Poruchy elektromotoru v důsledku přehřátí vinutí, proudu, zkratu: hlavní typy, příčiny poruch, jejich odstranění

Elektromotory jsou základem celého moderního průmyslu: od velkých podniků až po domácí spotřebiče. Pracují nepozorovaně, přeměňují energii a zajišťují pohyb. Ale když motor náhle začne hučet, přehřívat se nebo se úplně přestane rozjíždět, obvyklý rytmus se naruší. Proč se to děje? Proč mohou tak výkonná zařízení náhle selhat? Pojďme se na tento problém podívat podrobněji a povědět vám o nejčastějších poruchách elektromotorů.

Hlavní poruchy elektromotorů

Přestože jsou elektromotory navrženy tak, aby vydržely dlouhou dobu a odolaly vysokému zatížení, čas od času dochází k poruchám systému, které narušují jejich normální provoz. Pochopení těchto problémů je klíčem k rychlým a efektivním opravám. Diagnostika elektromotorů je předpokladem pro úspěšnou obnovu. Pouze identifikací všech závad a důvodů jejich vzniku lze provést dostatečný rozsah opravných prací. Během diagnostiky specialisté provádějí vizuální kontrolu, přístrojová měření mezer, měří základní parametry elektrické instalace, identifikují celkové přehřátí a lokální oblasti nadměrného tepla. Všechny tyto problémy mohou vést k tomu, že motor brzy přestane fungovat nebo úplně shoří. Někdy se porucha, která začíná v jedné jednotce, může rychle rozšířit na další a vyřadit celou jednotku z provozu.

Elektrické poruchy elektromotoru

1. Mezizávitový zkrat. Když se jeden závit vinutí zkratuje se sousedním, nazývá se to mezizávitový zkrat. Vzniká v důsledku přehřátí vinutí, špatné kvality izolace nebo neustálého přetížení. Charakteristickým znakem je lokální přehřátí motoru a pokles proudu v jedné z fází. Pokud nebudou přijata žádná opatření, motor shoří.
2. Zkrat vinutí mezi sebou. Toto je závažnější porucha. Často k ní dochází v důsledku vibrací nebo mechanických nárazů. Bez řádné ochrany se motor jednoduše porouchá a v některých situacích se může dokonce vznítit.
3. Zkrat vinutí k pouzdru. Pokud k tomu dojde, hrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem. Motor bude i nadále fungovat externě, ale samotné pouzdro bude pod fázovým napětím. I při napětí v domácnosti 220 V je to smrtelně nebezpečné, nemluvě o napětí 380 nebo 440 V, které se v podnicích často používá. Tento typ zkratu vyžaduje okamžitou eliminaci.
4. Přerušení vinutí. Situace je podobná jako při výpadku jedné fáze napájení. Motor rychle ztrácí výkon, vydává více hluku než obvykle a přehřívá se. Pokud ochrana funguje správně, motor se automaticky vypne, když se změní proud zbývajících fází. Pokud ne, dojde k poruše.

Oprava elektrických závad není snadný úkol a bohužel je nepravděpodobné, že byste v případě takových poruch byli schopni jednotku opravit sami. Opravy budou vyžadovat specializované vybavení, dovednosti a schopnosti.

Mechanické závady elektromotoru

Mechanické poruchy ovlivňují konstrukční prvky elektromotoru. Velmi často se projevují jako hluk, vibrace nebo zahřívání. Hlavní typy poruch jsou:

