1. Cause principali di surriscaldamento e sovraccarico

1.1 Cause lato carico (più comuni)

• Il carico effettivo supera il carico nominale: Ad esempio, le ostruzioni nelle tubazioni di pompe idrauliche e ventilatori aumentano la resistenza, il volume di taglio eccessivo delle macchine utensili e l'inceppamento dei nastri trasportatori. Questi fattori causano un continuo superamento della coppia di uscita del motore rispetto alla coppia nominale e un aumento della corrente di gran lunga superiore alla corrente nominale (la corrente di sovraccarico è solitamente 1,2-2 volte la corrente nominale), con conseguente forte aumento della perdita di rame (I²R) e conseguente riscaldamento.
• Avviamento frequente/rotazione avanti-indietro del carico: La corrente di avviamento del motore è 5-8 volte superiore alla corrente nominale durante l'avviamento. Frequenti avviamenti e arresti causano l'accumulo di calore generato da correnti elevate di breve durata, soprattutto nei motori asincroni di piccole e medie dimensioni, dove le perdite di avviamento rappresentano una percentuale maggiore.
• Eccessiva fluttuazione del carico: Per apparecchiature come frantoi e vagli vibranti, il carico varia notevolmente. Il motore deve regolare frequentemente la coppia e le fluttuazioni di corrente causano accumulo di calore.

1.2 Autocause del motore

• Guasti di avvolgimento: Cortocircuiti tra spire, cortocircuiti fase-fase o cortocircuiti a terra negli avvolgimenti dello statore ridurranno il numero effettivo di spire degli avvolgimenti e causeranno un aumento anomalo della corrente, con conseguente grave surriscaldamento locale (ad esempio, la temperatura nel cortocircuito tra spire può superare istantaneamente i 200 °C). Circuiti aperti negli avvolgimenti del rotore (per rotori avvolti) o un contatto inadeguato degli anelli collettori causeranno una corrente del rotore non uniforme e un ulteriore surriscaldamento dovuto alle perdite.
• Faglie del nucleo di ferro: I danni all'isolamento tra le lamiere di acciaio al silicio del nucleo dello statore (come invecchiamento e usura) aumenteranno le "perdite per correnti parassite" e le "perdite per isteresi", causando il riscaldamento del nucleo di ferro e il trasferimento di calore agli avvolgimenti. L'allentamento delle lamiere del nucleo di ferro aumenta la resistenza magnetica, intensificando a sua volta il riscaldamento.
• guasti meccanici: L'usura, la carenza di olio o l'inceppamento dei cuscinetti aumentano la resistenza rotazionale del rotore e le perdite meccaniche vengono convertite in calore. Un traferro non uniforme tra statore e rotore (ad esempio, l'eccentricità dell'anello interno/esterno del cuscinetto) porta a una distribuzione non uniforme del campo magnetico, a un'eccessiva densità di flusso magnetico locale e a maggiori perdite aggiuntive.

1.3 Cause lato alimentazione

• Tensione di alimentazione anomala: Una tensione eccessivamente alta (oltre il 10% in più rispetto alla tensione nominale) saturerà la densità di flusso magnetico del nucleo dello statore e aumenterà notevolmente le perdite nel ferro. Una tensione eccessivamente bassa (oltre il 10% in meno rispetto alla tensione nominale) ridurrà la coppia di uscita del motore. Se il carico rimane invariato, il motore deve aumentare la corrente per mantenere la coppia, con conseguente aumento delle perdite nel rame.
• Frequenza di alimentazione anomala: La frequenza industriale in Cina è di 50 Hz. Se la frequenza diminuisce (ad esempio, al di sotto di 48 Hz), la velocità del campo magnetico rotante dello statore diminuisce, la velocità di scorrimento del rotore aumenta e le perdite nel rame del rotore aumentano. Un aumento della frequenza aumenterà le perdite nel ferro del motore.
• Squilibrio dell'alimentazione trifase: Se la differenza di tensione trifase supera il 5%, la corrente trifase dello statore sarà sbilanciata. La corrente di sequenza inversa genera un campo magnetico rotante inverso, aumentando le perdite aggiuntive e il riscaldamento, e soprattutto causando il surriscaldamento del rotore.

1.4 Cause dell'ambiente operativo

• Scarse condizioni di dissipazione del calore: Danni alla ventola di raffreddamento del motore, ostruzione del coperchio della ventola o installazione del motore in un ambiente con temperature elevate (superiori a 40°C), polvere eccessiva e scarsa ventilazione impediscono una dissipazione efficace del calore, con conseguente accumulo di temperatura.
• Classe di protezione non corrispondente: Ad esempio, l'utilizzo di un motore con classe di protezione IP23 (protegge da corpi estranei solidi ma non dall'acqua) in un ambiente umido consente all'umidità di penetrare, riducendo l'isolamento degli avvolgimenti e aumentando la corrente di dispersione, che provoca il riscaldamento.

