1. การระบุปัญหา
มอเตอร์กระแสตรงเป็นอุปกรณ์หลักในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องมือกล ลิฟต์ รถยนต์พลังงานใหม่ และสาขาอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการใช้งานเป็นเวลานาน ผู้ใช้บางรายอาจสังเกตเห็นอุณหภูมิที่ตัวมอเตอร์สูงขึ้นผิดปกติ และในกรณีที่รุนแรง อาจเกิดปรากฏการณ์ความร้อนสูงเกินไป เช่น ชั้นฉนวนเปลี่ยนสีและมีกลิ่นไหม้ ปัญหาดังกล่าวไม่เพียงแต่ทำให้อายุการใช้งานของมอเตอร์สั้นลงเท่านั้น แต่ยังอาจนำไปสู่ข้อบกพร่องร้ายแรง เช่น ขดลวดไหม้และอุปกรณ์หยุดทำงาน ซึ่งส่งผลให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัยและความสูญเสียทางเศรษฐกิจ ดังนั้น การศึกษา “สาเหตุของการเกิดความร้อนสูงเกินไปในมอเตอร์กระแสตรงระหว่างการใช้งาน และวิธีการป้องกันและจัดการทางวิทยาศาสตร์” จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสร้างความมั่นใจในการทำงานที่เสถียรของอุปกรณ์

2. การวิเคราะห์ปัญหา: สาเหตุหลักของมอเตอร์ DC ร้อนเกินไป
ความร้อนของมอเตอร์กระแสตรงสัมพันธ์โดยตรงกับการสูญเสียพลังงาน ปรากฏการณ์ความร้อนสูงเกินไปส่วนใหญ่เกิดจากสองสาเหตุหลัก ได้แก่ การสูญเสียพลังงานภายในที่เพิ่มขึ้นผิดปกติ และความล้มเหลวของระบบระบายความร้อน ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็นสามประเภทดังต่อไปนี้

ประการแรกคือการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าที่มากเกินไป เมื่อมอเตอร์ทำงาน ขดลวดอาร์เมเจอร์และขดลวดสนามจะสร้างการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าทองแดง ซึ่งขนาดจะแปรผันตามกำลังสองของกระแสไฟฟ้า หากมอเตอร์ทำงานภายใต้ภาระเกินเป็นเวลานาน หรือหากแรงดันไฟฟ้าของอาร์เมเจอร์สูงเกินไป ทำให้กระแสไฟฟ้าเกินค่าที่กำหนด การสูญเสียพลังงานไฟฟ้าทองแดงจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หากไม่สามารถระบายความร้อนได้ทันเวลา อุณหภูมิของมอเตอร์ก็จะสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น ในการประมวลผลเครื่องมือกล หากภาระการตัดเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน มอเตอร์จะต้องส่งแรงบิดที่มากขึ้น และกระแสไฟฟ้าของอาร์เมเจอร์ก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย หากสถานการณ์นี้ยังคงอยู่เป็นเวลานาน อุณหภูมิของขดลวดจะสูงเกินเกณฑ์ความปลอดภัยอย่างรวดเร็ว

ประการที่สองคือแรงเสียดทานเชิงกลที่ผิดปกติ แรงเสียดทานเชิงกลระหว่างตลับลูกปืน คอมมิวเตเตอร์ และแปรงถ่านภายในมอเตอร์มีน้อย ตามปกติแล้วการสูญเสียแรงเสียดทานจะน้อย อย่างไรก็ตาม เมื่ออายุการใช้งานเพิ่มขึ้น ตลับลูกปืนอาจประสบปัญหาต่างๆ เช่น การสึกหรอและจารบีหล่อลื่นแห้ง ซึ่งนำไปสู่ความต้านทานแรงเสียดทานที่เพิ่มขึ้น หากพื้นผิวของคอมมิวเตเตอร์สึกหรอ ผิดรูป หรือแรงกดแปรงถ่านสูงเกินไป ความร้อนจากแรงเสียดทานจะรุนแรงขึ้น ความผิดพลาดทางกลเหล่านี้จะเปลี่ยนการสูญเสียเชิงกลของมอเตอร์เป็นความร้อนเพิ่มเติม ทำให้อุณหภูมิโดยรวมของมอเตอร์สูงขึ้น ตัวอย่างเช่น หลังจากการสึกหรอของตลับลูกปืน โรเตอร์จะมีความเยื้องศูนย์เล็กน้อย ซึ่งไม่เพียงแต่เพิ่มแรงเสียดทานเท่านั้น แต่ยังอาจทำให้เกิดช่องว่างอากาศที่ไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้มอเตอร์ร้อนขึ้นอีกด้วย

