Hiện tượng quá nhiệt ở động cơ điện xoay chiều là một lỗi thường gặp, có thể dẫn đến lão hóa lớp cách điện, giảm hiệu suất và thậm chí là cháy động cơ. Nguyên nhân rất đa dạng và thường có thể được chia thành nhiều loại: nguyên nhân về điện, nguyên nhân về cơ khí, nguyên nhân về môi trường và thông gió, cũng như nguyên nhân về lựa chọn và ứng dụng.

1. Lý do về điện
Đây là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hiện tượng động cơ quá nhiệt.
Bất thường về điện áp:
Điện áp cao: gây ra hiện tượng bão hòa từ thông trong lõi sắt, làm tăng đột ngột tổn hao sắt và gây quá nhiệt lõi sắt.
Đồng thời, dòng điện kích thích tăng lên, khiến cuộn dây bị quá nhiệt.
Điện áp thấp: Khi công suất tải không đổi, sự giảm điện áp sẽ gây ra sự tăng dòng điện tỷ lệ thuận (I=P/U * cos φ), dẫn đến tăng tổn hao đồng và quá nhiệt cuộn dây.
Mất cân bằng điện áp (động cơ ba pha): Ngay cả một sự mất cân bằng điện áp ba pha nhỏ cũng có thể dẫn đến sự gia tăng dòng điện thứ tự nghịch, tạo ra thêm từ trường quay và tổn thất, khiến động cơ sinh thêm nhiệt, và tác động của nó thì khó mà tưởng tượng nổi.
Dòng điện quá mức:
Quá tải hoạt động: Đây là nguyên nhân phổ biến nhất.
Công suất cơ học của tải vượt quá công suất định mức của động cơ, dẫn đến dòng điện vượt quá giá trị định mức, tổn thất đồng tăng và quá nhiệt.
Vấn đề quanh co:
Ngắn mạch giữa các vòng dây: Lớp cách điện bên trong cuộn dây bị hư hỏng, gây ra hiện tượng ngắn mạch cục bộ và tạo ra dòng điện tuần hoàn, dẫn đến hiện tượng nóng cục bộ nghiêm trọng.
Ngắn mạch pha-pha hoặc ngắn mạch nối đất: một lỗi cách điện nghiêm trọng gây ra sự gia tăng đột ngột dòng điện và nhanh chóng làm cháy thiết bị.
Lỗi đấu nối cuộn dây: ví dụ như đấu nối hình sao với hình tam giác, hoặc đấu nối hình tam giác với hình sao, dẫn đến dòng điện và từ thông bất thường.
Hệ số công suất thấp: Dòng điện phản kháng cao làm tăng tổng dòng điện, dẫn đến tăng tổn hao trong mạch và cuộn dây.

2. Nguyên nhân cơ học
Các vấn đề về vòng bi:
Thiếu dầu bôi trơn trong ổ trục, mỡ bôi trơn bị lão hóa hoặc dư thừa, và hư hỏng ổ trục (mài mòn, rỗ) đều có thể dẫn đến tăng lực ma sát, khiến ổ trục sinh nhiệt và truyền nhiệt ra vỏ máy, đồng thời làm tăng tải trọng cơ học lên động cơ.
Ma sát giữa rôto và stato:
Thường được gọi là "quét sạch phòng họp".
Do hiện tượng mài mòn ổ trục, cong trục hoặc lắp ráp không đúng cách, lõi sắt của rôto và stato cọ xát vào nhau, tạo ra lượng nhiệt và tiếng ồn lớn.
Hỏng hóc cơ học do tải trọng:
Các thiết bị bị kéo lê (như máy bơm, quạt, máy nén) gặp các vấn đề như kẹt, lệch trục và hộp số bị hỏng, dẫn đến sự gia tăng bất thường về tải trọng động cơ.
Các vấn đề khi cài đặt:
Nền móng lắp đặt động cơ không bằng phẳng, dây đai quá căng và khớp nối lệch sẽ gây thêm ứng suất cơ học.

