AC motor çalışmasında "aşırı ısınma ve aşırı yük", motorun gerçek yükünün nominal yükünü aştığı veya diğer anormalliklerin stator ve rotor sıcaklığının tasarımda izin verilen değeri (genellikle yalıtım sınıfına karşılık gelen maksimum sıcaklık, örneğin Sınıf A için 105℃, Sınıf B için 130℃, Sınıf F için 155℃ ve Sınıf H için 180℃) aşmasına neden olduğu bir durumu ifade eder. Uzun süreli aşırı yük, yalıtımın eskimesine, sargıların yanmasına ve hatta motorun hurdaya çıkmasına yol açar. Nedenleri, önleme ve işlem yöntemleri aşağıdaki gibidir:
1. Aşırı Isınma ve Aşırı Yüklenmenin Temel Nedenleri
AC motorlarda aşırı ısınma ve aşırı yüklenmenin özü, "motorun giriş gücünün çıkış gücünden fazla olması ve fazla enerjinin ısıya dönüşerek birikmesi"dir. Bu durum özellikle dört kategoriye ayrılabilir: yük tarafı nedenleri, motor kendi kendine neden olur, güç kaynağı tarafındaki nedenler, Ve işletim ortamı nedenleri.
1.1 Yük Tarafı Nedenleri (En Yaygın)
- Gerçek yük, nominal yükü aşıyorÖrneğin, su pompaları ve fanların boru hatlarındaki tıkanıklıklar, direnci artırır, takım tezgahlarında aşırı kesme hacmine ve konveyör bantlarında sıkışmaya neden olur. Bunlar, motorun çıkış torkunun sürekli olarak nominal torku aşmasına ve akımın nominal akımın çok üzerine çıkmasına (aşırı yük akımı genellikle nominal akımın 1,2-2 katıdır) neden olarak bakır kaybında (I²R) keskin bir artışa ve ardından ısınmaya yol açar.
- Yükün sık sık başlatılması/ileri-geri döndürülmesi: Motorun kalkış akımı, kalkış sırasında nominal akımın 5-8 katıdır. Sık sık kalkış-durma, özellikle kalkış kaybının daha yüksek bir orana sahip olduğu küçük ve orta ölçekli asenkron motorlarda, kısa süreli yüksek akımların oluşturduğu ısının birikmesine neden olur.
- Aşırı yük dalgalanmasıKırıcılar ve titreşimli elekler gibi ekipmanlarda yük büyük ölçüde dalgalanır. Motorun torkunu sık sık ayarlaması gerekir ve akım dalgalanmaları ısı birikimine yol açar.
1.2 Motor Kendiliğinden Oluşan Nedenler
- Sargı hataları: Stator sargılarındaki turlar arası kısa devreler, faz-faz kısa devreler veya toprak kısa devreleri, sargıların etkin tur sayısını azaltacak ve anormal akım artışına neden olarak ciddi yerel aşırı ısınmaya yol açacaktır (örneğin, turlar arası kısa devredeki sıcaklık anında 200℃'yi aşabilir). Rotor sargılarındaki açık devreler (sargılı rotorlar için) veya kayar halkaların zayıf teması, düzensiz rotor akımına ve ek kayıp ısınmasına neden olacaktır.
- Demir çekirdek hatalarıStator çekirdeğindeki silisyum çelik saclar arasındaki yalıtımın hasar görmesi (örneğin yaşlanma ve aşınma), "girdap akımı kaybı" ve "histerezis kaybı"nı artırarak demir çekirdeğin ısınmasına ve sargılara ısı iletmesine neden olur. Demir çekirdek laminasyonlarının gevşemesi, manyetik direnci artırır ve bu da ısınmayı yoğunlaştırır.
- Mekanik arızalar: Yatakların aşınması, yağ eksikliği veya sıkışması, rotorun dönme direncini artırır ve mekanik kayıplar ısıya dönüşür. Stator ve rotor arasındaki hava boşluğunun eşit olmaması (örneğin, yatak iç/dış halka kaçıklığı), eşit olmayan manyetik alan dağılımına, aşırı yerel manyetik akı yoğunluğuna ve ek kayıpların artmasına neden olur.
1.3 Güç Kaynağı Tarafındaki Nedenler
- Anormal güç kaynağı voltajı: Aşırı yüksek voltaj (nominal voltajın 'undan fazla), stator çekirdeğinin manyetik akı yoğunluğunu doyuracak ve demir kaybını önemli ölçüde artıracaktır. Aşırı düşük voltaj (nominal voltajın 'undan fazla altında), motorun çıkış torkunu düşürecektir. Yük değişmeden kalırsa, motorun torku korumak için akımı artırması gerekir ve bu da bakır kaybının artmasına neden olur.
