Электродвигатели применяются практически во всех отраслях промышленности, начиная с машиностроения и заканчивая пищепромом. На них во время эксплуатации ложится огромная нагрузка, поэтому в процессе работы они сильно нагреваются. Кроме того, дополнительному нагреву способствуют механические и электрические поломки оборудования. Поэтому качественное охлаждение асинхронных электродвигателей — важнейший вопрос обеспечения бесперебойной работы промышленной техники.
В сегодняшней статье разберем основные нюансы организации системы охлаждения электродвигателя. Расскажем, какие есть типы охлаждения, поговорим о последствиях перегрева оборудования.
В чем причины и чем опасен перегрев электродвигателя
Перегрев электродвигателя является следствием таких проблем, как:
- перегрузка — двигатель работает с нагрузкой, превышающей его номинальную мощность;
- неисправность системы охлаждения — поломка вентилятора, засорение воздухозаборников или недостаточный поток воздуха;
- неправильное подключение — перекос фаз, отклонение показателей питающего напряжения, замыкание в обмотке машины;
- плохая смазка — недостаток смазки приводит к трению и выделению тепла;
- изношенные или поврежденные подшипники;
- внешние факторы — высокая температура окружающей среды, воздействие солнечных лучей, близость к другим источникам тепла также способствуют перегреву.
Любая из этих проблем должна устраняться сразу же после обнаружения. Следует помнить, что высокая температура приводит к разрушению изоляции обмоток электрического двигателя, что может вызвать короткое замыкание. Кроме того, металлические детали двигателя, такие как вал, подшипники и статор, могут деформироваться под воздействием высокой температуры. Плюс повреждаются керамические компоненты, высыхают пропитки, теряются диэлектрические свойства изоляционных материалов.
Последствия перегрева заключаются не только в поломке самого электродвигателя, но и в риске возникновения пожара. Повышенная температура способна привести к воспламенению изоляции и других материалов внутри агрегата, а это чревато возгоранием.
Предотвратить излишний нагрев достаточно просто. Во-первых, для этого нужно не допускать перегрузки оборудования и регулярно проверять технику на наличие поломок. Во-вторых, нужно использовать подходящие типы системы охлаждения, которые будут эффективно отводить лишнее тепло.
Виды охлаждения электрических двигателей
Охлаждать внутренние компоненты асинхронного электродвигателя можно разными способами. Самая простая схема — естественное охлаждение. Отвод тепла осуществляется за счет наличия в корпусе специальных отверстий. Правда, подобное решение обычно реализуется в агрегатах низкой мощности. Если же речь идет о высокомощной технике, то там применяются совсем другие системы охлаждения.
Самовентиляция
В подавляющем большинстве случаев применяется система самовентиляции. За счет наличия крыльчатки, устанавливаемой с нерабочей стороны мотора, обеспечивается эффективное охлаждение за счет создания воздушных потоков. Осевой вентилятор крепится на валу ротора и движется вместе с ним, благодаря чему не нужно использовать дополнительный мотор.
Такая система охлаждения электродвигателя реализована двумя основными способами:
- Наружная самовентиляция. Воздух направляется вдоль корпуса двигателя, который, как правило, оснащен оребрением для увеличения площади теплоотдачи.
- Внутренняя самовентиляция. Воздушный поток циркулирует внутри двигателя по специальным каналам, непосредственно контактируя с нагретыми обмотками и деталями. Это позволяет максимально эффективно отводить тепло и поддерживать оптимальную температуру двигателя даже при максимальной нагрузке.
В большинстве случаев самовентиляция является наиболее простым и эффективным решением для электродвигателей с постоянной частотой вращения ротора.
Однако при работе с изменяющейся частотой вращения эффективность самовентиляции снижается, что требует применения уже иной схемы — принудительного охлаждения.
Принудительное охлаждение
Принудительное охлаждение или независимая вентиляция — более эффективный, но при этом технологически сложный вариант по сравнению с предыдущими схемами. Конструктивно представляет собой отдельный вентилятор в собственном кожухе (обычно алюминиевый цилиндр).
Главный плюс такой системы — независимость от скорости вращения вала электродвигателя. Для монтажа независимого вентилятора, как правило, не требуются модернизация или доработка мотора, так как он устанавливается посредством штатных крепежей и на место штатного кожуха.
Независимая вентиляция понадобится в следующих случаях:
- двигатель работает постоянно при неизменной нагрузке;
- мотор часто запускается и останавливается;
- работа оборудования осуществляется на пониженных или повышенных оборотах при недостаточном охлаждении штатной вентиляции.
Также охлаждение электродвигателей будет незаменимо, если электродвигатель управляется посредством преобразователя частоты.
