Als "kern van de industriële productie" vormen oververhittingsstoringen een veelvoorkomend probleem voor wisselstroommotoren tijdens bedrijf. Lichte oververhitting kan leiden tot een lager motorrendement en een kortere levensduur, terwijl ernstige gevallen kunnen leiden tot doorbranden van de wikkelingen en uitval van de apparatuur, met enorme productieverliezen tot gevolg. De essentie van oververhitting van wisselstroommotoren is een "onevenwicht tussen warmteopwekking en warmteafvoer" – dat wil zeggen dat de warmte die wordt gegenereerd door koperverlies, ijzerverlies, enz. tijdens de werking van de motor, niet tijdig kan worden afgevoerd, waardoor de temperatuur de tolerantiegrens van het isolatiemateriaal overschrijdt. Om dit probleem bij de bron aan te pakken, is het noodzakelijk om eerst de belangrijkste oorzaken van oververhitting te verduidelijken en vervolgens precieze beschermingsmaatregelen te formuleren op basis van de kenmerken van industriële scenario's om de dubbele garantie van "warmtebeheersing aan de bron + efficiënte warmteafvoer" te bereiken.
1. Belangrijkste oorzaken van oververhitting van AC-motoren
De belangrijkste oorzaken van oververhitting van wisselstroommotoren kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: "abnormaal intern verlies" en "storing in de externe warmteafvoer". Abnormaal intern verlies is de belangrijkste oorzaak. Ten eerste wordt overmatig koperverlies, dat verwijst naar het overmatige weerstandsverlies van de stator- en rotorwikkelingen, meestal veroorzaakt door kortsluitingen tussen de windingen en losse aansluitingen. Veroudering en beschadiging van de isolatielaag van de wikkelingen veroorzaken kortsluitingen tussen de windingen, waardoor de stroom door lokale geleiders wordt geconcentreerd en er een grote hoeveelheid warmte wordt gegenereerd; losse aansluitingen verhogen de contactweerstand, waardoor een "hotspot" ontstaat die continu opwarmt. Ten tweede komt overmatig ijzerverlies, dat voortkomt uit abnormaal hystereseverlies en wervelstroomverlies van de motorkern, vaak voor in scenario's met een fluctuerende voedingsspanning. Wanneer de spanning te hoog is, raakt de magnetische fluxdichtheid van de kern verzadigd en neemt het hystereseverlies sterk toe. Vooral bij asynchrone wisselstroommotoren zal een toename van de slip het ijzerverlies in de rotor verder verergeren. Ten derde, overmatig mechanisch verlies, waarbij lagerslijtage en onbalans van de rotor de belangrijkste oorzaken zijn. Versleten lagers verhogen de wrijvingsweerstand en ongebalanceerde rotoren genereren extra centrifugale kracht tijdens de rotatie. Beide zetten mechanische energie om in warmte, waardoor de temperatuur van het motordeksel stijgt.
Storingen in de externe warmteafvoer zijn een belangrijke factor die bijdragen aan oververhitting, wat nauw verband houdt met de werkomgeving in industriële scenario's. Ten eerste, geblokkeerde warmteafvoerstructuren. In stoffige omgevingen zoals textielfabrieken en meelfabrieken raken de koellichamen en ventilatorkappen van motoren gemakkelijk bedekt met vezels en stof, waardoor warmteafvoerkanalen worden geblokkeerd; in vochtige omgevingen condenseert waterdamp vaak op het oppervlak van de koellichamen, waardoor stof zich sneller hecht en de warmteafvoer dubbel wordt belemmerd. Ten tweede, een te hoge omgevingstemperatuur. In scenario's met hoge temperaturen, zoals in staalfabrieken en metallurgische werkplaatsen, kan de omgevingstemperatuur oplopen tot boven de 40 °C, waardoor de maximale omgevingstemperatuur van de motor (meestal 35 °C) wordt overschreden. Hierdoor wordt het temperatuurverschil voor warmteafvoer kleiner en de efficiëntie van de warmteafvoer aanzienlijk verlaagd. Ten derde, storingen in het koelsysteem. Bij geforceerde luchtkoeling en waterkoelingssystemen die vaak worden gebruikt in grote wisselstroommotoren, leiden ventilatorschade, defecte waterpompen of verstopte koelleidingen direct tot verlies van warmteafvoercapaciteit en een snelle temperatuurstijging. Bovendien is overbelasting een veelvoorkomende menselijke factor die in industriële omgevingen tot oververhitting leidt. Wanneer de motorbelasting het nominale vermogen met meer dan 15% overschrijdt, neemt de wikkelstroom aanzienlijk toe en neemt het koperverlies kwadratisch toe, wat in korte tijd tot oververhitting kan leiden.