2. Misure preventive per surriscaldamento e sovraccarico

1. Adattare ragionevolmente il carico e il motore
   • Quando si seleziona un motore, assicurarsi che la sua potenza nominale sia superiore del 10%-20% rispetto alla potenza effettiva del carico (ovvero, il "tasso di carico" è controllato all'80%-90%) per evitare di essere "un piccolo cavallo che tira un grande carro". Per le apparecchiature che richiedono avviamenti frequenti e rotazione avanti-indietro, selezionare "motori del tipo ad avviamento frequente" (come i motori asincroni avvolti della serie YZR).
   • Durante l'installazione del carico, assicurarsi che la coassialità del sistema di trasmissione meccanica dell'attrezzatura (come giunti e pulegge) soddisfi i requisiti per evitare carichi aggiuntivi dovuti a disallineamenti.
2. Eseguire regolarmente la manutenzione del motore
   • Ispezione degli avvolgimenti: Utilizzare un misuratore di resistenza di isolamento (megaohmetro) per testare ogni mese la resistenza di isolamento degli avvolgimenti dello statore verso terra, che non deve essere inferiore a 0,5 MΩ (per motori a bassa tensione). Se è troppo bassa, gli avvolgimenti devono essere asciugati o sostituiti. Controllare regolarmente l'aspetto degli avvolgimenti per verificare la presenza di scolorimento e odore di bruciato.
   • Nucleo di ferro e ispezione meccanica: Controllare ogni trimestre che le lamine del nucleo in ferro non siano allentate, che i cuscinetti non presentino rumori anomali e perdite d'olio, e rabboccare o sostituire regolarmente il grasso (ad esempio grasso al litio n. 2) secondo le istruzioni. Controllare il traferro tra statore e rotore e regolare i cuscinetti o il rotore se non è uniforme.
   • Ispezione del sistema di raffreddamento: Pulire la polvere dal dissipatore di calore del motore e dal coperchio della ventola ogni settimana per assicurarsi che le pale della ventola siano intatte e che il condotto dell'aria non sia ostruito.
3. Garantire un'alimentazione elettrica stabile
   • Installare dispositivi di monitoraggio della tensione e della frequenza per garantire che la tensione di alimentazione fluttui entro ±5% del valore nominale e che la frequenza fluttui entro ±1 Hz. Per le apparecchiature trifase, installare un dispositivo di protezione da squilibrio trifase per spegnere automaticamente la macchina quando lo squilibrio di corrente trifase supera il 10%.
   • In caso di situazioni con tensione instabile (ad esempio officine di fabbrica), installare uno stabilizzatore di tensione o un alimentatore a frequenza variabile per evitare il sovraccarico del motore causato da una tensione anomala.
4. Ottimizzare l'ambiente operativo
   • Installare il motore in un ambiente ben ventilato, con temperatura inferiore a 40°C e privo di polvere o gas corrosivi. Se l'ambiente è ostile, selezionare un motore con un elevato grado di protezione (ad esempio IP54, IP65) e installare una ventola di raffreddamento o un dispositivo di raffreddamento (ad esempio, raffreddamento ad aria forzata, raffreddamento ad acqua).
   • Evitare di esporre il motore alla luce solare diretta o di posizionarlo vicino a fonti di calore (come caldaie, termosifoni). Se necessario, installare una tenda parasole o un pannello isolante termico.

3. Metodi di gestione di emergenza per surriscaldamento e sovraccarico

1. Arrestare immediatamente la macchina: Scollegare l'alimentazione del motore per evitare un'ulteriore espansione del guasto (ad esempio la bruciatura dell'avvolgimento). Se il relè termico interviene, attendere che si raffreddi (circa 5-10 minuti) prima di ripristinarlo.
2. Risolvere la causa:
   • Toccare manualmente l'alloggiamento del motore e il coperchio terminale del cuscinetto per determinare la parte che si riscalda (ad esempio, il calore sul lato dell'avvolgimento potrebbe essere un problema con il carico o l'alimentazione, mentre il calore sul lato del cuscinetto potrebbe essere un guasto meccanico);
   • Controllare se il carico è bloccato e se il sistema di trasmissione è normale, utilizzare un multimetro per rilevare se la tensione di alimentazione e la corrente trifase sono bilanciate e utilizzare un megaohmetro per rilevare la resistenza di isolamento degli avvolgimenti;
   • Se si sospetta un guasto al cuscinetto, rimuovere il coperchio terminale per controllare l'usura del cuscinetto oppure utilizzare uno stetoscopio per ascoltare eventuali rumori anomali durante il funzionamento.
3. Gestione mirata:
   • In caso di sovraccarico del carico: ridurre il carico o sostituire il motore con uno di potenza maggiore;
   • In caso di alimentazione anomala: contattare un elettricista per regolare la tensione e riparare lo squilibrio trifase;
   • Se si tratta di un guasto agli avvolgimenti: asciugare gli avvolgimenti umidi o sostituire gli avvolgimenti in cortocircuito/circuito aperto;
   • Se si tratta di un guasto meccanico: sostituire i cuscinetti usurati e regolare l'allineamento del traferro statore-rotore o del sistema di trasmissione;
   • Se la dissipazione del calore è scarsa: pulire il sistema di raffreddamento e installare dispositivi di raffreddamento.
4. Verifica del test eseguito: Dopo la manipolazione, far funzionare il motore senza carico per 5-10 minuti per verificare che la corrente e la temperatura siano normali; quindi farlo funzionare con il carico nominale per 30 minuti. Verificare che non vi sia surriscaldamento prima di riprendere il normale funzionamento.

4. Riepilogo