1. Основные причины перегрева и перегрузки

1.1 Причины со стороны нагрузки (наиболее распространенные)

• Фактическая нагрузка превышает номинальнуюНапример, засоры в трубопроводах водяных насосов и вентиляторов приводят к увеличению сопротивления, избыточному объёму резания станков и заклиниванию конвейерных лент. В результате выходной крутящий момент двигателя постоянно превышает номинальный, а ток значительно превышает номинальный (ток перегрузки обычно в 1,2–2 раза больше номинального), что приводит к резкому увеличению потерь в меди (I²R) и последующему нагреву.
• Частый запуск/вращение нагрузки вперед-назад: Пусковой ток двигателя в 5-8 раз превышает номинальный во время запуска. Частые пуски и остановки приводят к накоплению тепла, выделяемого кратковременно большими токами, особенно в асинхронных двигателях малой и средней мощности, где потери при запуске составляют большую долю.
• Чрезмерные колебания нагрузки: Для такого оборудования, как дробилки и вибрационные грохоты, нагрузка сильно колеблется. Двигателю приходится часто регулировать крутящий момент, а колебания тока приводят к накоплению тепла.

1.2 Причины собственных двигательных нарушений

• Неисправности обмотки: Межвитковые замыкания, междуфазные замыкания или замыкания на землю в обмотках статора приводят к уменьшению эффективного числа витков обмоток и ненормальному увеличению тока, что приводит к сильному локальному перегреву (например, температура в месте межвиткового замыкания может мгновенно превысить 200 °C). Обрывы в обмотках ротора (в случае фазных роторов) или плохой контакт контактных колец приводят к неравномерному току ротора и дополнительным потерям тепла.
• Разломы железного ядраПовреждение изоляции между кремнистыми стальными листами сердечника статора (например, старение и износ) приводит к увеличению потерь на вихревые токи и потерь на гистерезис, что приводит к нагреванию сердечника и передаче тепла обмоткам. Ослабление пластин сердечника увеличивает магнитное сопротивление, что также усиливает нагрев.
• Механические неисправностиИзнос, нехватка масла или заклинивание подшипников увеличивают сопротивление вращению ротора, а механические потери преобразуются в тепло. Неравномерный воздушный зазор между статором и ротором (например, биение внутреннего и внешнего колец подшипника) приводит к неравномерному распределению магнитного поля, чрезмерной локальной плотности магнитного потока и увеличению дополнительных потерь.

1.3 Причины, связанные с электроснабжением

• Ненормальное напряжение питания: Чрезмерно высокое напряжение (более чем на 10% выше номинального) приведёт к насыщению магнитного потока сердечника статора и резкому увеличению потерь в стали. Чрезмерно низкое напряжение (более чем на 10% ниже номинального) снизит выходной крутящий момент двигателя. При неизменной нагрузке двигателю потребуется увеличить ток для поддержания крутящего момента, что приведёт к увеличению потерь в меди.
• Ненормальная частота электропитания: Промышленная частота в Китае составляет 50 Гц. При снижении частоты (например, ниже 48 Гц) скорость вращения магнитного поля статора уменьшается, увеличивается скольжение ротора и потери в меди ротора. Повышение частоты приводит к увеличению потерь в стали двигателя.
• Дисбаланс трехфазного питания: Если разность трёхфазных напряжений превышает 5%, трёхфазный ток статора будет несимметричен. Ток обратной последовательности создаёт обратное вращающееся магнитное поле, увеличивая дополнительные потери и нагрев, особенно вызывая перегрев ротора.

1.4 Причины, связанные с рабочей средой

• Плохие условия отвода тепла: Повреждение вентилятора охлаждения двигателя, засорение крышки вентилятора или установка двигателя в среде с высокой температурой (более 40 ℃), чрезмерной запыленностью и плохой вентиляцией препятствуют эффективному рассеиванию тепла, что приводит к накоплению температуры.
• Несоответствующий класс защиты: Например, использование двигателя с классом защиты IP23 (защищает от твердых посторонних предметов, но не от воды) во влажной среде приводит к проникновению влаги, что ухудшает изоляцию обмоток и увеличивает ток утечки, что приводит к нагреву.

