نشانه‌های سوختن سیم‌ پیچ الکتروموتور سه فاز و روش تشخیص آن

الکتروموتور سه فاز به عنوان یکی از حیاتی ترین اجزای سیستم های صنعتی و تاسیساتی نقش مهمی در تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی دارد و عملکرد صحیح آن برای ادامه کار بسیاری از تجهیزات ضروری است.

با این حال در صورت بروز هرگونه اختلال در شرایط کاری موتور مشکلاتی نظیر کاهش راندمان، افزایش دما یا حتی از کار افتادن کامل دستگاه ممکن است رخ دهد. یکی از مهم ترین مسائلی که در این میان باید به آن توجه داشت دلایل سوختن سیم پیچ الکتروموتور سه فاز است که می تواند خسارات سنگینی به تجهیزات وارد کند و نیاز به تعمیر یا تعویض کامل موتور را در پی داشته باشد.

دلایل سوختن سیم پیچ الکتروموتور سه فاز کدام اند؟

عملکرد درست سیم پیچ در الکتروموتور سه فاز تضمین کننده ی بازدهی بالا و عمر طولانی موتور است. هرگونه اختلال در سلامت سیم پیچ ها می تواند منجر به افزایش حرارت، افت جریان یا حتی از کار افتادن کامل موتور شود. سوختن سیم پیچ معمولاً نتیجه ی مجموعه ای از عوامل مکانیکی، الکتریکی یا محیطی است که در صورت بی توجهی به آن ها هزینه های سنگینی به بار می آورد. در ادامه مهم ترین دلایل سوختن سیم پیچ الکتروموتور سه فاز را به خوبی بررسی می کنیم.

اضافه بار الکتریکی

یکی از شایع ترین علل سوختن سیم پیچ کارکرد طولانی مدت موتور تحت بار بیش از حد مجاز است. هنگامی که الکتروموتور برای مدت طولانی جریان بالاتر از جریان نامی خود را تحمل کند دمای هادی ها افزایش یافته و عایق سیم پیچ به مرور زمان آسیب می بیند.

این آسیب ابتدا در قالب تغییر رنگ یا بوی سوختگی ظاهر شده و در نهایت باعث ذوب شدن سیم ها یا اتصال کوتاه بین دورها می شود. در چنین شرایطی استفاده از فیوز مناسب، کنترل بار توسط رله حرارتی و بررسی تناسب موتور با نیاز واقعی سیستم ضروری است.

نوسانات ولتاژ

نوسان ولتاژ یکی دیگر از عوامل مهم در سوختن سیم پیچ موتورهای سه فاز است. زمانی که ولتاژ تغذیه بیش از حد بالا یا پایین باشد جریان عبوری از سیم پیچ ها از محدوده ی استاندارد خارج می شود و در نتیجه دمای داخلی موتور به طور غیر طبیعی افزایش می یابد.

کاهش ولتاژ ممکن است باعث افزایش جریان و فشار حرارتی مضاعف بر سیم پیچ گردد در حالی که ولتاژ بالا می تواند باعث تخریب سریع عایق و سوختن تدریجی هادی ها شود. استفاده از تثبیت کننده ولتاژ و بررسی کیفیت شبکه برق از جمله راهکارهای پیشگیری از این مشکل است.

تهویه نامناسب و خنک کاری ضعیف

سیستم خنک کاری موتور نقش کلیدی در جلوگیری از افزایش دمای بیش از حد سیم پیچ دارد. در صورت گرفتگی مسیر جریان هوا، خرابی فن یا انباشت گرد و غبار در بدنه موتور فرآیند خنک سازی مختل می شود و حرارت تولیدی در سیم پیچ ها باقی می ماند.

این حرارت اضافی باعث کاهش طول عمر عایق و در نهایت سوختن سیم پیچ می شود. سرویس منظم فن، تمیز کردن دریچه های تهویه و حفظ فاصله موتور از منابع گرمایی از اقدامات حیاتی برای جلوگیری از چنین وضعیتی است.

ورود رطوبت یا آلودگی به داخل موتور

رطوبت یکی از دشمنان اصلی عایق سیم پیچ است. نفوذ آب، بخار یا مواد شیمیایی به داخل موتور می تواند خاصیت عایقی سیم پیچ را از بین ببرد و موجب اتصال بین دورها یا بین فازها شود. این اتفاق معمولاً در محیط های صنعتی مرطوب یا در اثر شست و شوی نا مناسب موتور رخ می دهد.

آلودگی هایی مانند گرد و خاک، روغن یا ذرات فلزی نیز می توانند مسیر جریان را منحرف کرده و به سوختن سیم پیچ بینجامند. استفاده از موتور با کلاس حفاظتی مناسب (IP مناسب) و کنترل شرایط محیطی از بروز این مشکل جلوگیری می کند.

