Tam tikromis sąlygomis elektros variklis gali perkaisti ir sudegti, net jei jis dirba neperkrautas ir nominali srovė nėra viršyta. Tai yra pavojingas ir nemalonus gedimas, kuris pažeidžia svarbius variklio elementus ir gali sutrumpinti jo tarnavimo laiką ar net sukelti gaisrą. Normaliai dirbant, variklio temperatūros kilimas yra stabilus ir neviršija leistino temperatūros kilimo diapazono. Jei temperatūros kilimas yra per didelis arba lyginamas su panašiais varikliais tomis pačiomis darbo sąlygomis, temperatūra akivaizdžiai yra aukštesnė, tai turėtų būti laikoma gedimu. Visų pirma būtina išsiaiškinti šilumos šaltinį, tai yra, kurią dalį sukelia šildymas, o tada išsiaiškinti šių dalių perkaitimo priežastis.
Pagrindinės elektros variklių perkaitimo priežastys
Variklio perkaitimas gali būti skirstomas į vidinį ir išorinį. Išorinio perkaitimo priežastis dažnai yra susijusi su nepakankamu aušinimu, o vidinis perkaitimas - su paties variklio komponentų generuojama pertekline šiluma. Aptarkime pagrindines priežastis, dėl kurių elektros varikliai gali perkaisti:
Nepakankamas aušinimas ir aplinkos veiksniai
- Variklis gali perkaisti, jei jis nėra pakankamai aušinamas. Taip gali atsitikti, jei sulūžo ar buvo pažeistas variklio ventiliatorius ar jo gaubtas, arba buvo uždengtos ar dalinai uždengtos oro įtraukimo angos.
- Ilgas darbas lėtais apsisukimais su dažnio keitikliu taip pat gali sukelti perkaitimą dėl sumažėjusio aušinimo srauto.
- Smarkiai pakilusi aplinkos temperatūra (pvz., virš 40 ℃) arba blogai vėdinama darbo aplinka, kurioje veikia variklis, gali lemti variklio temperatūros pakilimą.
- Apsinešęs radiatorius ir viršutiniai variklio paviršiai trukdo detalėms veikti tinkamai, blokuodami šilumos išsklaidymą.
Eksploatacinės ir mechaninės priežastys
- Pernelyg didelė apkrova: Jei variklio apkrova yra per didelė, viršijanti jo vardinę galią, ir srovė ilgą laiką yra didelė, variklis yra perkrovos būsenoje. Be to, jei mechaninis pavaros diržas yra per įtemptas ir velenas nėra lankstus, variklis ilgą laiką bus perkrautas.
- Dažnas paleidimas ir sukimasis: Jei variklis paleidžiamas dažnai arba yra per daug teigiamo ir neigiamo sukimosi laiko, tai generuoja papildomą šilumą.
- Guolių problemos: Jei prastos guolio dalys sutepamos ar užspaudžiamos, tai sukelia trintį ir šilumą. Patikrinkite, ar guolio kameros temperatūra yra aukštesnė nei kitų dalių; patikrinkite, ar tepalo per mažai, ar nėra sausa.
- Perdavimo įtaiso gedimas: Dėl perdavimo įtaiso gedimo (trinties ar įstrigimo reiškinio) variklis perkaista dėl per didelės srovės, netgi užstringa variklis, dėl kurio variklio temperatūra staigiai pakils ir apvija bus sudeginta.
Elektros sistemos ir variklio vidinės problemos
- Energijos tiekimo fazinis gedimas: Jei maitinimo šaltinis nėra fazinis ir variklis veikia vienfaziu režimu, variklio apvija bus greitai pašildoma per trumpą laiką, dėl ko bus perdegta.
- Nesubalansuota trifazė įtampa: Jei trifazė įtampa yra labai nesubalansuota, tai sukelia netolygų apvijų apkrovimą ir perkaitimą.
- Pervynioto variklio apvijos parametrų pasikeitimas: Dėl pervynioto variklio apvijos parametrų pasikeitimo bandymo metu variklis gali būti šildomas. Jei trifazė variklio apkrova be apkrovos yra didesnė už nominalią vertę, tai rodo, kad posūkių skaičius yra nepakankamas, o posūkių skaičių reikia padidinti.
- Neteisinga išorinė instaliacija: Pavyzdžiui, jei „Delta“ sujungtas variklis neteisingai prijungtas prie „Žvaigždės“ jungties.
