Причины нагревания электропривода

В процессе использования электродвигателей периодически наблюдается их сильное нагревание. Чем оно обусловлено? Можно изучить данный вопрос применительно к эксплуатации трехфазных асинхронных агрегатов, представленных в широком перечне моделей в каталоге магазина «Мир Привода».

Прежде всего, установим, при какой температуре правомерно считать электропривод перегретым.

Когда привод признается горячим?

Если корпус привода имеет температуру 25 градусов, то ресурс агрегата будет больше того, когда температура составляет 100 градусов. При этом, для большей части электроприводов температура в 100 градусов — обычная рабочая. Степень перегрузочной способности двигателя в части температуры определяют два ключевых параметра:

• класс изоляции;
• класс допустимости температуры.

В случае, если температура корпуса либо обмоток не достигает 60 градусов, то каких-либо действий производить не требуется. Если превышает 70 градусов, то в общем случае тоже, но все же имеет смысл наблюдать за двигателем — на предмет появления необходимости в проведении специальной диагностики или техобслуживания.

Если температура — выше 100 градусов, то необходимо обеспечить постоянство соответствующего наблюдения, так же как оперативно обнаружить факторы нагрева. Если температура повышается и далее, то агрегат необходимо обесточить, чтобы избежать аварии и воспламенения.

Измерение температуры агрегата

Основные способы определения температуры электродвигателя:

1. Прощупывание рукой.

   Это самый доступный способ. Человек испытывает заметные болевые ощущения при контакте с поверхностью, нагретой до 60 градусов и выше. Если такие ощущения появляются, то это значит, что корпус агрегата точно имеет такую или даже более высокую температуру.

2. Использование контактного термометра (оснащенного внешним датчиком).

   Данная процедура занимает время и предполагает наличие определенной квалификации у пользователя. Нужно знать, что более всего двигатель нагревается в середине корпуса, в области обмотки, в переднем и заднем сегментах корпуса, в области подшипников вала.

3. Применение тепловизора.

   Данный метод — самый быстрый, и притом информативный, поскольку позволяет сразу же увидеть температуру на различных участках привода.

4. Задействование встроенных датчиков (в качестве таковых применяются позисторы).

   Некоторые модели электроприводов оснащены датчиками, приспособленными к сбору сведений о температуре на различных участках (те же обмотках или подшипниках). Но если даже штатных измерительных устройств в составе агрегата нет, то их можно смонтировать самостоятельно. В ходе применения датчиков можно автоматизировать операции в ответ на нагрев двигателя до определенной температуры. В этих целях обеспечивается передача сигнала с датчиков на преобразователь частоты (варианты — на температурное реле, на контроллер). Если применяется контроллер, то его можно запрограммировать на такие действия:

   • направление предупреждения оператору электропривода — при получении с датчика информации о температуре, близкой к критической;
   • отключение привода — при достижении критической температуры.

Почему перегревается электропривод?

Есть 2 категории факторов перегрева агрегата:

• механические;
• электротехнические.

В числе первых:

1. Рост механического усилия на валу.

   Обусловлен он может быть замыканием деталей, попаданием в конструкцию инородных предметов.

2. Стиранием подшипника (вследствие чего он может заклинить или сломаться).

   Большое значение имеет раннее выявление такого фактора, так как разрушение подшипника зачастую приводит к поломке ротора, повреждению обмоток, корпуса привода.

3. Механическая поломка электропривода.

   Она может выражаться, к примеру, в сбое соосности подшипников, вследствие чего возникает их перегрев, а ротор начинает тереться о статор.

4. Слабое охлаждение корпуса.

   Обычно привод охлаждается при задействовании крыльчатки обдува, что размещена в заднем сегменте агрегата. Если она ломается, контактирует с решеткой либо если происходит ее проворачивание на валу, то электропривод будет перегреваться. Кроме того, степень интенсивности обдува снижается при пониженных оборотах привода в случае получения питания посредством преобразователя частоты. Тогда поможет применение автономного внешнего обдува.

Электротехнические причины перегрева:

1. Перекос напряжения, отклонения в величине питающего напряжения.

   Особенность асинхронных двигателей заключается в чувствительности к соответствующей величине. Если есть отклонение в 5%, то агрегат может заметно нагреться, а при отклонении в 10% может оказаться неизбежным прекращение эксплуатации привода.

2. Пропадание фазы (как частный вариант перекоса фаз).

   Причина — обрыв в линии электропитания, пусковом механизме или внутри привода. Последствия — ослабление механического момента непосредственно на валу, а также возможная полная остановка привода.

3. Неполадки в схеме включения.

   Бывает, что при конструировании схемы «Звезда — Треугольник» работником из числа электротехнических специалистов допускается ошибка. Возможно появление неисправностей в схеме.

4. Возникновение замыкания в обмотке агрегата

   Оно бывает межвитковым или же образуемым между фазами. Установить его можно:

   • посредством измерения тока — если агрегат включен, по фазам;
   • если привод выключен — при задействовании омметра.

   Бывает, что если замкнутых витков немного, установить факт замыкания сложно.

Как реагировать на перегрев агрегата

При обнаружении нагрева электропривода во время эксплуатации, нужно произвести диагностику агрегата. Сделать это можно, последовательно осуществив следующие операции:

1. Измерение температуры.

   Если зафиксированы ее критические значения — привод немедленно обесточивается.

2. Установление посторонних звуков при эксплуатации привода (стук, скрежет).

   Если выяснится, что звук образуется вследствие контактов в механике двигателя (при нагрузке), то нужно срочно остановить агрегат, а затем отремонтировать поврежденный узел. Частая причина появления звука внутри двигателя — деформация подшипников. Их в таком случае потребуется заменить.

3. Проверку тока — с использованием токовых клещей, по фазам.

   Если он будет превышен, то это может свидетельствовать о перегрузке. Если будет дисбаланс в фазах — есть, скорее всего, их перекос (фаза оборвана, есть межфазное замыкание).

4. Проверку подшипников в случае, если предполагается их регулярная смазка.

   Целесообразна замена смазки при наличии на то явных причин.

5. Освобождение вала привода от нагрузки, проверку функционирования привода на холостом ходу.

6. Проверку функционирования воздушного охлаждения.

   Могут оказаться засорены крыльчатка, поверхность привода — их потребуется очистить.

7. Проверку защиты привода на соответствие величине номинального тока, что приведена на шильдике.

Как защитить привод от перегрева

Если перегрев привода вовремя обнаружен, то можно достаточно оперативно устранить причины и пресечь возникновение неприятных последствий. Но лучше всего, если удастся не допустить перегрева в принципе.

Обычно следствием перегрева становится увеличение значения рабочего тока агрегата. Контроль над током чаще всего производится с использованием автоматов защиты (как и, например, с помощью тепловых реле).

Преобразователи частоты, присутствующие в каталоге магазина «Мир Привода», оснащаются многоуровневыми средствами защиты. При задействовании реле защиты привода возможен дополнительный контроль над уровнем напряжения, а также сменой фаз.

Крайне рекомендуется применение датчиков температуры в рамках реализации способов защиты двигателей от перегрева. Это обусловит исключительно высокую степень безопасности эксплуатации агрегата.