ΘΕΡΜΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ
1) THERMISTOR PTC (Positive Temperature Coefficient)
Είναι αισθητήρες θερμοκρασίας θετικού συντελεστή, συνδεδεμένοι σε σειρά μέσα στο τύλιγμα του κινητήρα και προστατεύουν τα τυλίγματα του κινητήρα από υπερθέρμανση, υπερφόρτιση και ανεπαρκή ψύξη. Οι μεταβολές της θερμοκρασίας μεταβάλλουν απότομα την ωμική τους αντίσταση (αύξηση θερμοκρασίας αυξάνει την αντίσταση). Συνδέονται σε ειδικό ρελέ για PTC thermistor το οποίο τροφοδοτεί τα thermistor sensors με τάση 1,5-2,5V ή άλλη (ανάλογα τη μάρκα) και παρακολουθεί την ωμική τους αντίσταση. Ανάλογα με τη μεταβολή της θερμοκρασίας μεταβάλλεται και η ωμική αντίσταση των thermistor και το ρελέ ενεργοποιεί επαφές και κλείνει την παροχή ρεύματος για να προστατέψει τον κινητήρα. Το ζευγάρι χρωμάτων των 2 τελικών καλωδίων που συνδέονται στο ρελέ, είναι κωδικοποιημένο και ορίζει τη μέγιστη θερμοκρασία στην οποία είναι κατασκευασμένο να διακόψει τη λειτουργία του κινητήρα.
2) ΔΙΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΘΕΡΜΙΚΑ ΤΥΛΙΓΜΑΤΩΝ (Bimetallic thermal protectors - Thermik, Klixon)
Τοποθετούνται μέσα στο τύλιγμα του κινητήρα και τα 2 τελικά καλώδια τους συνδέονται σε ρελέ πίνακα. Όταν ξεπεραστεί η ονομαστική θερμοκρασία τους, ανοίγει η διμεταλλική επαφή και ενεργοποιεί το ρελέ το οποίο διακόπτει το κύκλωμα τροφοδοσίας του κινητήρα. Όταν κρυώσει & μειωθεί η θερμοκρασία 20 βαθμούς κάτω από την ονομαστική τιμή, θα κλείσει η διμεταλλική επαφή επαναφέροντας το κύκλωμα σε λειτουργία.
Στα μονοφασικά μοτέρ συνδέεται εσωτερικά σε σειρά με το τύλιγμα, ώστε να διακόψει την λειτουργία του σε περίπτωση υπερθέρμανσης (εδώ δεν απαιτείται ρελέ). Επειδή περνάει από μέσα του όλο το ρεύμα, πρέπει να είναι κατασκευασμένο για τα αμπέρ του μοτέρ με την κατάλληλη διατομή καλωδίων (φωτό δεξιά).
3) ΘΕΡΜΙΚΟ ΡΕΛΕ ΥΠΕΡΦΟΡΤΙΣΗΣ
Ρυθμίζεται στην ονομαστική τιμή ρεύματος In που αναγράφεται στην ταμπέλα στοιχείων του κινητήρα, η οποία αφορά τη μέγιστη ένταση ρεύματος που επιτρέπεται να περνάει από τον κινητήρα σε λειτουργία με φορτίο. Εναλλακτικά, μπορούμε να μετρήσουμε με αμπερόμετρο τα αμπέρ εν ώρα λειτουργίας με φορτίο και να ρυθμίσουμε το ρελέ υπερφόρτισης 0,5-1Α παραπάνω από την τιμή που μετρήσαμε αν και εφόσον είναι μικρότερη ή ίση της ονομαστικής In. Όταν για κάποια αιτία εν ώρα λειτουργίας του κινητήρα, ξεπεραστεί η τιμή των αμπέρ που ρυθμίσαμε, διακόπτει αυτόματα την τροφοδοσία του κινητήρα. ΠΡΟΣΟΧΗ: Αν ο κινητήρας εκκινείται με διάταξη αστέρα-τριγώνου, τότε ρυθμίζουμε το θερμικό σε μικρότερη τιμή και συγκεκριμένα 0.58*In.
ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΠΥΡΗΝΑ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ (Core loss testing)
Ο πυρήνας ηλεκτροκινητήρων, γεννητριών και μετασχηματιστών κατασκευάζεται από λεπτά φύλλα (laminations) κράματος σιδήρου με πρόσμιξη 0 ως 6,5% σιλικόνης (πυριτούχος χάλυβας), ο οποίος αυξάνει την ηλεκτρική αντίσταση και μειώνει τα δινορεύματα και τις απώλειες. Τα φύλλα βάφονται με ειδικό μονωτικό βερνίκι ή γίνεται χημική/θερμική επεξεργασία (οξείδιο) ώστε να είναι ηλεκτρικά μονωμένα μεταξύ τους και συναρμολογούνται για να σχηματίσουν τον πυρήνα.
Η υπερβολική θερμότητα (άνω των 370C) καταστρέφει τις μονώσεις οξειδίου των μεταλλικών φύλλων και γίνονται πλέον ένας αγωγός με ισχυρά δινορεύματα και θερμικές απώλειες. Επίσης μεταβάλλεται η κρυσταλλική δομή του κράματος, δημιουργούνται κενά αέρος στα φύλλα, μειώνονται οι μαγνητικές του ιδιότητες, με αποτέλεσμα την αύξηση των απωλειών του πυρήνα και τη μείωση της απόδοσης του ηλεκτροκινητήρα. Διάφορες αιτίες οδηγούν στο παραπάνω πρόβλημα όπως: α)Υπερθέρμανση του πυρήνα από ηλεκτρικό βραχυκύκλωμα. β)Μηχανική καταπόνηση, τριβή και υπερθέρμανση από κατεστραμμένα ρουλεμάν. γ)Ηλεκτρικά τόξα βραχυκυκλωμάτων που μπορεί να δημιουργήσουν τρύπες εσωτερικά του πυρήνα. δ)Σκουριασμένος διαβρωμένος πυρήνας (οξείδωση). ε)Υπερθέρμανση του πυρήνα με φλόγιστρο ή φούρνο από ηλεκτροτεχνίτες για να αφαιρέσουν το παλιό τύλιγμα.
Η υπερβολική θερμότητα (άνω των 370C) καταστρέφει τις μονώσεις οξειδίου των μεταλλικών φύλλων και γίνονται πλέον ένας αγωγός με ισχυρά δινορεύματα και θερμικές απώλειες. Επίσης μεταβάλλεται η κρυσταλλική δομή του κράματος, δημιουργούνται κενά αέρος στα φύλλα, μειώνονται οι μαγνητικές του ιδιότητες, με αποτέλεσμα την αύξηση των απωλειών του πυρήνα και τη μείωση της απόδοσης του ηλεκτροκινητήρα. Διάφορες αιτίες οδηγούν στο παραπάνω πρόβλημα όπως: α)Υπερθέρμανση του πυρήνα από ηλεκτρικό βραχυκύκλωμα. β)Μηχανική καταπόνηση, τριβή και υπερθέρμανση από κατεστραμμένα ρουλεμάν. γ)Ηλεκτρικά τόξα βραχυκυκλωμάτων που μπορεί να δημιουργήσουν τρύπες εσωτερικά του πυρήνα. δ)Σκουριασμένος διαβρωμένος πυρήνας (οξείδωση). ε)Υπερθέρμανση του πυρήνα με φλόγιστρο ή φούρνο από ηλεκτροτεχνίτες για να αφαιρέσουν το παλιό τύλιγμα.
Οι απώλειες πυρήνα καθορίζουν την ποσοστιαία % απόδοση του ηλεκτροκινητήρα και η τιμή τους πρέπει να κυμαίνεται σε συγκεκριμένο εύρος που καθορίζουν τα πρότυπα IEEE 112B & EASA AR-100. Σε διαφορετική περίπτωση ο ηλεκτροκινητήρας καταναλώνει την ίδια ονομαστική ισχύ από το δίκτυο αλλά αποδίδει μικρότερη ισχύ (ιπποδύναμη) στον άξονα και στο φορτίο που συνδέεται, με συνέπεια την αύξηση της έντασης του ρεύματος (αμπέρ) λόγω ανεπάρκειας. Η αύξηση των αμπέρ αυξάνει τη θερμοκρασία λειτουργίας φθείροντας συντομότερα τα υλικά, τις μονώσεις, τα πηνία, τα ρουλεμάν, με αποτέλεσμα η διάρκεια ζωής του ηλεκτροκινητήρα να μειώνεται σημαντικά, δημιουργώντας οικονομικό και ενεργειακό κόστος, εφόσον καταναλώνει το ίδιο αλλά αποδίδει λιγότερο από πριν.