1. Porucha válečkových elementů. Toto je jeden z nejčastějších problémů. Opotřebení ložisek se projevuje zvýšenými vibracemi a charakteristickým pískáním nebo hučením během provozu. Pokud se ložiska zaseknou, rotor se přestane otáčet. Jediný způsob, jak ho nastartovat, je výměna válečkových elementů.
2. Rotace rotoru na hřídeli. Rotor se může otáčet v magnetickém poli, ale hřídel zůstává nehybná. Motor proto neprodukuje energii. Metoda „úpravy“ spočívá v upevnění rotoru pomocí mechanických spojovacích prvků.
3. Rotor je zachycen na statoru. Velmi vážná porucha. Vzniká v důsledku úplného zničení ložisek nebo deformace skříně. Často vede k poškození vinutí statoru. Ve většině případů nelze takový motor opravit; bude nutné jej kompletně vyměnit.
4. Fyzické poškození skříně. Může to být způsobeno nárazy, neustálým zatížením nebo špatnou instalací. Tento typ opravy je nejnáročnější na práci.
5. Posunutí nebo poškození oběžného kola ventilátoru. Tento problém vede k přehřátí motoru. Pokud se závada včas neopraví, životnost stroje se výrazně zkrátí. Motor může rychle selhat.

Aby se předešlo velkým výdajům a prostojům ve výrobě, doporučuje se provádět pravidelnou preventivní údržbu. Ta zahrnuje kontrolu, kontrolu teploty, kontrolu izolace, čištění od prachu a nečistot a komplexní diagnostiku. Opravy mohou být běžné, střední nebo velké, v závislosti na rozsahu poškození.

Nouzové situace při provozu elektromotoru

Kromě vnitřních poruch ovlivňují provoz elektromotoru i vnější nouzové situace. Ne vždy souvisí se samotným motorem, ale mají extrémně negativní vliv na jeho životnost. Nejčastěji vedou k přetížení a přehřátí vinutí. Nejčastější jsou:

1. Zvýšené zatížení hřídele. Vzniká v důsledku zaseknutí pohonu nebo poháněných mechanismů. Motor se snaží otáčet, ale nemůže, což způsobuje prudký nárůst proudu a přehřátí.
2. Nerovnováha napětí v napájecím zdroji. Problém může být v napájecí síti nebo ve vnitřních obvodech pohonu. Způsobuje nerovnoměrné rozložení proudu mezi fázemi, což vede k přehřátí vinutí a poruše.
3. Výpadek jedné fáze. Toto je jedna z nejčastějších příčin selhání třífázových asynchronních elektromotorů. Pokud dojde ke ztrátě jedné fáze, zbývající dvě jsou přetíženy. Motor se může dále otáčet, ale jeho provoz se stává nesprávným. Začne hlasitě hučet a poté shoří. K tomu může dojít v jakémkoli bodě obvodu: od rozvodny až po samotný motor.
4. Problémy s chlazením. Poškození oběžného kola, selhání externího ventilátoru nebo vysoké okolní teploty snižují účinnost chlazení. Důsledkem je katastrofální přehřátí motoru a rychlá porucha.

Některým z těchto situací lze předejít, jiným ne. Pokud ale existuje možnost se něčemu takovému vyhnout, měli byste se co nejvíce snažit, aniž byste dopustili, aby se jednotky porouchaly.

Metody ochrany elektromotoru

Aby se zabránilo předčasnému selhání a prodloužila se životnost jednotky, používají se různé metody ochrany. Ty eliminují opotřebení klíčových součástí pohonných jednotek.

Klíčové metody ochrany:

• tepelná relé – používají se k ochraně před přetížením nepřijatelné doby trvání, zabraňují přerušení jedné z fází v konstrukci elektromotoru;
• Elektronická ochranná relé jsou modernější zařízení, která poskytují komplexní ochranu před mnoha typy poruch, monitorují proud, napětí, teplotu a zabraňují možnému poškození;
• termistory – senzory jsou namontovány přímo uvnitř vinutí, chrání elektromotor před přehřátím a reagují na kritické zvýšení teploty, jejich činnost je založena na změně izolačního odporu při zahřátí;
• frekvenční měniče – zařízení, která regulují otáčky motoru změnou aktuální frekvence, čímž výrazně snižují opotřebení součástí, snižují rozběhové proudy a tím prodlužují životnost.

I ten nejspolehlivější třífázový asynchronní elektromotor může selhat. Včasná údržba a používání těchto ochranných opatření však rizika výrazně snižují. Bude možné vyhnout se odpisování drahého zařízení a zajistit neustálý a nepřerušovaný proces.