- Vidinės aušinimo ertmių problemos: Vidinio kaitimo priežastis gali būti aušinimo ertmėse susikaupęs per didelis nuosėdų kiekis. Šios nuosėdos sumažina skysčio pratekėjimą ir sukuria pasipriešinimą šilumos srautui. Susikaupusios nuosėdos degimo kameroje taip pat sukelia vidinį variklio perkaitimą. Tokiu atveju susikaupia nuodegų sluoksnis, kuris nepraleidžia šilumos ir dėl to vyksta perkaitimas, skatinantis tepalo sunaudojimą, o šis vėl didina nuodegų sluoksnį. Dėl to kyla tiršti dūmai, o variklį sunku užvesti.
Apsaugos nuo perkaitimo technologijos
Siekiant apsaugoti elektros variklius nuo perkaitimo, naudojamos įvairios priemonės, kurios stebi variklio temperatūrą ir, esant reikalui, jį atjungia.
Bimetaliniai termokontaktai
Bimetaliniai termokontaktai yra sumontuojami variklio viduje, prie apvijų. Jei apvijos pasiekia kritinę temperatūrą, termokontaktai atsidaro, o nutrūkusi grandinė atjungia variklio kontaktorių ir variklis sustoja. Tai yra paprastas ir patikimas apsaugos būdas.
PTC jutikliai (termistoriai)
PTC jutikliai (pozityvios temperatūros koeficiento termistoriai) taip pat yra sumontuojami variklio viduje, prie apvijų. Priklausomai nuo variklio apvijų temperatūros, PTC jutikliai išduoda skirtingą varžą. Šiuo atveju variklio apvijų temperatūros kontrolei reikalinga PTC relė, kuri atjungia variklio kontaktorių, jei apvijos pasiekia kritinę temperatūrą. Ši sistema leidžia tiksliau stebėti temperatūrą ir užtikrina patikimesnę apsaugą.
Šilumos valdymas žingsniniuose varikliuose ir jų valdikliuose
Žingsninių variklių valdikliai, ypač suderinami su platformomis kaip „Arduino“, „STM32Discovoery“, „Raspberry Pi“, dažnai turi integruotas apsaugos funkcijas nuo perkaitimo. Valdiklio plokštė yra suprojektuota taip, kad galėtų išsklaidyti šilumą, kai srovė sunaudoja apie 1,8 A vienai ritei. Jei srovė yra daug didesnė, reikia naudoti išorinę šilumos kriauklę, kurią galima montuoti šilumą laidžiais klijais.
Valdiklio savybės, užtikrinančios apsaugą:
- Apsauga nuo per didelės variklio srovės: Valdiklis stebi ir apriboja srovę, kad išvengtų variklio perkaitimo.
- Automatinis perjungimas tarp režimų: Valdiklis automatiškai koreguoja veikimo režimus pagal variklio suvartotą srovę, taip optimizuodamas energijos suvartojimą ir šilumos generavimą.
- Apsauga nuo sistemos perkaitimo: Patys valdikliai turi integruotus jutiklius ir grandines, kurios atjungia sistemą, jei pasiekiami kritiniai temperatūros lygiai.
Elektros variklių priežiūra ir diagnostika siekiant išvengti perkaitimo
Apsaugoti variklį nuo perkaitimo galima tinkamai jį prižiūrint. Labai svarbų vaidmenį variklio temperatūros reguliavime atlieka aušinimo sistema ir bendra variklio būklė. Pirmiausia reikėtų stebėti temperatūros daviklio rodyklę. Netikėtai pakilus variklio temperatūrai ir jai staiga nukritus, reikėtų patikrinti, ar efektyviai veikia aušinimo sistema. Žema variklio temperatūra taip pat perspėja apie variklio gedimą. Tokiomis sąlygomis variklis ima kaisti arba temperatūra ima pulsuoti.
Reguliari priežiūra
- Būtina prižiūrėti, kad ventiliatorius veiktų efektyviai ir jo gaubtas būtų nepažeistas.
- Svarbu tikrinti termostato veikimą ir palaikyti optimalų aušinimo skysčio kiekį (jei variklis turi skysčio aušinimo sistemą). Taip pat būtina pažiūrėti, ar nėra nuotėkų.
- Ne ką mažiau svarbi ir variklio švara. Daugiau dėmesio reikėtų skirti alyvos ir dulkių pašalinimui iš paties variklio ventiliacijos kanalo. Reguliarus variklio ir jo aušinimo sistemos valymas padeda užtikrinti efektyvų šilumos išsklaidymą.
- Paleidimo laikas turėtų būti ribotas, o apsauga nuo perkaitimo turi būti parinkta teisingai arba reikia pakeisti variklį, tinkamą gamybos reikmėms.
- Patikrinkite variklio saugiklio ir jungiklio būklę, o tada multimetru išmatuokite priekinę grandinę.