Ο έλεγχος του πυρήνα γίνεται με ειδική συσκευή που ονομάζεται "ελεγκτής απωλειών πυρήνα" (core loss tester) ή με πιο απλή μέθοδο που ονομάζεται <Ring Test>. Χρησιμοποιείται για όλων των ειδών σιδηροπυρήνα (στάτης, ρότορας, γεννήτριες, DC τύμπανα κλπ). Ο ελεγκτής μετράει τις απώλειες σε watt ανά κιλό πυρήνα στις μέγιστες συνθήκες λειτουργίας. Πρέπει να πραγματοποιείται έλεγχος πριν την επισκευή ενός ηλεκτροκινητήρα, ώστε να διαπιστώνεται αν είναι κατάλληλος για περιέλιξη, αλλά και έλεγχος μετά την επισκευή, καθώς η διαδικασία αφαίρεσης & καθαρισμού των παλιών τυλιγμάτων μπορεί να προκαλέσει απώλειες πυρήνα, πέρα των επιτρεπτών ορίων.
ΣΑΛΑΜΑΣΤΡΑ ΑΝΤΛΙΩΝ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ
Η σαλαμάστρα (mechanical packing) είναι μονωτικό στεγανωτικό υλικό από ίνες βαμβακιού, τεφλόν, φίμπεργκλας, γραφίτη, αμιάντου, εμποτισμένες σε ειδικά λιπαντικά. Με την ειδική πλέξη και σχεδίαση, χρησιμοποιούνται ως παρέμβυσμα για μόνωση, στεγανοποίηση αξόνων αντλιών ή πηδαλίων. Το σφίξιμο του στυπιοθλίπτη πιέζει τη σαλαμάστρα η οποία διογκώνεται και ασκεί στεγανωτική πίεση στον άξονα.
Η σαλαμάστρα τοποθετείται σε στυπιοθάλαμο (stuffing box) ο οποίος πρέπει να είναι καθαρισμένος από υπολλείματα παλιάς σαλαμάστρας και σκουριάς, και ο άξονας στο σημείο επαφής πρέπει να είναι καθαρός και λείος. Χρησιμοποιούμε τη σαλαμάστρα σε μορφή μεμονωμένων δαχτυλιδιών που έχουμε κόψει στο απαραίτητο μήκος ή έτοιμα προκατασκευασμένα του εμπορίου. Εάν δεν υπάρχει η ειδική βάση για την κοπή της σαλαμάστρας, μπορούμε να μετρήσουμε το σωστό μήκος, τυλίγοντας την σαλαμάστρα από το ρολό επάνω στον άξονα ή σε άλλο άξονα εκτός αντλίας, με την ίδια διάμετρο. Το κόψιμο γίνεται με κοπίδι διαγώνια σε 45 μοίρες ή παράλληλα με τον άξονα (το διαγώνιο κόψιμο βοηθά στη καλύτερη στεγάνωση). Ανάλογα με το υλικό της σαλαμάστρας, χρησιμοποιούμε αυτοκόλλητη ταινία σελοτέιπ στο σημείο που πρόκειται να κόψουμε, ώστε να αποφύγουμε τυχόν "ξέφτισμα" των ινών. Οι δακτύλιοι που έχουμε ετοιμάσει τοποθετούνται στο στυπιοθάλαμο έτσι ώστε το τμήμα που έχει την τομή να βρίσκεται σε 90 μοίρες αντιδιαμετρικά της επόμενης τομής. Η τοποθέτηση (σπρώξιμο) πρέπει να γίνεται με μη αιχμηρά ή μεταλλικά εργαλεία. Τοποθετούμε όσους δακτύλιους απαιτούνται για να καλυφθεί όλο το εσωτερικό μήκος του στυπιοθαλάμου. Τοποθετούμε τόσους δακτύλιους όσους χρειάζονται για να καλυφθεί το εσωτερικό μήκος του στυπιοθαλάμου (δεν βάζουμε επιπλέον δακτύλιο αν αυτός προεξέχει). *Κάποιες φορές λόγω δυσκολίας στο να κοπεί όλη η τυλιγμένη σαλαμάστρα όπως στη φωτό, κόβουμε ένα ένα τα δαχτυλίδια μετρώντας πάνω στον άξονα της αντλίας.