3. Lý do về môi trường và thông gió
Việc tản nhiệt cho động cơ phụ thuộc vào hệ thống làm mát tốt.
Thông gió kém:
Quạt bị hư hỏng, cửa hút hoặc thoát khí bị tắc nghẽn, ống dẫn khí bị phủ bụi bẩn (đặc biệt đối với động cơ kín có mức độ bảo vệ cao hơn).
Đối với động cơ tự làm mát, việc vận hành ở tốc độ thấp trong thời gian dài có thể dẫn đến lưu lượng gió của quạt không đủ.
Nhiệt độ môi trường cao:
Động cơ được lắp đặt trong môi trường nhiệt độ cao (như phòng nồi hơi hoặc nơi có ánh nắng trực tiếp), điều này khiến việc tản nhiệt trở nên khó khăn và đương nhiên dẫn đến nhiệt độ tăng cao.
Môi trường ẩm ướt hoặc ô nhiễm:
Hơi ẩm hoặc bụi dẫn điện bám vào bề mặt cuộn dây, làm giảm hiệu suất cách điện và có khả năng gây ra phóng điện cục bộ hoặc tăng dòng rò, dẫn đến sinh nhiệt.

4. Lý do lựa chọn và ứng tuyển
Lựa chọn động cơ không phù hợp:
Việc lựa chọn công suất, mô-men xoắn hoặc tốc độ quá nhỏ, dẫn đến động cơ hoạt động trong điều kiện quá tải hoặc gần quá tải trong thời gian dài.
Loại tải không phù hợp với đặc tính của động cơ (ví dụ như sử dụng động cơ thông thường để khởi động thường xuyên hoặc với tải nặng).
Lịch làm việc không khớp:
Sử dụng động cơ hoạt động liên tục cho các trường hợp khởi động, phanh thường xuyên hoặc tải định kỳ.
Dòng khởi động thường gấp 5-7 lần dòng định mức, và việc khởi động và dừng thường xuyên có thể tạo ra sự tích tụ nhiệt đáng kể.
Phương pháp kiểm soát không phù hợp:
Khi sử dụng bộ biến tần để điều khiển, nếu tần số sóng mang được đặt quá cao, khả năng tản nhiệt trong quá trình hoạt động ở tần số thấp không đủ, hoặc nếu không thực hiện bù thông số thích hợp (chẳng hạn như bù điện áp tần số thấp không đúng cách).

Các bước khắc phục sự cố được đề xuất
Khi phát hiện động cơ quá nóng, có thể thực hiện các bước sau để khắc phục sự cố:
Kiểm tra bằng cách chạm khi tắt nguồn: Trước tiên, hãy tắt nguồn, chạm vào bằng tay (chú ý an toàn) và cảm nhận xem nhiệt độ tỏa ra đồng đều hay chỉ tập trung ở một số khu vực (ví dụ như đầu ổ trục).
Kiểm tra tải: Đo xem dòng điện hoạt động có vượt quá dòng điện định mức hay không và xác định xem có bị quá tải hay không.
Kiểm tra nguồn điện: Sử dụng đồng hồ vạn năng hoặc máy phân tích chất lượng điện để đo xem điện áp ba pha có cân bằng và gần với giá trị định mức hay không.
Kiểm tra bộ phận cơ khí: xoay rôto bằng tay để kiểm tra độ linh hoạt và xem có tiếng ồn bất thường hay không;
Kiểm tra các ổ bi, dây đai và khớp nối.
Kiểm tra hệ thống thông gió và môi trường: làm sạch bụi trong ống dẫn khí và vỏ máy;
Hãy đảm bảo nhiệt độ môi trường xung quanh ở mức bình thường.
Kiểm tra điện: Sử dụng máy đo điện trở cách điện (megohmmeter) để đo điện trở cách điện, và sử dụng cầu chỉnh lưu để đo xem điện trở DC của cuộn dây ba pha có cân bằng hay không, nhằm xác định xem có vấn đề gì với cuộn dây bên trong hay không.
Phân tích toàn diện: Dựa trên kiểu động cơ, đặc tính tải và hồ sơ vận hành, xác định xem có vấn đề gì do lựa chọn hoặc ứng dụng không phù hợp hay không.
Tóm lại, hiện tượng quá nhiệt động cơ là một vấn đề mang tính hệ thống, đòi hỏi phân tích toàn diện từ nhiều khía cạnh như nguồn điện, bản thân động cơ, máy móc tải và môi trường sử dụng.