ประการที่สามคือความล้มเหลวของระบบระบายความร้อน มอเตอร์กระแสตรงมักอาศัยพัดลม ฮีตซิงก์ หรือท่อลมระบายความร้อน หากใบพัดเสียหาย ฮีตซิงก์อุดตันด้วยฝุ่นและน้ำมัน หรือท่อลมระบายความร้อนอุดตันด้วยเศษวัสดุ ประสิทธิภาพการระบายความร้อนจะลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ การใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง (เช่น อุปกรณ์กลางแจ้งในฤดูร้อน หรือมอเตอร์ในตู้ควบคุมแบบปิด) จะเพิ่มความยากในการระบายความร้อน ทำให้มีโอกาสเกิดความร้อนสูงเกินไปได้มากขึ้น

3. มาตรการป้องกันและจัดการมอเตอร์ DC ร้อนเกินไป
เพื่อตอบสนองต่อสาเหตุข้างต้น มาตรการสามารถทำได้สองประการ: การบำรุงรักษาเชิงป้องกันและการจัดการข้อผิดพลาดเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้มอเตอร์ร้อนเกินไป

ในด้านการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน ประการแรก จำเป็นต้องควบคุมภาระของมอเตอร์อย่างเหมาะสมและหลีกเลี่ยงการใช้งานเกินกำลังในระยะยาว เลือกมอเตอร์ที่มีกำลังไฟฟ้าตรงกับความต้องการของอุปกรณ์ และตั้งค่าระบบป้องกันกระแสเกินในระบบควบคุมเพื่อตัดแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติหรือลดภาระเมื่อกระแสไฟฟ้าเกินค่าที่กำหนด ประการที่สอง บำรุงรักษามอเตอร์อย่างสม่ำเสมอ ตรวจสอบสภาพการหล่อลื่นตลับลูกปืนทุก 3-6 เดือน เติมหรือเปลี่ยนจาระบีหล่อลื่นตามกำหนดเวลา ตรวจสอบระดับการสึกหรอของแปรงถ่าน ปรับแรงดันแปรงถ่าน และรักษาพื้นผิวของคอมมิวเตเตอร์ให้สะอาดและเรียบ สุดท้าย ทำความสะอาดระบบระบายความร้อนเป็นประจำ กำจัดฝุ่นและน้ำมันออกจากแผงระบายความร้อน พัดลม และท่อลม เพื่อให้มั่นใจว่าช่องระบายความร้อนไม่มีสิ่งกีดขวาง ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง สามารถติดตั้งพัดลมระบายความร้อนหรืออุปกรณ์ระบายความร้อนเพิ่มเติมได้

ในส่วนของการจัดการปัญหา หากตรวจพบมอเตอร์ร้อนเกินไป ควรปิดเครื่องทันทีเพื่อตรวจสอบ หากสาเหตุเกิดจากไฟฟ้าดับมากเกินไป จำเป็นต้องตรวจสอบว่าโหลดผิดปกติหรือไม่ ตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าของอาร์เมเจอร์คงที่หรือไม่ และตรวจสอบขดลวดเพื่อหาความผิดปกติ เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรและไฟฟ้ารั่ว หากจำเป็น ให้เปลี่ยนขดลวดที่เสียหาย หากปัญหาเกิดจากแรงเสียดทานทางกลผิดปกติ ให้ถอดมอเตอร์ออกเพื่อตรวจสอบว่าลูกปืนสึกหรอหรือไม่ และคอมมิวเตเตอร์และแปรงถ่านมีข้อบกพร่องหรือไม่ เปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหายและประกอบกลับเข้าที่ หากระบบระบายความร้อนล้มเหลว ให้ทำความสะอาดส่วนประกอบระบายความร้อน ซ่อมแซมหรือเปลี่ยนพัดลมที่เสียหาย และทำความสะอาดท่อลมเย็นเพื่อให้แน่ใจว่าระบบระบายความร้อนกลับมาทำงานตามปกติ หลังจากแก้ไขปัญหาแล้ว ให้ทดสอบการทำงานแบบไม่มีโหลดเป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อยืนยันว่าอุณหภูมิของมอเตอร์อยู่ในภาวะปกติก่อนใช้งาน

สรุปได้ว่า ภาวะความร้อนสูงเกินไปของมอเตอร์กระแสตรงเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของหลายปัจจัย การบำรุงรักษาเชิงป้องกันอย่างเป็นระบบและการจัดการข้อบกพร่องอย่างทันท่วงทีสามารถป้องกันภาวะความร้อนสูงเกินไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ และรับประกันการทำงานที่เสถียรของอุปกรณ์
​