Πρώτη λειτουργία
Σφίγγουμε ελαφρά και ισόποσα τα 2 παξιμάδια του στυπιοθλίπτη και συνδέουμε την αντλία με τις σωληνώσεις νερού. Αν υπάρχει μεγάλη διαρροή από τη σαλαμάστρα σφίγγουμε περισσότερο. Εκκινούμε την αντλία και ελέγχουμε τη διαρροή ανά 5 λεπτά σφίγγοντας αναλόγως. Πρέπει με το κατάλληλο σφίξιμο των βιδών του στυπιοθλίπτη να επιτρέψουμε μια μικρή διαρροή σταγόνων νερού για τη λίπανση & υγρασία της σαλαμάστρας. Αν δεν υπάρχει καθόλου διαρροή, οι δακτύλιοι της σαλαμάστρας θα καταστραφούν λόγω της θερμοκρασίας που αναπτύσσεται στη λειτουργία τους. Είναι σημαντικό να παρακολουθούμε τη διαρροή και τις θερμοκρασίες και αν παρατηρείται υψηλή θερμοκρασία, η αντλία πρέπει να σταματά. Μετά από ένα σύντομο διάστημα παύσης κάποιες σταγόνες μπορούν να εμφανιστούν και τότε θέτουμε ξανά την αντλία σε λειτουργία. Μπορεί να χρειαστεί να επαναλάβουμε την παραπάνω διαδικασία μερικές φορές, μέχρι να εμφανιστεί φυσιολογική διαρροή.
Διαστάσεις σαλαμάστρας
Μετράμε τις διαστάσεις της παλιάς σαλαμάστρας, αλλιώς υπολογίζουμε με τον παρακάτω τρόπο. [Διάμετρος Στυπιοθαλάμου] μείον [Διάμετρος Άξονα] διά 2
Παράδειγμα: 28mm-20mm / 2 = 4 mm
Παράδειγμα: 46mm-30mm / 2 = 8 mm
Η σαλαμάστρα τοποθετείται σε στυπιοθάλαμο (stuffing box) ο οποίος πρέπει να είναι καθαρισμένος από υπολλείματα παλιάς σαλαμάστρας και σκουριάς, και ο άξονας στο σημείο επαφής πρέπει να είναι καθαρός και λείος. Χρησιμοποιούμε τη σαλαμάστρα σε μορφή μεμονωμένων δαχτυλιδιών που έχουμε κόψει στο απαραίτητο μήκος ή έτοιμα προκατασκευασμένα του εμπορίου. Εάν δεν υπάρχει η ειδική βάση για την κοπή της σαλαμάστρας, μπορούμε να μετρήσουμε το σωστό μήκος, τυλίγοντας την σαλαμάστρα από το ρολό επάνω στον άξονα ή σε άλλο άξονα εκτός αντλίας, με την ίδια διάμετρο. Το κόψιμο γίνεται με κοπίδι διαγώνια σε 45 μοίρες ή παράλληλα με τον άξονα (το διαγώνιο κόψιμο βοηθά στη καλύτερη στεγάνωση). Ανάλογα με το υλικό της σαλαμάστρας, χρησιμοποιούμε αυτοκόλλητη ταινία σελοτέιπ στο σημείο που πρόκειται να κόψουμε, ώστε να αποφύγουμε τυχόν "ξέφτισμα" των ινών. Οι δακτύλιοι που έχουμε ετοιμάσει τοποθετούνται στο στυπιοθάλαμο έτσι ώστε το τμήμα που έχει την τομή να βρίσκεται σε 90 μοίρες αντιδιαμετρικά της επόμενης τομής. Η τοποθέτηση (σπρώξιμο) πρέπει να γίνεται με μη αιχμηρά ή μεταλλικά εργαλεία. Τοποθετούμε όσους δακτύλιους απαιτούνται για να καλυφθεί όλο το εσωτερικό μήκος του στυπιοθαλάμου. Τοποθετούμε τόσους δακτύλιους όσους χρειάζονται για να καλυφθεί το εσωτερικό μήκος του στυπιοθαλάμου (δεν βάζουμε επιπλέον δακτύλιο αν αυτός προεξέχει). *Κάποιες φορές λόγω δυσκολίας στο να κοπεί όλη η τυλιγμένη σαλαμάστρα όπως στη φωτό, κόβουμε ένα ένα τα δαχτυλίδια μετρώντας πάνω στον άξονα της αντλίας.
