Při provozu elektromotorů se pravidelně objevuje otázka: proč se pohon tolik zahřívá? Uvažujme tento problém ve vztahu k třífázovým asynchronním motorům.
Nejprve určíme, při jaké teplotě můžeme mluvit o přehřátí elektromotoru.
Obsah
- Kdy by měl být motor považován za horký?
- Jak měřit teplotu motoru
- Důvody přehřívání elektromotorů
- Co dělat, když je zjištěno přehřátí motoru
- Ochrana proti přehřátí
Kdy by měl být motor považován za horký?
Samozřejmě, že při teplotě skříně +25°C bude životnost motoru delší než při +100°C. Pro většinu elektromotorů je však normální provozní teplota +100°C. Tepelnou přetížitelnost pohonu lze posuzovat podle dvou charakteristik – třídy izolace a třídy nárůstu teploty.
Teploty pouzdra nebo vinutí pod +60°C nevyžadují žádná opatření. Hodnota nad +70°C také není kritická, ale v tomto případě je třeba věnovat pozornost motoru – může vyžadovat další diagnostiku nebo údržbu.
Při teplotách nad +100°C je nutné zavést stálé sledování stavu motoru a přijmout opatření k odhalení příčin zahřívání. Pokud teplota stále stoupá, musí být motor odpojen od napájení, aby se předešlo nehodám a požáru.
Jak měřit teplotu motoru
Existuje několik způsobů, jak určit teplotu motoru.
- Ručně. Nejjednodušší způsob, jak rychle určit přehřátí. Pokud při dotyku těla motoru není patrná bolest, můžeme s jistotou říci, že teplota nepřesahuje +60 °C.
- Teploměr s externím čidlem (kontaktní teploměr). Tato metoda vyžaduje čas a dovednosti. Nejteplejší místa v motoru jsou uprostřed skříně, kde se ohřívá vinutí, stejně jako přední a zadní část skříně, v oblasti ložisek hřídele.
- Termokamera. Jedná se o nejrychlejší a nejinformativnější způsob měření. Umožňuje vám vidět celý topný obrázek najednou.
- Pomocí vestavěných senzorů. Některé modely elektromotorů mají zabudovaná teplotní čidla (obvykle pozistory), které poskytují informace o ohřevu různých sekcí (vinutí, ložiska). Pokud takové senzory nejsou k dispozici, můžete je nainstalovat sami. Metoda je výhodná v tom, že řízení a odezva na ohřev může být automatizována. K tomu je signál ze snímačů vyveden na speciální vstup frekvenčního měniče, do specializovaného teplotního relé nebo na analogový vstup regulátoru. V případě regulátoru můžete napsat program s následujícím algoritmem: při prvním prahu teploty se operátorovi zobrazí varování, při druhém se vypne motor.
Důvody přehřívání elektromotorů
Příčiny přehřátí motoru mohou být mechanické nebo elektrické.
Mechanické důvody:
- Zvýšené mechanické zatížení hřídele. Mechanické přetížení může být způsobeno zaseknutím mechanismů, vniknutím cizích předmětů atd.
- Opotřebení ložisek. Dříve nebo později to povede k zaseknutí nebo zničení. Je důležité diagnostikovat tento problém v rané fázi, protože selhání ložisek může vést k poškození rotoru, vinutí a skříně motoru.
- Mechanické poškození elektromotoru, například nesouosost ložisek, která způsobí jejich přehřátí a tření rotoru o stator.
- Nedostatečné chlazení skříně. Chlazení se zpravidla provádí pomocí oběžného kola dmychadla umístěného v zadní části motoru. Pokud je oběžné kolo rozbité nebo zachycené v mřížce a roztočí se na hřídeli, motor se přehřeje. Dalším důvodem sníženého průtoku vzduchu jsou nižší otáčky motoru, když je poháněn přes frekvenční měnič. V tomto případě musíte použít nezávislé nucené proudění vzduchu.
Elektrické důvody:
- Fázová nesymetrie a odchylka napájecího napětí. Asynchronní motory jsou citlivé na úroveň napájecího napětí. Odchylka 5 % výrazně zvyšuje zahřívání, při odchylce 10 % je zpochybňován chod motoru.
- Ztráta fáze. Jedná se o extrémní případ fázové nevyváženosti, ke kterému dochází v důsledku přerušení napájecího vedení, spouštěcího zařízení nebo uvnitř motoru. Důsledkem je výrazný pokles mechanického točivého momentu na hřídeli až do úplného zastavení motoru.
- Porušení spínacího obvodu. To platí především pro schéma „Hvězda“ – „Trojúhelník“. Příčinou problému může být porucha spouštěcího obvodu nebo chyba elektrikáře.
- Zkrat ve vinutí motoru. Může být přepínací nebo mezi fázemi. Určuje se měřením proudu ve fázích při zapnutí motoru nebo pomocí ohmmetru při vypnutém motoru. Při malém počtu uzavřených závitů je obtížné určit zkrat.
Co dělat, když je zjištěno přehřátí motoru
Pokud se motor během provozu zahřívá, je nutné provést diagnostiku. Chcete-li to provést, můžete použít níže uvedený algoritmus krok za krokem.
- Hodnotíme teplotu. Pokud je teplota kritická, musíte okamžitě vypnout napájení motoru.
- Hodnotíme přítomnost cizích zvuků během provozu (praskání, chrastění, skřípání). Pokud je zdroj zvuku v mechanice pohonu (v zátěži), je nutné zastavit motor a opravit vadný agregát. Pokud zvuk vychází z motoru, bude s největší pravděpodobností nutné vyměnit ložiska.
- Proud ve fázích kontrolujeme pomocí proudových kleští. Při překročení proudu můžeme hovořit o přetížení, při nesymetrii fází můžeme hovořit o fázové nesymetrii, výpadku fáze nebo mezifázovém zkratu.
- Pokud ložiska vyžadují pravidelné mazání, zkontrolujte a v případě potřeby vyměňte mazivo.
- Odpojíme zátěž od hřídele motoru a zkontrolujeme chod motoru v klidovém režimu.
- Kontrola provozu vzduchového chlazení. V případě potřeby vyčistíme oběžné kolo a povrch motoru.
- Zkontrolujeme, zda ochrana motoru odpovídá jmenovitému proudu uvedenému na typovém štítku.
Ochrana proti přehřátí
Pokud je přehřátí motoru zjištěno včas, lze jeho následky snadno odstranit a předejít ještě větším potížím. Je však lepší pokusit se tomuto problému zcela vyhnout.
Ve většině případů vede přehřátí ke zvýšení provozního proudu motoru. Řízení proudu se obvykle provádí pomocí jističů a tepelných relé. Víceúrovňová ochrana je také zabudována do frekvenčních měničů. Při použití ochranného relé motoru můžete dodatečně ovládat úroveň napětí a rotaci fází.
Výše uvedené způsoby ochrany se nejlépe používají ve spojení s teplotními senzory. To zajistí 100% ochranu před přehřátím.