2. Gerichte bescherming en oplossingen in industriële scenario's
2.1 Preventie: leg de basis voor een veilige werking
Om bovenstaande oorzaken aan te pakken, moeten industriële scenario's een beschermingssysteem vanuit drie dimensies opbouwen: "preventie – monitoring – noodhulp". Optimaliseer op preventieniveau allereerst de motorselectie. Selecteer een motor met een geschikt vermogen op basis van de belastingskarakteristieken om te voorkomen dat "een klein paard een grote kar trekt". Kies tegelijkertijd speciale motoren voor specifieke scenario's: volledig gesloten, zelfgekoelde motoren (met beschermingsklasse IP55 of hoger) voor stoffige omgevingen, en motoren met hittebestendige isolatieklassen (zoals klasse F en klasse H, met tolerantietemperaturen van respectievelijk 155 °C en 180 °C) voor omgevingen met hoge temperaturen. Versterk ten tweede de installatie en het onderhoud. Zorg ervoor dat de motor tijdens de installatie horizontaal wordt bevestigd om onbalans van de rotor te voorkomen; verwijder regelmatig (minstens één keer per maand) stof en vuil van koellichamen en ventilatorkappen, smeer en onderhoud de lagers jaarlijks en vervang verouderde isolatielagen van de wikkelingen en versleten lagers tijdig. Gebruik voor klemaansluitingen een momentsleutel om ze volgens de normen vast te draaien om overmatige contactweerstand te voorkomen.
2.2 Monitoring: Verborgen gevaren van tevoren detecteren
Op monitoringniveau moet een realtime temperatuurbewakingssysteem worden opgezet om oververhittingsgevaren vroegtijdig te detecteren. Voor kleine en middelgrote motoren kunnen PT100 platina weerstandstemperatuursensoren in de statorwikkelingen worden ingebouwd om de wikkelingstemperatuur direct te bewaken; voor grote motoren kunnen infraroodthermometers worden gebruikt voor regelmatige inspecties van belangrijke onderdelen zoals lagers en eindkappen, of kunnen online temperatuurmeetapparatuur worden geïnstalleerd om temperatuurgegevens in realtime naar het centrale besturingssysteem te verzenden. Wanneer de temperatuur de drempelwaarde overschrijdt (bijv. 140 °C voor motoren van klasse F), wordt automatisch een hoorbaar en visueel alarm geactiveerd. Bewaak tegelijkertijd de stroom- en spanningsparameters via een intelligente motorcontroller. Wanneer de stroom de nominale waarde met 10% overschrijdt, wordt de belasting automatisch verlaagd of wordt de motor uitgeschakeld om warmteontwikkeling door overbelasting bij de bron te voorkomen. Optimaliseer daarnaast het ontwerp van het warmteafvoersysteem: installeer onafhankelijke koelventilatoren of watergekoelde mantels voor motoren in scenario's met hoge temperaturen; Pas in stoffige situaties een ‘positieve drukventilatie’-methode toe, waarbij schone perslucht in de motor wordt geblazen om te voorkomen dat er stof in de warmteafvoerstructuur terechtkomt.
2.3 Noodbehandeling en langetermijnoptimalisatie: zorg voor continue werking
Op het niveau van noodbehandeling en langetermijnoptimalisatie is het noodzakelijk om de machine onmiddellijk te stoppen voor inspectie wanneer de motor een oververhittingsalarm afgeeft. Gebruik een multimeter om de isolatieweerstand van de wikkeling te testen om vast te stellen of er kortsluiting is; gebruik een trillingsdetector om te controleren op lagerslijtage en rotorbalans om uitbreiding van de storing te voorkomen. Stel op de lange termijn een volledig levenscyclusbeheerbestand voor de motor samen, registreer alle onderhouds- en temperatuurmeetgegevens, analyseer het oververhittingspatroon en stel vooraf een vervangingsplan op voor onderdelen met frequente storingen. Combineer tegelijkertijd energiebesparende transformatie door oude motoren te vervangen door energiezuinige, zeer efficiënte wisselstroommotoren. Deze motoren maken gebruik van geoptimaliseerde wikkelings- en kernontwerpen, die koper- en ijzerverlies met 20%-30% kunnen verminderen, wat de warmteontwikkeling aanzienlijk vermindert. Samenvattend kan gesteld worden dat de oververhittingsbeveiliging van wisselstroommotoren de scenariokenmerken moet combineren en door middel van systematische maatregelen zoals ‘nauwkeurige selectie, verbeterde monitoring, geoptimaliseerde warmteafvoer en gestandaardiseerde bediening en onderhoud’ de dubbele doelen van storingspreventie en efficiënte werking moet bereiken en de continuïteit en stabiliteit van de industriële productie moet garanderen.




