Što određuje vijek trajanja elektromotora

Pogonski motori rade u motornom i kočnom načinu rada, pretvarajući električnu energiju u mehaničku energiju ili, obrnuto, mehaničku energiju u električnu energiju. Transformacija energije iz jedne vrste u drugu popraćena je neizbježnim gubicima, koji se na kraju pretvaraju u toplinu.

Dio topline rasipa se u okolinu, a ostatak uzrokuje podizanje temperature samog motora iznad temperature okoline (za više detalja pogledajte ovdje — Grijanje i hlađenje elektromotora).

Materijali koji se koriste za izradu elektromotora (čelik, bakar, aluminij, izolacijski materijali) imaju različita fizikalna svojstva koja se mijenjaju s temperaturom.

Izolacijski materijali su najosjetljiviji na toplinu i imaju najmanju otpornost na toplinu u usporedbi s drugim materijalima koji se koriste u motoru.Dakle, pouzdanost motora, njegove tehničke i ekonomske karakteristike i nazivna snaga određuju se zagrijavanjem materijala koji se koriste za izolaciju namota.

Vijek trajanja izolacije elektromotora ovisi o kvaliteti izolacijskog materijala i temperaturi na kojoj radi. Praksa je utvrdila da, na primjer, izolacija od pamučnih vlakana uronjena u mineralno ulje na temperaturi od oko 90 °C može pouzdano raditi 15 — 20 godina. U tom razdoblju dolazi do postupnog propadanja izolacije, odnosno do propadanja njezine mehaničke čvrstoće, elastičnosti i drugih svojstava potrebnih za normalan rad.

Povećanje radne temperature za samo 8-10°C smanjuje vrijeme habanja ove vrste izolacije na 8-10 godina (cca 2 puta), a pri radnoj temperaturi od 150°C habanje počinje nakon 1,5 mjeseca. Rad na temperaturama od oko 200°C učinit će ovu izolaciju neupotrebljivom nakon nekoliko sati.

Gubitak koji uzrokuje zagrijavanje izolacije motora ovisi o opterećenju. Lagano opterećenje povećava vrijeme trošenja izolacije, ali dovodi do nedovoljne upotrebe materijala i povećava cijenu motora. Suprotno tome, rad motora pri velikom opterećenju drastično će smanjiti njegovu pouzdanost i vijek trajanja, a može biti i ekonomski nepraktičan.Dakle, radna temperatura izolacije i opterećenje motora, odnosno njegova nazivna snaga, odabrani su iz tehničkih i ekonomskih razloga na način da vrijeme trošenja izolacije i vijek trajanja motora pri normalnom radu uvjeti su otprilike 15-20 godina.

Upotrebom izolacijskih materijala od anorganskih tvari (azbest, tinjac, staklo i dr.), koji imaju veću otpornost na toplinu, može se smanjiti težina i veličina motora te povećati snaga. Međutim, toplinska otpornost izolacijskih materijala prvenstveno je određena svojstvima lakova kojima je izolacija impregnirana. Sastavi za impregniranje, čak i od spojeva silicija i silicija (silikona), imaju relativno nisku otpornost na toplinu.

Pravi motor za pogon pogonjenog stroja mora odgovarati mehaničkim karakteristikama, načinu rada stroja i potrebnoj snazi. Pri izboru snage motora polaze prvenstveno od njegovog zagrijavanja, odnosno od zagrijavanja njegove izolacije.

Snaga motora bit će ispravno određena ako je tijekom rada temperatura zagrijavanja njegove izolacije blizu maksimalno dopuštene.Precjenjivanje snage motora dovodi do smanjenja radne temperature izolacije, nedovoljne upotrebe skupih materijala, nedovoljne upotrebe skupih materijala, smanjene radne temperature izolacije. povećanje kapitalnih troškova i pogoršanje energetskih karakteristika.

Snaga motora neće biti dovoljna potrebnoj ako radna temperatura njegove izolacije premaši maksimalno dopuštenu, što može dovesti do neopravdanih kapitalnih troškova za zamjenu motora, kao rezultat prijevremenog trošenja izolacije.

Danas su AC motori vrlo traženi u većini modernih proizvodnih pogona. U praksi asinkroni motori (IM) pokazuju svoju izdržljivost i jednostavnost uz relativno nisku cijenu. Međutim, tijekom rada može doći do oštećenja elemenata motora, što zauzvrat dovodi do njegovog preranog kvara.

Glavni izvori razvoja kvara asinkronog motora su:

• preopterećenje ili pregrijavanje statora elektromotora 31%;
• zatvaranje od zavoja do zavoja-15%;
• kvar ležaja — 12%;
• oštećenje namota statora ili izolacije — 11%;
• neravnomjerni zračni raspor između statora i rotora - 9%;
• rad elektromotora u dvije faze — 8%;
• lomljenje ili labavljenje pričvrsnih šipki u kavezu za vjeverice — 5%;
• labavljenje pričvršćivanja namota statora - 4%;
• neravnoteža rotora elektromotora — 3%;
• neusklađenost vratila — 2%.