se necessario, sostituire gli avvolgimenti danneggiati. Se il problema è un attrito meccanico anomalo, smontare il motore per verificare se i cuscinetti sono usurati e se il commutatore e le spazzole presentano guasti, sostituire le parti danneggiate e rimontarle. In caso di guasto del sistema di dissipazione del calore, pulire i componenti di dissipazione del calore, riparare o sostituire la ventola danneggiata e pulire i condotti dell'aria di raffreddamento per garantire che il sistema di dissipazione del calore riprenda il normale funzionamento. Dopo la risoluzione dei problemi, eseguire un test a vuoto per un certo periodo di tempo per confermare che la temperatura del motore sia normale prima di metterlo in funzione.

In conclusione, il surriscaldamento dei motori a corrente continua è il risultato dell'azione combinata di molteplici fattori. Attraverso una manutenzione preventiva scientifica e una tempestiva gestione dei guasti, è possibile prevenire efficacemente il surriscaldamento, prolungare la vita utile del motore e garantire il funzionamento stabile dell'apparecchiatura.
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