عدم توازن بار بین فازها

در سیستم های سه فاز اگر بار بین فازها به طور یکنواخت توزیع نشود جریان در یکی از فازها بیش از حد مجاز افزایش می یابد و حرارت زیادی در آن فاز تولید می شود.

این افزایش دما به تدریج باعث آسیب دیدن عایق سیم پیچ همان فاز و در نهایت سوختن کل سیم پیچ می شود. عدم توازن بار معمولاً به دلیل نصب نادرست تجهیزات یا خرابی در شبکه برق رخ می دهد. بررسی دوره ای تعادل فازها با استفاده از تجهیزات اندازه گیری دقیق می تواند از بروز چنین مشکلاتی جلوگیری کند.

راه اندازی های مکرر و نادرست موتور

هر بار راه اندازی موتور سه فاز جریان راه اندازی چندین برابر جریان نامی از سیم پیچ ها عبور می دهد. اگر این فرآیند به صورت مکرر و بدون فاصله زمانی کافی انجام شود سیم پیچ ها فرصت خنک شدن پیدا نمی کنند و حرارت تجمع یافته منجر به تخریب عایق می شود.

همچنین راه اندازی نادرست بدون استفاده از تجهیزات حفاظتی مانند سافت استارتر یا درایو کنترل دور فشار مضاعفی بر سیم پیچ وارد می کند. استفاده از سیستم های راه اندازی نرم و رعایت فواصل زمانی استاندارد بین استارت ها از راه کارهای اساسی برای حفظ سلامت سیم پیچ است.

اتصال کوتاه یا ضعف عایق داخلی

در برخی موارد نقص در کیفیت ساخت یا فرسودگی عایق سیم پیچ ها باعث بروز اتصال بین دورها یا بین فازها می شود. این نوع اتصال جریان بسیار بالایی ایجاد می کند که در لحظه می تواند باعث سوختن کامل سیم پیچ شود.

چنین وضعیتی معمولاً با صدای جرقه، بوی سوختگی یا خاموشی ناگهانی موتور همراه است. استفاده از سیم های با کیفیت، رعایت استاندارد های سیم پیچی و آزمایش مقاومت عایق قبل از بهره برداری از مهم ترین اقدامات پیشگیرانه در این زمینه است.

ارتعاش و لرزش بیش از حد موتور

ارتعاش مداوم و بیش از حد در حین کارکرد موتور سه فاز می تواند تأثیر مخربی بر سیم پیچ ها داشته باشد. این لرزش ها باعث شل شدن اتصالات داخلی، جدا شدن لاک عایق سیم ها و در نتیجه آسیب دیدن پوشش محافظ سیم پیچ می شوند.

در اثر گذر زمان تماس مستقیم بین سیم ها یا بین فازها رخ داده و جریان غیرعادی منجر به داغ شدن و سوختن سیم پیچ می گردد. این ارتعاش معمولاً ناشی از نا متعادلی روتور، نصب ناصحیح موتور، یا خرابی بلبرینگ ها است. بنابراین بالانس دقیق تجهیزات دوار و بازبینی دوره ای وضعیت بلبرینگ ها اهمیت زیادی در جلوگیری از این آسیب دارد.

انتخاب نادرست ظرفیت و توان موتور

استفاده از موتوری که ظرفیت آن متناسب با بار مکانیکی سیستم نیست یکی از اشتباهات رایج در صنایع است. زمانی که موتور با توان کمتر از نیاز واقعی دستگاه انتخاب شود برای جبران فشار مکانیکی مجبور به کارکرد در جریان بالا و حرارت زیاد خواهد بود.

این شرایط باعث افزایش دمای سیم پیچ ها و تسریع فرآیند تخریب عایق می شود. در مقابل انتخاب موتور بیش از حد بزرگ نیز می تواند مشکلاتی مانند افت بازده و توزیع ناهماهنگ جریان را ایجاد کند. لذا انتخاب صحیح الکتروموتور بر اساس محاسبات دقیق بار گام مهمی در جلوگیری از سوختن سیم پیچ محسوب می شود.

استفاده از کابل و اتصالات غیراستاندارد

کیفیت پایین کابل های تغذیه و اتصالات نامناسب میان منبع برق و موتور از دیگر دلایل سوختن سیم پیچ الکتروموتور سه فاز است. مقاومت بالای کابل های نامرغوب موجب افت ولتاژ، افزایش جریان در سیم پیچ و در نتیجه داغ شدن بیش از حد آن می شود.

همچنین شل بودن یا اکسید شدن اتصالات باعث ایجاد جرقه های موضعی و حرارت ناگهانی در نقاط تماس می گردد. استفاده از کابل های استاندارد با سطح مقطع مناسب و بررسی سلامت ترمینال ها و پیچ های اتصالی در بازه های زمانی منظم از بروز این خطرات پیشگیری می کند.

