ในฐานะ “แกนหลักด้านพลังงาน” ของการผลิตเชิงอุตสาหกรรม ปัญหาความร้อนสูงเกินเป็นปัญหาที่พบบ่อยสำหรับมอเตอร์ AC ในระหว่างการทำงาน ความร้อนสูงเกินเพียงเล็กน้อยอาจนำไปสู่ประสิทธิภาพมอเตอร์ที่ลดลงและอายุการใช้งานที่สั้นลง ในขณะที่กรณีที่รุนแรงอาจทำให้ขดลวดไหม้และอุปกรณ์หยุดทำงาน ส่งผลให้เกิดการสูญเสียการผลิตจำนวนมาก แก่นแท้ของปัญหาความร้อนสูงเกินของมอเตอร์ AC คือ “ความไม่สมดุลระหว่างการเกิดความร้อนและการกระจายความร้อน” กล่าวคือ ความร้อนที่เกิดจากการสูญเสียทองแดง การสูญเสียเหล็ก ฯลฯ ในระหว่างการทำงานของมอเตอร์ไม่สามารถระบายออกได้อย่างทันท่วงที ทำให้อุณหภูมิเกินขีดจำกัดความคลาดเคลื่อนของวัสดุฉนวน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ที่ต้นเหตุ จำเป็นต้องชี้แจงสาเหตุหลักของความร้อนสูงเกินก่อน จากนั้นจึงกำหนดมาตรการป้องกันที่แม่นยำโดยอิงตามลักษณะเฉพาะของสถานการณ์ทางอุตสาหกรรม เพื่อให้ได้การรับประกันสองประการ คือ “การควบคุมความร้อนที่ต้นเหตุ + การกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ”
1. สาเหตุหลักของมอเตอร์ AC ร้อนเกินไป
สาเหตุหลักของความร้อนสูงเกินไปของมอเตอร์ AC สามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท ได้แก่ "การสูญเสียภายในที่ผิดปกติ" และ "ความล้มเหลวในการกระจายความร้อนภายนอก" ซึ่งหนึ่งในนั้นเป็นสาเหตุหลัก ประการแรก การสูญเสียทองแดงมากเกินไป ซึ่งหมายถึงการสูญเสียความต้านทานที่มากเกินไปของขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์ ส่วนใหญ่เกิดจากการลัดวงจรระหว่างรอบในขดลวดและการเชื่อมต่อขั้วที่หลวม อายุการใช้งานและความเสียหายของชั้นฉนวนของขดลวดจะทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างรอบ ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำไฟฟ้าในพื้นที่และก่อให้เกิดความร้อนจำนวนมาก การเชื่อมต่อขั้วที่หลวมจะเพิ่มความต้านทานของหน้าสัมผัส ก่อให้เกิด "จุดร้อน" ที่ร้อนขึ้นอย่างต่อเนื่อง ประการที่สอง การสูญเสียเหล็กมากเกินไป ซึ่งเกิดจากการสูญเสียแบบฮิสเทรีซิสที่ผิดปกติและการสูญเสียกระแสเอ็ดดี้ของแกนมอเตอร์ มักเกิดขึ้นในสถานการณ์ที่แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟผันผวน เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไป ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กของแกนจะอิ่มตัว และการสูญเสียแบบฮิสเทรีซิสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในมอเตอร์ AC แบบอะซิงโครนัส การเพิ่มขึ้นของอัตราการลื่นไถลจะยิ่งทำให้การสูญเสียเหล็กของโรเตอร์รุนแรงขึ้น ประการที่สาม การสูญเสียทางกลที่มากเกินไป ซึ่งสาเหตุหลักมาจากการสึกหรอของตลับลูกปืนและความไม่สมดุลของโรเตอร์ ตลับลูกปืนที่สึกหรอจะเพิ่มความต้านทานแรงเสียดทาน และโรเตอร์ที่ไม่สมดุลจะสร้างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเพิ่มขึ้นในระหว่างการหมุน ทั้งสองอย่างนี้แปลงพลังงานกลเป็นความร้อน ทำให้อุณหภูมิของฝาครอบปลายมอเตอร์สูงขึ้น
