Silniki elektryczne jak wszystkie inne urządzenia posiadają określoną maksymalna powyżej której mogą ulec uszkodzeniu. Bardzo ważne jest w przypadku silników, by nie przekraczać poziomu temperaturowego, bo grozi to niebezpiecznymi i niechcianymi konsekwencjami.
Maszyny elektryczne, urządzenia czy nawet człowiek – do pewnego poziomu temperatury pracują normalnie. Im większa temperatura tym ciężej uzyskać optymalną pracę, a powyżej górnego limitu po prostu pracować się nie da. Silniki nie są pod tym względem wyjątkiem.
Jeśli uzwojenie silnika nie zostało wyposażone w specjalny czujnik temperaturowy tzw. Czujnik termiczny lub nie został on poprawnie zintegrowany z obwodem sterowania to istnieje większe ryzyku usterki z powodu przegrzania niż gdyby był on obecny i poprawnie działał.
Skutki przegrzania silnika elektrycznego
Maksymalny moment temperaturowy silnika jest określony przez jego najsłabszy element. Silniki elektryczne podczas pracy mogą nagrzewać się nawet do temperatur, gdzie można go nawet dotknąć ręką. Temperatura pracy silnika może być przez producenta określana na tabliczkach znamionowych silnika elektrycznego, ale nie jest ona obowiązkowa. Jednak na tabliczkach znajduje się enigmatyczny parametr izolacji (Iz, Izol, Isol) który przyjmuje wartość A, E, B, F, H. Na podstawie tego parametru jesteśmy w stanie określić maksymalną temperaturę silnika elektrycznego.
Najczęściej spotykane silniki w Polsce są silnikami pracującymi w klasie izolacji F, gdzie temperatura izolacji określana jest na poziomie 155 stopni Celsjusza.
Przekroczenie temperatury w silniku doprowadza do uszkodzenia izolacji w najsłabszym jej punkcie. Uszkodzenie izolacji doprowadza do upływu prądu z głównego toru, zmniejszanie się stopniowe rezystancji izolacji i cykliczne zwiększanie prądu upływającego. Efekt drążącej kropli wody zwiększa anomalię w dziedzinie izolacji silnika doprowadzając do nadmiernego poboru prądu w całym silniku lub jednej z faz i przegrzaniu się części uzwojenia.
Skutkiem przegrzania się uzwojenie jest wymiana jego na nowe. Przezwajanie silników elektrycznych, które uszkodziły się na skutek przegrzania przebiega w typowych zakładach przezwajania.
Przyczyny przegrzewania silnika elektrycznego
1. Brak chłodzenia własnego – należy wiedzieć, że silniki elektrycznego, podobnie jak spalinowe wymagają chłodzenia. Silniki elektrycznego chłodzone cieczą są, ale bardzo rzadko. Zdecydowana większość silników posiada chłodzenie powietrzem. Wentylatory w silnikach najczęściej są umieszczone na jednym z końców wałów silnika lub jeżeli jest to silnik zasilany z falownika i jego obroty są mniejsze niż znamionowe to mocowany jest do silnika zewnętrzny wentylator. Jeśli silnik nie posiada wentylatora lub jest on nieodpowiedni (silniki z prędkością obrotową 2800 obr/min posiadają mniejsze wentylatory niż 1400 obr/min) to silnik może osiągać niekorzystne warunki pracy.
Ważne jest też, by silnik pracował z osłoną wentylatora. Osłona ta nie tylko chroni przed dostaniem się większych materiałów w obszar pracy wentylatora, ale też poprzez swoją konstrukcję wymusza obieg powietrza przez radiator (żeberka silnika elektrycznego).
2. Nie odpowiednia temperatura otoczenia – wróćmy na chwilę do naszego parametru izolacji F. Musimy wiedzieć, że silniki, pracujące w chłodnych pomieszczeniach, możemy mocniej obciążyć niż silniki w pomieszczeniach gorących. Stąd też warto przyjrzeć się parametrowi izolacji.
3. Silnik pracujący z falownikiem – częściowo rozwinięcie punktu pierwszego. Sprzężenie silnika elektrycznego z falownikiem i praca w zakresie obrotów poniżej znamionowych sprawia, że wentylator (przewietrznik) umieszczony w silniku nie będzie pracować zgodnie z pierwotnie założonymi parametrami przez konstrukotorów. Wtedy też należy doposażyć silnik w dodatkowy zewnętrzny wentylator. Należy wiedzieć, że silniki elektryczne sterowane falownikiem, nawet jeśli się nie kręcą (częstotliwość 0Hz) to będą pobierały prąd z sieci, który będzie nagrzewać uzwojenie. Zewnętrzny wentylator będzie wymuszać na silniku przepływ powietrza przez radioator i go zarazem chłodzić.
4. Częsty rozruch – podczas rozruchu silnik pobiera kilkukrotnie większy prąd niż podczas pracy. Stąd by go ograniczyć stosuje się dodatkowe przełączniki Y/D. Jednak nie zmienia to faktu, że silniki podczas startu nadal są mocno przeciążane. Większy prąd pobierany przez silnik odkłada się w formie temperatury na obudowie silnika. Częste rozruchy doprowadzają do nadmiernego nagrzewania się silnika. Silniki do prac gdzie proces rozruchu przeprowadzany jest bardzo często powinny być dobierane pod ten rodzaj pracy (parametr S1).
5. Przeciążenie – najbardziej oczywista przyczyna uszkodzenia silnika elektrycznego. Zatrzymanie się silnika podczas pracy doprowadza do wydzielania się bardzo dużej ilości ciepła na rdzeniu silnika co w efekcie skutkuje zwęgleniem się izolacji uzwojenia.
Jak zabezpieczyć silnik elektryczny przed przegrzaniem
Jeśli silnik jest wyposażony w czujnik temperaturowy to wykorzystajmy go w układzie sterowania silnikiem. Do ochrony silnika przed przegrzaniem możemy również zastosować wyłącznik silnikowy z nastawą prądu pobieranego przez silnik. Odpowiednia nastawa prądowa połączona z elementem bimetalowym w wyłączniku nie pozwoli na pobór zbyt dużego prądu przez silnik co skutkuje ograniczeniem możliwości przegrzania.
Nie lekceważmy uszkodzonego wentylatora silnika lub braku tylnej osłony – to podstawowa ochrona silnika przed przegrzaniem.
Komentarze
Prześlij komentarz