خرابی بلبرینگ ها و سایش مکانیکی داخلی

بلبرینگ ها نقش مهمی در کاهش اصطکاک و تثبیت حرکت شافت موتور دارند. اگر این قطعات دچار خرابی یا خشکی شوند اصطکاک بالا موجب افزایش حرارت در اطراف روتور و استاتور می گردد. این حرارت در طول زمان به سیم پیچ ها منتقل شده و دمای داخلی موتور را از حد مجاز فراتر می برد.

علاوه بر این سایش مکانیکی ممکن است منجر به تماس غیر مجاز روتور با سیم پیچ شده و در نهایت عایق را تخریب کند. روانکاری منظم بلبرینگ ها و تعویض آن ها در زمان مناسب از مهم ترین روش های پیشگیری از این نوع آسیب است.

ضعف در سیستم حفاظتی و کنترل موتور

در صورتی که موتور سه فاز فاقد تجهیزات حفاظتی مناسب مانند رله حرارتی، فیوز سریع العمل یا سیستم کنترل اضافه بار باشد احتمال سوختن سیم پیچ به شدت افزایش می یابد. این تجهیزات وظیفه دارند در شرایط غیرعادی مانند افزایش دما، افت یا افزایش ولتاژ و عدم تعادل فازها جریان برق را قطع کنند.

بی توجهی به نصب یا نگهداری این سیستم ها باعث می شود که حتی خطاهای کوچک نیز منجر به خرابی های بزرگ شوند. استفاده از تابلو برق استاندارد و کالیبراسیون دوره ای سیستم های حفاظتی از الزامات عملکرد ایمن موتور است.

نفوذ گرد و غبار و مواد رسانا به داخل موتور

در محیط های صنعتی که ذرات رسانا مانند براده های فلزی، گرد سیمان یا غبارهای شیمیایی در فضا وجود دارد این ذرات ممکن است از طریق روزنه های تهویه وارد موتور شوند و روی سیم پیچ ها بنشینند.

این امر موجب ایجاد مسیرهای رسانا بین دورهای سیم و اتصال الکتریکی ناخواسته می شود. نتیجه این فرایند افزایش حرارت موضعی و نهایتاً سوختن سیم پیچ است. به کارگیری فیلترهای مناسب، پاک سازی منظم محیط موتور و استفاده از بدنه های ضد گردوغبار می تواند از بروز این نوع خرابی جلوگیری کند.

عمر بالا و فرسود گی طبیعی عایق سیم پیچ

حتی در شرایط کاری عادی با گذشت زمان و تحت تأثیر حرارت و ارتعاش مداوم عایق سیم پیچ ها دچار پیرشد گی می شود. این فرسودگی تدریجی باعث کاهش مقاومت الکتریکی بین دورها و در نهایت بروز اتصال کوتاه داخلی می گردد.

در این حالت سیم پیچ بدون هشدار قبلی ممکن است بسوزد. بررسی مقاومت عایقی به کمک مگِر (megger) و انجام تست های دوره ای سلامت الکتریکی موتور بهترین روش برای شناسایی و جلوگیری از این نوع خرابی است.

طراحی یا سیم پیچی غیراستاندارد در تعمیرات قبلی

در مواردی که سیم پیچی موتور قبلاً تعمیر شده اما به صورت غیر اصولی انجام گرفته باشد احتمال سوختن مجدد بسیار بالاست. استفاده از سیم های با قطر نا مناسب، چینش نادرست دورها یا عدم رعایت فاصله های عایقی باعث می شود گرما به طور یکنواخت در موتور پخش نشود. این ناهماهنگی حرارتی نقاط داغی در داخل سیم پیچ ایجاد می کند که به مرور زمان عایق را تخریب و کل سیم پیچ را می سوزاند. بنابراین انجام سیم پیچی مجدد باید حتماً توسط افراد متخصص و با تجهیزات استاندارد انجام گیرد.

قطع یا ضعف یکی از فازها (تک فاز شدن موتور)

یکی از خطرناک ترین شرایط برای الکتروموتور سه فاز زمانی است که یکی از فازها به دلیل قطعی کابل، فیوز یا خطای شبکه از مدار خارج شود. در این حالت دو فاز باقی مانده مجبور می شوند جریان بیشتری را برای حفظ گشتاور تأمین کنند که باعث افزایش شدید دما در سیم پیچ ها می شود.

این افزایش حرارت به سرعت عایق را از بین برده و در مدت کوتاهی منجر به سوختن کامل سیم پیچ خواهد شد. نصب رله حفاظت فاز و کنترل منظم سلامت اتصالات برقی از مهم ترین اقدامات برای جلوگیری از این نوع خرابی محسوب می شود.