Перегрев двигателей переменного тока — распространённая неисправность, которая может привести к старению изоляции, снижению эффективности и даже к перегоранию. Причины многогранны и обычно делятся на несколько категорий: электрические, механические, экологические и вентиляционные, а также причины, связанные с выбором и применением.

1. Электрические причины
Это наиболее частая причина перегрева двигателя.
Отклонение напряжения:
Высокое напряжение: вызывает насыщение магнитного потока в железном сердечнике, резкое увеличение потерь в железе и перегрев железного сердечника.
Одновременно с этим увеличивается ток возбуждения, что приводит к перегреву обмотки.
Низкое напряжение: При постоянной мощности нагрузки снижение напряжения приведет к пропорциональному увеличению тока (I=P/U * cos φ), что вызовет увеличение потерь в меди и перегрев обмотки.
Дисбаланс напряжения (трехфазный двигатель): Даже небольшой дисбаланс трехфазного напряжения может привести к увеличению тока отрицательной последовательности, созданию дополнительных вращающихся магнитных полей и потерь, что вызовет дополнительное выделение тепла двигателем, а последствия могут быть очень серьезными.
Чрезмерный ток:
Перегрузка: это наиболее распространенная причина.
Механическая мощность нагрузки превышает номинальную мощность двигателя, что приводит к превышению номинального тока, увеличению потерь в медных проводниках и перегреву.
Проблема с намоткой:
Межвитковое короткое замыкание: повреждение изоляции внутри обмотки, вызывающее частичное короткое замыкание катушки и генерацию циркулирующего тока, что приводит к сильному локальному нагреву.
Межфазное короткое замыкание или замыкание на землю: серьезное повреждение изоляции, вызывающее резкое увеличение тока и быстрое перегорание.
Неправильное соединение обмоток: например, соединение звезды с треугольником или соединение треугольника со звездой, что приводит к аномальному току и магнитному потоку.
Низкий коэффициент мощности: высокий реактивный ток увеличивает общий ток, что приводит к увеличению потерь в цепи и обмотках.

2. Механические причины
Проблемы с подшипниками:
Недостаток масла в подшипниках, старение или избыток смазки, а также повреждения подшипников (износ, образование раковин) могут привести к увеличению сопротивления трению, вызывая выделение тепла подшипниками и его передачу на корпус, а также увеличивая механическую нагрузку на двигатель.
Трение между ротором и статором:
Это обычно называют «подметанием зала».
Из-за износа подшипников, изгиба вала или неправильной сборки ротор и статорный сердечник трутся друг о друга, выделяя большое количество тепла и создавая шум.
Механическое разрушение при нагрузке:
В работающем с оборудованием (например, насосами, вентиляторами, компрессорами) возникают проблемы, такие как заклинивание, смещение и повреждение редукторов, что приводит к аномальному увеличению нагрузки на двигатель.
Проблемы с установкой:
Неровное основание при установке двигателя, натянутый ремень и смещенная муфта создают дополнительную механическую нагрузку.

3. Экологические и вентиляционные причины
Эффективность отвода тепла от двигателя зависит от хорошего охлаждения.
Плохая вентиляция:
Повреждение вентилятора, засорение воздухозаборника или воздуховыпускного отверстия, загрязнение воздуховода пылью и мусором (особенно для двигателей закрытого типа с повышенным уровнем защиты).
В случае двигателей с самоохлаждением длительная работа на низких скоростях может привести к недостаточному потоку воздуха от вентилятора.
Высокая температура окружающей среды:
Двигатель устанавливается в условиях высокой температуры (например, в котельной или под прямыми солнечными лучами), что затрудняет рассеивание тепла и, естественно, приводит к чрезмерному повышению температуры.
Влажная или загрязненная среда:
Влага или проводящая пыль прилипают к поверхности обмотки, снижая изоляционные характеристики и потенциально вызывая частичный разряд или увеличение тока утечки, что приводит к выделению тепла.

4. Причины выбора и применения
Неправильный выбор двигателя:
Выбор мощности, крутящего момента или скорости слишком мал, и двигатель длительное время работает в условиях перегрузки или близко к ней.
Тип нагрузки не соответствует характеристикам двигателя (например, использование обычного двигателя для частого или интенсивного запуска).
Несоответствие рабочего графика:
Для частых пусков, торможений или периодических нагрузок используйте двигатели непрерывного действия.
Пусковой ток обычно в 5-7 раз превышает номинальный ток, а частые запуски и остановки могут привести к значительному накоплению тепла.
Неправильный метод контроля:
При использовании частотного преобразователя для управления, если несущая частота установлена ​​слишком высоко, возникает недостаточное рассеивание тепла во время работы на низких частотах, или если не выполняется соответствующая компенсация параметров (например, неправильная компенсация напряжения на низких частотах).

Рекомендуемые шаги по устранению неполадок
При обнаружении перегрева двигателя для устранения неисправности можно выполнить следующую последовательность действий:
Оценка нагрева при выключенном питании: сначала выключите питание, прикоснитесь к изделию рукой (соблюдайте правила техники безопасности) и определите, равномерный ли нагрев в целом или локальный (например, со стороны подшипника).
Проверка нагрузки: Измерьте, превышает ли рабочий ток номинальный, и определите, нет ли перегрузки.
Проверьте источник питания: с помощью мультиметра или анализатора качества электроэнергии измерьте, сбалансировано ли трехфазное напряжение и находится ли оно вблизи номинального значения.
Проверьте механическую часть: вручную поверните ротор, чтобы убедиться в его гибкости и отсутствии посторонних шумов;
Проверьте подшипники, ремни и муфты.
Проверьте вентиляцию и микроклимат: очистите воздуховод и кожух от пыли;
Убедитесь, что температура окружающей среды нормальная.
Электрические испытания: Используйте мегомметр для измерения сопротивления изоляции и мостовую схему для измерения того, сбалансировано ли сопротивление постоянному току трехфазной обмотки, чтобы определить, есть ли какие-либо проблемы с внутренней обмоткой.
Комплексный анализ: на основе модели двигателя, характеристик нагрузки и данных об эксплуатации определить, имеются ли проблемы, связанные с неправильным выбором или применением.
Вкратце, перегрев двигателя — это системная проблема, требующая всестороннего анализа с учетом множества аспектов, таких как источник питания, сам двигатель, нагрузочное оборудование и условия эксплуатации.