Kaj določa življenjsko dobo elektromotorjev

Pogonski motorji delujejo v motornem in zavornem načinu ter pretvarjajo električno energijo v mehansko ali obratno mehansko energijo v električno. Pretvorbo energije iz ene vrste v drugo spremljajo neizogibne izgube, ki se na koncu spremenijo v toploto.

Nekaj ​​toplote se razprši v okolje, preostanek pa povzroči dvig temperature motorja nad temperaturo okolja (za več podrobnosti glejte tukaj — Ogrevanje in hlajenje elektromotorjev).

Materiali, ki se uporabljajo za izdelavo elektromotorjev (jeklo, baker, aluminij, izolacijski materiali), imajo različne fizikalne lastnosti, ki se spreminjajo s temperaturo.

Izolacijski materiali so najbolj občutljivi na toploto in imajo najnižjo toplotno odpornost v primerjavi z drugimi materiali, uporabljenimi v motorju.Zato so zanesljivost motorja, njegove tehnične in ekonomske lastnosti ter nazivna moč določene s segrevanjem materialov, ki se uporabljajo za izolacijo navitij.

Življenjska doba izolacije elektromotorja je odvisna od kakovosti izolacijskega materiala in temperature, pri kateri deluje. Praksa je pokazala, da lahko na primer izolacija iz bombažnih vlaken, potopljena v mineralno olje pri temperaturi približno 90 °C, zanesljivo deluje 15-20 let. V tem obdobju pride do postopnega propadanja izolacije, to je poslabšanja njene mehanske trdnosti, elastičnosti in drugih lastnosti, potrebnih za normalno delovanje.

Zvišanje delovne temperature za samo 8-10 ° C skrajša čas obrabe te vrste izolacije na 8-10 let (približno 2-krat), pri delovni temperaturi 150 ° C pa se obraba začne po 1,5 mesecih. Delovanje pri temperaturah okoli 200 °C bo po nekaj urah naredilo to izolacijo neuporabno.

Izguba, ki povzroči segrevanje izolacije motorja, je odvisna od obremenitve. Majhna obremenitev poveča čas obrabe izolacije, vendar povzroči nezadostno porabo materialov in poveča stroške motorja. Nasprotno pa bo delovanje motorja pri visoki obremenitvi drastično zmanjšalo njegovo zanesljivost in življenjsko dobo ter je lahko tudi ekonomsko nepraktično.Zato sta delovna temperatura izolacije in obremenitev motorja, to je njegova nazivna moč, iz tehničnih in ekonomskih razlogov izbrani tako, da čas obrabe izolacije in življenjska doba motorja pri normalnem obratovanju pogoji so približno 15-20 let.

Uporaba izolacijskih materialov iz anorganskih snovi (azbest, sljuda, steklo itd.), ki imajo večjo toplotno odpornost, lahko zmanjša težo in velikost motorjev ter poveča moč. Toplotno obstojnost izolacijskih materialov pa določajo predvsem lastnosti lakov, s katerimi je izolacija impregnirana. Impregnacijski sestavki, tudi iz silicijevih silicijevih spojin (silikonov), imajo relativno nizko toplotno odpornost.

Pravi motor za pogon gnanega stroja mora ustrezati mehanskim lastnostim, načinu delovanja stroja in zahtevani moči. Pri izbiri moči motorja izhajajo predvsem iz njegovega ogrevanja oziroma segrevanja njegove izolacije.

Moč motorja bo pravilno določena, če je med delovanjem temperatura ogrevanja njegove izolacije blizu največje dovoljene.Precenjevanje moči motorja vodi do znižanja delovne temperature izolacije, nezadostne uporabe dragih materialov, povečanje stroškov kapitala in poslabšanje energetskih lastnosti.

Moč motorja ne bo zadostovala zahtevani, če delovna temperatura njegove izolacije preseže najvišjo dovoljeno, kar lahko privede do neupravičenih kapitalskih stroškov za zamenjavo motorja zaradi prezgodnje obrabe izolacije.

Dandanes so motorji na izmenični tok zelo povprašeni v večini sodobnih proizvodnih obratov. V praksi asinhroni motorji (IM) izkazujejo svojo vzdržljivost in enostavnost ob relativno nizki ceni. Vendar pa lahko med delovanjem pride do poškodb elementov motorja, kar posledično povzroči njegovo prezgodnjo odpoved.

Glavni viri razvoja okvare asinhronega motorja so:

• preobremenitev ali pregrevanje statorja elektromotorja 31%;
• zapiranje od zavoja do zavoja-15%;
• okvara ležaja - 12%;
• poškodbe navitij statorja ali izolacije - 11%;
• neenakomerna zračna reža med statorjem in rotorjem - 9%;
• delovanje elektromotorja v dveh fazah - 8%;
• zlom ali zrahljanje pritrditve palic v kletki za veverice - 5%;
• popuščanje pritrditve navitja statorja - 4%;
• neuravnoteženost rotorja elektromotorja - 3%;
• neusklajenost gredi - 2%.