- Anormal güç kaynağı frekansıÇin'deki endüstriyel frekans 50 Hz'dir. Frekans düşerse (örneğin, 48 Hz'nin altına düşerse), statorun dönen manyetik alanının hızı azalır, rotor kayma hızı artar ve rotor bakır kaybı artar. Frekanstaki artış, motorun demir kaybını artıracaktır.
- Üç fazlı güç kaynağı dengesizliği: Üç fazlı gerilim farkı %5'i aşarsa, statorun üç fazlı akımı dengesiz hale gelir. Negatif bileşenli akım, ters dönen bir manyetik alan oluşturarak ek kayıpları ve ısınmayı artırır ve özellikle rotorun aşırı ısınmasına neden olur.
1.4 Çalışma Ortamı Nedenleri
- Zayıf ısı dağılımı koşulları: Motorun soğutma fanının hasar görmesi, fan kapağının tıkanması veya motorun yüksek sıcaklık (40℃'yi aşan), aşırı tozlu ve yetersiz havalandırmalı bir ortama kurulması, ısının etkili bir şekilde dağılmasını önleyerek sıcaklık birikmesine yol açar.
- Uyumsuz koruma sınıfı: Örneğin IP23 koruma sınıfına sahip (katı yabancı cisimlere karşı koruma sağlar ancak suya karşı koruma sağlamaz) bir motorun nemli bir ortamda kullanılması, nemin içeri girmesine, sargıların yalıtımının azalmasına ve kaçak akımın artmasına, dolayısıyla ısınmaya neden olur.
2. Aşırı Isınma ve Aşırı Yüklenmeyi Önleyici Tedbirler
Yukarıda belirtilen nedenlere karşılık, dört açıdan önleme yapılmalıdır: “yük eşleştirme, motor bakımı, güç kaynağı garantisi ve ortam kontrolü”:
-
Yük ve motoru makul bir şekilde eşleştirin
- Bir motor seçerken, nominal gücünün gerçek yük gücünden -20 daha yüksek olduğundan emin olun (yani, "yük oranı" -90 arasında kontrol edilmelidir; böylece "küçük bir atın büyük bir arabayı çekmesi" önlenir). Sık çalıştırma ve ileri-geri dönüş gerektiren ekipmanlar için "sık çalıştırma tipi motorlar" (YZR serisi sargılı asenkron motorlar gibi) seçin.
- Yükü takarken, ekipmanın mekanik iletim sisteminin (kaplinler ve kasnaklar gibi) eksenelliğinin, hizalama bozukluğu nedeniyle ek yük oluşmasını önlemek için gereklilikleri karşıladığından emin olun.
-
Motoru düzenli olarak bakımını yapın
- Sargı muayenesiStator sargılarının toprağa olan yalıtım direncini her ay bir yalıtım direnci ölçer (megohmmetre) kullanarak ölçün. Bu değer, düşük voltajlı motorlar için 0,5 MΩ'dan düşük olmamalıdır. Çok düşükse, sargıların kurutulması veya değiştirilmesi gerekir. Sargıların görünümünü düzenli olarak renk bozulması ve yanık kokusu açısından kontrol edin.
- Demir çekirdek ve mekanik muayene: Demir çekirdek laminasyonlarının her çeyrekte bir gevşek olup olmadığını, yataklarda anormal ses ve yağ sızıntısı olup olmadığını kontrol edin ve talimatlara göre düzenli olarak gres (örneğin 2 numaralı lityum bazlı gres) ekleyin veya değiştirin. Stator ve rotor arasındaki hava boşluğunu kontrol edin ve eşit değilse yatakları veya rotoru ayarlayın.
- Soğutma sistemi muayenesi: Fan kanatlarının sağlam olduğundan ve hava kanalının tıkalı olmadığından emin olmak için motor soğutma bloğu ve fan kapağındaki tozu her hafta temizleyin.
-
Kararlı güç kaynağı sağlayın
- Güç kaynağı voltajının nominal değerin ±%5'i ve frekansın ±1Hz'i içinde dalgalanmasını sağlamak için voltaj ve frekans izleme cihazları takın. Üç fazlı ekipmanlar için, üç fazlı akım dengesizliği 'u aştığında makineyi otomatik olarak kapatan bir üç fazlı dengesizlik koruyucusu takın.