2. Меры предосторожности при перегреве и перегрузке

1. Разумно подберите нагрузку и двигатель
   • При выборе двигателя убедитесь, что его номинальная мощность на 10–20% превышает фактическую мощность нагрузки (т.е. «степень нагрузки» контролируется на уровне 80–90%), чтобы избежать ситуации, когда «маленькая лошадка тянет большую телегу». Для оборудования, требующего частых запусков и вращения вперёд-назад, выбирайте двигатели с частыми запусками (например, асинхронные двигатели серии YZR).
   • При установке груза убедитесь, что соосность механической системы трансмиссии оборудования (например, муфт и шкивов) соответствует требованиям, чтобы избежать дополнительной нагрузки из-за несоосности.
2. Регулярно обслуживайте двигатель
   • Проверка обмотки: Ежемесячно проверяйте сопротивление изоляции обмоток статора относительно земли с помощью измерителя сопротивления изоляции (мегомметра). Оно не должно быть ниже 0,5 МОм (для низковольтных двигателей). Если сопротивление слишком низкое, обмотки необходимо просушить или заменить. Регулярно проверяйте внешний вид обмоток на предмет изменения цвета и запаха гари.
   • Железный сердечник и механический контроль: Проверяйте каждую четверть на предмет ослабления пластин железного сердечника, а также на наличие постороннего шума и утечки масла в подшипниках и регулярно пополняйте или меняйте смазку (например, литиевую смазку № 2) в соответствии с инструкциями. Проверьте зазор между статором и ротором и отрегулируйте подшипники или ротор, если он неравномерный.
   • Проверка системы охлаждения: Еженедельно очищайте радиатор двигателя и крышку вентилятора от пыли, чтобы убедиться, что лопасти вентилятора не повреждены, а воздуховод не засорен.
3. Обеспечить стабильное электроснабжение
   • Установите устройства контроля напряжения и частоты, чтобы обеспечить колебания напряжения питания в пределах ±5% от номинального значения, а частоты – в пределах ±1 Гц. Для трёхфазного оборудования установите устройство защиты от несимметрии трёхфазного тока, которое автоматически отключит машину, если несимметрия трёхфазного тока превысит 10%.
   • В условиях нестабильного напряжения (например, в заводских цехах) установите стабилизатор напряжения или источник питания с переменной частотой, чтобы избежать перегрузки двигателя, вызванной ненормальным напряжением.
4. Оптимизировать операционную среду
   • Устанавливайте двигатель в помещении с хорошей вентиляцией, температурой ниже 40°C, без пыли и агрессивных газов. Если условия эксплуатации агрессивные, выберите двигатель с высоким классом защиты (например, IP54, IP65) и установите вентилятор или охладитель (например, принудительное воздушное или водяное охлаждение).
   • Не допускайте воздействия на двигатель прямых солнечных лучей и не размещайте его вблизи источников тепла (например, котлов, обогревателей). При необходимости установите солнцезащитный козырек или теплоизоляционную панель.

3. Методы экстренного реагирования при перегреве и перегрузке

1. Немедленно остановите машину.: Отключите питание двигателя, чтобы избежать дальнейшего распространения неисправности (например, перегорания обмотки). Если сработало тепловое реле, дождитесь его остывания (примерно 5–10 минут) перед сбросом.
2. Устраните причину:
   • Прикоснитесь рукой к корпусу двигателя и торцевой крышке подшипника, чтобы определить нагревающуюся часть (например, нагрев со стороны обмотки может быть вызван проблемами с нагрузкой или источником питания, тогда как нагрев со стороны подшипника может быть вызван механической неисправностью);
   • Проверьте, нет ли заклинивания нагрузки и исправна ли система передачи, с помощью мультиметра проверьте, сбалансированы ли напряжение питания и трехфазный ток, а с помощью мегаомметра проверьте сопротивление изоляции обмоток;
   • Если есть подозрение на неисправность подшипника, снимите торцевую крышку, чтобы проверить износ подшипника, или воспользуйтесь стетоскопом, чтобы послушать, нет ли необычного шума во время работы.
3. Целенаправленное обращение:
   • Если это перегрузка нагрузки: уменьшите нагрузку или замените двигатель на более мощный;
   • Если напряжение в электросети ненормальное: обратитесь к электрику для регулировки напряжения и устранения несимметрии трех фаз;
   • Если это неисправность обмотки: высушите влажные обмотки или замените обмотки с короткими замыканиями/разомкнутыми цепями;
   • Если неисправность механическая: замените изношенные подшипники и отрегулируйте соосность воздушного зазора статора-ротора или системы трансмиссии;
   • Если теплоотдача плохая: очистите систему охлаждения и установите охлаждающие устройства.
4. Проверка тестового запуска: После выполнения работ дайте двигателю поработать без нагрузки 5–10 минут, чтобы убедиться в нормальных значениях тока и температуры; затем дайте ему поработать с номинальной нагрузкой в ​​течение 30 минут. Перед возобновлением нормальной работы убедитесь в отсутствии перегрева.

4. Резюме