ความล้มเหลวในการระบายความร้อนภายนอกเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ซึ่งสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับสภาพแวดล้อมการทำงานของอุตสาหกรรม ประการแรก โครงสร้างระบายความร้อนอุดตัน ในสถานการณ์ที่มีฝุ่นละอองมาก เช่น โรงงานทอผ้าและโรงโม่แป้ง ครีบระบายความร้อนของมอเตอร์และฝาครอบพัดลมจะถูกปกคลุมด้วยเส้นใยและฝุ่นได้ง่าย ทำให้ช่องระบายความร้อนอุดตัน ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น ไอน้ำมีแนวโน้มที่จะควบแน่นบนพื้นผิวของครีบระบายความร้อน เร่งการเกาะตัวของฝุ่นและขัดขวางการระบายความร้อนเป็นสองเท่า ประการที่สอง อุณหภูมิแวดล้อมสูงเกินไป ในสถานการณ์ที่มีอุณหภูมิสูง เช่น โรงงานเหล็กและโรงงานโลหะวิทยา อุณหภูมิแวดล้อมอาจสูงกว่า 40°C ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมสูงสุดที่ออกแบบไว้ของมอเตอร์ (ปกติ 35°C) ทำให้ความแตกต่างของอุณหภูมิในการระบายความร้อนลดลงและประสิทธิภาพการระบายความร้อนลดลงอย่างมาก ประการที่สาม ระบบระบายความร้อนล้มเหลว สำหรับระบบระบายความร้อนด้วยลมอัดและระบบระบายความร้อนด้วยน้ำที่นิยมใช้ในมอเตอร์กระแสสลับขนาดใหญ่ ความเสียหายของพัดลม ปั๊มน้ำขัดข้อง หรือท่อระบายความร้อนอุดตัน ล้วนส่งผลโดยตรงต่อการสูญเสียความสามารถในการระบายความร้อนและทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ การทำงานเกินกำลังเป็นปัจจัยที่มนุษย์มักประสบ ซึ่งนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปในสถานการณ์อุตสาหกรรม เมื่อภาระของมอเตอร์เกินกำลังไฟฟ้าที่กำหนดไว้มากกว่า 15% กระแสขดลวดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก และการสูญเสียทองแดงจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกำลังสองของกระแส ซึ่งอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปได้ในเวลาอันสั้น
2. การป้องกันและโซลูชันที่ตรงเป้าหมายในสถานการณ์อุตสาหกรรม
2.1 การป้องกัน: วางรากฐานสำหรับการดำเนินงานที่ปลอดภัย
เพื่อตอบสนองต่อสาเหตุข้างต้น สถานการณ์อุตสาหกรรมจำเป็นต้องสร้างระบบป้องกันจากสามมิติ ได้แก่ “การป้องกัน – การเฝ้าระวัง – การรับมือเหตุฉุกเฉิน” ในระดับการป้องกัน ขั้นแรก ให้ปรับการเลือกมอเตอร์ให้เหมาะสมที่สุด เลือกมอเตอร์ที่มีกำลังเหมาะสมกับลักษณะโหลด เพื่อหลีกเลี่ยง “ม้าตัวเล็กลากเกวียนใหญ่” ในขณะเดียวกัน ควรเลือกมอเตอร์เฉพาะสำหรับสถานการณ์เฉพาะ เช่น มอเตอร์แบบปิดระบายความร้อนด้วยตัวเอง (มีระดับการป้องกัน IP55 ขึ้นไป) สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นละออง และมอเตอร์ที่มีระดับฉนวนทนอุณหภูมิสูง (เช่น Class F และ Class H ที่มีอุณหภูมิที่ยอมรับได้ 155°C และ 180°C ตามลำดับ) สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ประการที่สอง เสริมสร้างความแข็งแกร่งในการติดตั้งและการบำรุงรักษา ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามอเตอร์ยึดติดในแนวนอนระหว่างการติดตั้งเพื่อป้องกันความไม่สมดุลของโรเตอร์ ทำความสะอาดฝุ่นและเศษผงออกจากแผงระบายความร้อนและฝาครอบพัดลมเป็นประจำ (อย่างน้อยเดือนละครั้ง) หล่อลื่นและบำรุงรักษาตลับลูกปืนทุกปี และเปลี่ยนชั้นฉนวนขดลวดที่เสื่อมสภาพและตลับลูกปืนที่สึกหรอโดยทันที สำหรับการเชื่อมต่อเทอร์มินัล ให้ใช้ประแจแรงบิดเพื่อยึดให้แน่นตามมาตรฐานเพื่อป้องกันความต้านทานการสัมผัสที่มากเกินไป