- Gerilimin dengesiz olduğu durumlarda (örneğin fabrika atölyeleri), anormal gerilimden kaynaklanan motor aşırı yüklenmesini önlemek için bir gerilim dengeleyici veya değişken frekanslı güç kaynağı takın.
-
Çalışma ortamını optimize edin
- Motoru iyi havalandırılan, sıcaklığı 40°C'nin altında olan ve toz veya aşındırıcı gaz bulunmayan bir ortama kurun. Zorlu bir ortam varsa, yüksek koruma sınıfına sahip (örneğin IP54, IP65) bir motor seçin ve bir soğutma fanı veya soğutucu (örneğin, zorlamalı hava soğutması, su soğutması) takın.
- Motoru doğrudan güneş ışığına maruz bırakmaktan veya ısı kaynaklarının (kazan, ısıtıcı gibi) yakınına yerleştirmekten kaçının. Gerekirse, bir güneşlik veya ısı yalıtım levhası takın.
3. Aşırı Isınma ve Aşırı Yüklenme İçin Acil Durum Taşıma Yöntemleri
Motorun çalışma sırasında aşırı ısındığı tespit edilirse (gövdenin sıcak olması, sıcaklığın nominal değeri aşması veya termal rölenin çalışması gibi), aşağıdaki adımlara göre müdahale edin:
- Makineyi hemen durdurun: Arızanın daha fazla büyümesini (sargı yanması gibi) önlemek için motor güç kaynağını kesin. Termik röle devreye girerse, sıfırlamadan önce soğumasını bekleyin (yaklaşık 5-10 dakika).
- Nedeni giderin:
- Isınan kısmı belirlemek için motor gövdesine ve yatak ucu kapağına elle dokunun (örneğin, sargı tarafındaki ısı yük veya güç kaynağıyla ilgili bir sorun olabilirken, yatak tarafındaki ısı mekanik bir arıza olabilir);
- Yükün sıkışıp sıkışmadığını ve iletim sisteminin normal olup olmadığını kontrol edin, güç kaynağı voltajının ve üç fazlı akımın dengeli olup olmadığını tespit etmek için bir multimetre kullanın ve sargıların yalıtım direncini tespit etmek için bir megaohmmetre kullanın;
- Yatak arızasından şüpheleniliyorsa, yatak aşınmasını kontrol etmek için uç kapağını çıkarın veya çalışma sırasında anormal bir ses olup olmadığını dinlemek için bir stetoskop kullanın.
- Hedeflenen kullanım:
- Aşırı yük söz konusu ise: Yükü azaltın veya motoru daha yüksek güçte bir motorla değiştirin;
- Eğer anormal bir güç beslemesi varsa: Voltajı ayarlamak ve üç faz dengesizliğini onarmak için bir elektrikçiye başvurun;
- Sargı arızası ise: Nemli sargıları kurutun veya kısa devre/açık devre olan sargıları değiştirin;
- Mekanik bir arıza ise: Aşınmış yatakları değiştirin ve stator-rotor hava boşluğunun veya şanzıman sisteminin hizalamasını ayarlayın;
- Isı dağılımı zayıfsa: Soğutma sistemini temizleyin ve soğutma cihazları takın.
- Test çalıştırma doğrulaması: Kullanımdan sonra, akım ve sıcaklığın normal olup olmadığını kontrol etmek için motoru 5-10 dakika yüksüz çalıştırın; ardından nominal yükte 30 dakika çalıştırın. Normal çalışmaya devam etmeden önce aşırı ısınma olmadığından emin olun.
4. Özet
AC motor aşırı ısınmasının ve aşırı yüklenmesinin temelinde "enerji dengesizliği" (ısı üretimi > ısı dağılımı) yatar ve temel nedenleri çoğunlukla uyumsuz yükler, uygunsuz bakım, anormal güç kaynağı veya zorlu ortamlardır. Etkili önleme, "makul motor seçimi, düzenli bakım, istikrarlı güç kaynağı ve optimize edilmiş ortam" ile sağlanabilir. Acil durumlarda, arızanın yayılmasını önlemek için "makineyi durdur → sorun gider → elleçle → doğrula" mantığı izlenmelidir. Aşırı ısınma ve aşırı yüklenmenin iyi bir şekilde önlenmesi ve kontrol altına alınması, motorun hizmet ömrünü uzatmanın ve ekipmanın güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlamanın anahtarıdır.