Двигун гарячий на дотик — це ще не діагноз. Певний нагрів для будь-якого електродвигуна — норма, бо втрати на опір обмоток і тертя в підшипниках нікуди не діваються. Проблема починається тоді, коли корпус пече так, що руку не втримати, або двигун відключається через тепловий захист хвилин через 10-15 роботи. Ось тоді треба шукати причину, а не просто ставити вентилятор поруч.
Нормальна робоча температура більшості асинхронних двигунів — 60-80°C на корпусі, залежно від класу ізоляції. Якщо термометр (чи навіть рука через ганчірку) показує щось за 90-100°C — це вже привід розбиратися.
Перевантаження — найчастіша причина
Банально, але саме перевантаження по валу винне у більшості випадків перегріву. Насос качає густішу рідину, ніж розрахований на неї, верстат ріже метал з подачею, розрахованою на дерево, конвеєр тягне більшу вагу — двигун споживає більший струм, щоб видати потрібний момент, і це прямо перетворюється в тепло на обмотках.
Перевірити просто: беремо кліщі, заміряємо струм на всіх трьох фазах під навантаженням і порівнюємо з номінальним струмом, вказаним на шильдику. Якщо реальне споживання вище паспортного на 15-20% і більше — двигун працює на межі або за нею.
Причини перевантаження бувають різні:
- механічна несправність в приводному механізмі (заклинив підшипник насоса, зносилися шестерні редуктора);
- неправильно підібраний двигун ще на етапі монтажу — потужності не вистачає з самого початку;
- зміна технологічного процесу без перерахунку навантаження.
Проблеми з живленням — обрив фази і перекіс напруги
Якщо один з автоматів на щиті ослаб контактом, або десь на кабелі окислилась клема — виникає обрив фази. Трифазний двигун при цьому не завжди зупиняється, він може продовжувати крутитись на двох фазах, але струм на них зростає в 1,5-2 рази. Обмотки миттєво починають грітись, і якщо немає теплового захисту — двигун згорить за лічені хвилини.
Симптоми обриву фази часто такі: двигун гуде голосніше звичного, важко запускається або взагалі не стартує з місця, а якщо крутиться — то з помітним нагрівом вже через кілька хвилин.
Ще одна поширена історія — перекіс фазних напруг. Якщо в мережі одна фаза 220В, а інша 205В (буває в приватному секторі з нерівномірним навантаженням сусідів), трифазний двигун теж перегрівається нерівномірно — та обмотка, де напруга нижче, тягне на себе більший струм.
Тут виручає реле контролю фаз — воно відключає двигун при перекосі або зникненні фази раніше, ніж встигне статись щось погане. На нашому сайті є окремий матеріал про підбір таких реле для трифазних мереж — варто глянути, якщо двигун живиться від трифазки без такого захисту.
Занижена або завищена напруга мережі
Двигуни розраховані працювати в діапазоні ±10% від номінальної напруги. Все, що виходить за ці межі — прямий шлях до перегріву.
При заниженій напрузі (типова ситуація для приватних будинків на околиці мережі, де до трансформатора далеко) двигун намагається видати той самий момент на валу, але при меншій напрузі це можливо тільки за рахунок збільшення струму. Струм росте — росте й нагрів.
Завищена напруга теж шкідлива, хоч і рідше зустрічається — зростають втрати в магнітопроводі, збільшується намагнічуючий струм.
Рішення — стабілізатор напруги, підібраний з запасом по потужності відносно пускових струмів двигуна (а вони у 5-7 разів вищі за номінальні при старті). Про вибір стабілізаторів під індуктивне навантаження ми вже писали окремо, там є нюанс саме через ці пускові струми.
Забруднення і погана вентиляція
Двигун охолоджується вентилятором, насадженим на вал, який жене повітря через ребра корпусу. Якщо ці ребра забиті пилом, тирсою, борошном (актуально для виробничих цехів) — тепловіддача падає в рази, а виробляється тепла стільки ж.
У запилених приміщеннях це найчастіша причина того, що двигун, який рік працював нормально, раптом почав грітись без жодних змін у навантаженні. Просто продування корпусу стисненим повітрям раз на місяць-два вирішує проблему на 100%.
Окрема історія — двигуни, встановлені в тісних нішах без нормальної циркуляції повітря. Гаряче повітря від корпусу нікуди не йде, крутиться навколо двигуна і додатково його підігріває. Тут вирішує або перенесення двигуна, або примусова вентиляція ніші.
Знос підшипників
Коли підшипник вибігав свій ресурс, з’являється люфт, вал починає “гуляти”, тертя росте не лінійно, а різко. Двигун при цьому не тільки грітись починає — з’являється характерне гудіння або свист, вібрація на корпусі стає відчутною рукою.
Перевірити просто: вимкнути двигун, спробувати покрутити вал рукою в осьовому та радіальному напрямку. Якщо є люфт, відчутне похрускування або тугий хід із заїданнями — підшипник під заміну. Затягувати з цим не варто: зношений підшипник може заклинити раптово, а це вже гарантований перегрів обмоток за лічені секунди роботи на заклиненому валу.
Проблеми з пусковим конденсатором (для однофазних двигунів)
Однофазні двигуни — ті, що стоять у побутових насосах, компресорах, деяких верстатах — використовують пусковий або робочий конденсатор для створення обертового магнітного поля. Якщо конденсатор втрачає ємність (а це відбувається поступово, роками), двигун стартує важче, тягне менший момент, і як наслідок — гріється сильніше при тому ж навантаженні.
Типова ознака проблемного конденсатора: двигун при запуску “гуде”, не одразу набирає оберти, іноді доводиться підкручувати вал рукою, щоб він зрушив з місця. Заміна конденсатора коштує копійки порівняно з ремонтом обмотки, тому при перших підозрах краще перевірити його ємність тестером і порівняти з паспортним значенням.
Міжвиткове замикання в обмотці
Це вже більш серйозна несправність, коли ізоляція проводу всередині обмотки пробита, і частина витків замкнута між собою. Двигун при цьому може ще працювати, але споживає підвищений струм, гріється локально в місці замикання, іноді відчутно пахне паленою ізоляцією.
Діагностується мультиметром через порівняння опору обмоток між собою (вони мають бути практично однакові) та мегаомметром для перевірки опору ізоляції відносно корпусу. Якщо опір ізоляції впав нижче 0,5 МОм — обмотка під перемотку або двигун під заміну, залежно від його вартості.
Що робити, якщо двигун гріється
Порядок дій приблизно такий: спочатку заміряти струм під навантаженням і звірити з паспортним, потім перевірити напругу на всіх фазах (для трифазного — ще й баланс між фазами), далі оглянути корпус на предмет забруднення ребер охолодження, перевірити вал на люфт від підшипників. Якщо все це в нормі, а перегрів залишається — справа, ймовірно, в самій обмотці, і тут вже без вимірювання опору ізоляції мегаомметром не обійтись.
Не варто ігнорувати тепловий захист, навіть якщо він “заважає” і відключає двигун в невдалий момент. Спрацювання захисту — це сигнал, а не поломка захисту. Простіше розібратися в причині зараз, ніж купувати новий двигун після того, як старий згорить остаточно.
Перегрів електродвигуна майже завжди має конкретну технічну причину, і в переважній більшості випадків її можна знайти без спеціального обладнання — досить мультиметра, кліщів і трохи уваги до деталей. Головне не тягнути з діагностикою: двигун, що працює на межі перегріву тижнями, втрачає ресурс набагато швидше, ніж здається на перший погляд.