2.2 การตรวจสอบ: ตรวจจับอันตรายที่ซ่อนอยู่ล่วงหน้า
ในระดับการตรวจสอบ จำเป็นต้องติดตั้งระบบตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์เพื่อตรวจจับอันตรายจากความร้อนสูงเกินไปได้ตั้งแต่เนิ่นๆ สำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กและขนาดกลาง สามารถฝังเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิความต้านทานแพลทินัม PT100 ไว้ในขดลวดสเตเตอร์เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิขดลวดโดยตรง สำหรับมอเตอร์ขนาดใหญ่ สามารถใช้เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดสำหรับการตรวจสอบชิ้นส่วนสำคัญๆ เช่น ตลับลูกปืนและฝาครอบปลาย หรือติดตั้งอุปกรณ์วัดอุณหภูมิออนไลน์เพื่อส่งข้อมูลอุณหภูมิไปยังระบบควบคุมส่วนกลางแบบเรียลไทม์ เมื่ออุณหภูมิสูงเกินเกณฑ์ (เช่น 140°C สำหรับมอเตอร์คลาส F) ระบบจะส่งสัญญาณเตือนภัยทั้งแบบเสียงและภาพโดยอัตโนมัติ ในขณะเดียวกัน ให้ตรวจสอบพารามิเตอร์กระแสและแรงดันผ่านตัวควบคุมมอเตอร์อัจฉริยะ เมื่อกระแสเกินค่าที่กำหนด 10% โหลดจะลดลงโดยอัตโนมัติหรือมอเตอร์จะหยุดทำงานเพื่อป้องกันการเกิดความร้อนจากการโอเวอร์โหลดที่แหล่งกำเนิด นอกจากนี้ ควรปรับปรุงการออกแบบระบบระบายความร้อนให้เหมาะสม: ติดตั้งพัดลมระบายความร้อนอิสระหรือชุดระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับมอเตอร์ในสถานการณ์อุณหภูมิสูง ใช้หลักการระบายอากาศแบบ “แรงดันบวก” ในสถานการณ์ที่มีฝุ่นละอองมาก โดยอากาศอัดที่สะอาดจะถูกนำเข้าไปในมอเตอร์เพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นเข้าไปในโครงสร้างระบายความร้อน
2.3 การจัดการเหตุฉุกเฉินและการเพิ่มประสิทธิภาพในระยะยาว: รับรองการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง
ในระดับการจัดการฉุกเฉินและการปรับปรุงประสิทธิภาพในระยะยาว เมื่อมอเตอร์ส่งสัญญาณเตือนความร้อนสูงเกินไป จำเป็นต้องหยุดเครื่องทันทีเพื่อตรวจสอบ ใช้มัลติมิเตอร์ทดสอบความต้านทานฉนวนของขดลวดเพื่อดูว่ามีไฟฟ้าลัดวงจรหรือไม่ ใช้เครื่องตรวจจับการสั่นสะเทือนเพื่อตรวจสอบการสึกหรอของตลับลูกปืนและความสมดุลของโรเตอร์เพื่อป้องกันปัญหาขยายวงกว้าง ในระยะยาว ให้จัดทำไฟล์การจัดการวงจรชีวิตของมอเตอร์ บันทึกข้อมูลการบำรุงรักษาและการวัดอุณหภูมิแต่ละครั้ง วิเคราะห์รูปแบบความร้อนสูงเกินไป และวางแผนเปลี่ยนชิ้นส่วนที่มีปัญหาบ่อยครั้งล่วงหน้า ขณะเดียวกัน ให้ผสานการเปลี่ยนแปลงเพื่อประหยัดพลังงานด้วยการเปลี่ยนมอเตอร์เก่าเป็นมอเตอร์ AC ประหยัดพลังงานประสิทธิภาพสูง มอเตอร์เหล่านี้ใช้การออกแบบขดลวดและแกนที่ปรับให้เหมาะสม ซึ่งสามารถลดการสูญเสียทองแดงและเหล็กได้ 20%-30% ซึ่งช่วยลดการเกิดความร้อนได้อย่างมาก โดยสรุป การป้องกันความร้อนสูงเกินไปของมอเตอร์ AC จะต้องรวมคุณลักษณะของสถานการณ์เข้าด้วยกัน และผ่านมาตรการเชิงระบบ เช่น "การเลือกที่แม่นยำ การตรวจสอบที่ได้รับการปรับปรุง การกระจายความร้อนที่เหมาะสมที่สุด และการทำงานและการบำรุงรักษาที่ได้มาตรฐาน" เพื่อบรรลุเป้าหมายสองประการ ได้แก่ การป้องกันข้อผิดพลาดและการทำงานที่มีประสิทธิภาพ และรับรองความต่อเนื่องและความเสถียรของการผลิตในภาคอุตสาหกรรม