Πρώτη λειτουργία
Σφίγγουμε ελαφρά και ισόποσα τα 2 παξιμάδια του στυπιοθλίπτη και συνδέουμε την αντλία με τις σωληνώσεις νερού. Αν υπάρχει μεγάλη διαρροή από τη σαλαμάστρα σφίγγουμε περισσότερο. Εκκινούμε την αντλία και ελέγχουμε τη διαρροή ανά 5 λεπτά σφίγγοντας αναλόγως. Πρέπει με το κατάλληλο σφίξιμο των βιδών του στυπιοθλίπτη να επιτρέψουμε μια μικρή διαρροή σταγόνων νερού για τη λίπανση & υγρασία της σαλαμάστρας. Αν δεν υπάρχει καθόλου διαρροή, οι δακτύλιοι της σαλαμάστρας θα καταστραφούν λόγω της θερμοκρασίας που αναπτύσσεται στη λειτουργία τους. Είναι σημαντικό να παρακολουθούμε τη διαρροή και τις θερμοκρασίες και αν παρατηρείται υψηλή θερμοκρασία, η αντλία πρέπει να σταματά. Μετά από ένα σύντομο διάστημα παύσης κάποιες σταγόνες μπορούν να εμφανιστούν και τότε θέτουμε ξανά την αντλία σε λειτουργία. Μπορεί να χρειαστεί να επαναλάβουμε την παραπάνω διαδικασία μερικές φορές, μέχρι να εμφανιστεί φυσιολογική διαρροή.
Διαστάσεις σαλαμάστρας
Μετράμε τις διαστάσεις της παλιάς σαλαμάστρας, αλλιώς υπολογίζουμε με τον παρακάτω τρόπο. [Διάμετρος Στυπιοθαλάμου] μείον [Διάμετρος Άξονα] διά 2
Παράδειγμα: 28mm-20mm / 2 = 4 mm
Παράδειγμα: 46mm-30mm / 2 = 8 mm
ΜΕΘΟΔΟΙ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗΣ ΡΟΥΛΕΜΑΝ
*Από πάνω αριστερά: Ηλεκτρικό μάτι, κιτ τοποθέτησης με χτύπημα, επαγωγικός θερμαντήρας, ηλεκτρικός κωνικός θερμαντήρας, υδραυλική πρέσσα. Η τοποθέτηση με θερμότητα απαιτεί θέρμανση του ρουλεμάν στους 110C βαθμούς μέγιστο.
ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΦΑΙΡΕΣΗΣ ΡΟΥΛΕΜΑΝ
*Από πάνω αριστερά: Μηχανικός εξολκέας, υδραυλικός εξολκέας & διαχωριστής ρουλεμάν, υδραυλική πρέσσα, κοπή με τροχό (σε πολύ δύσκολες περιπτώσεις).
ΜΕΤΑΦΟΡΑ & ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΡΟΤΟΡΑ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΑ
ΤΥΠΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ
ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΑ
ΕΛΑΤΗΡΙΩΤΗ ΡΟΔΕΛΑ ΡΟΥΛΕΜΑΝ (LMKAS Compensation Ring / EPL spring washer)
ΚΥΜΑΤΟΕΙΔΗΣ ΡΟΔΕΛΑ/ΕΛΑΤΗΡΙΟ ΠΡΟΦΟΡΤΙΣΗΣ ΡΟΥΛΕΜΑΝ. Τοποθετείται στη φωλιά του ενός από τα δύο καπάκια (φλάντζες) του ηλεκτροκινητήρα, ασκεί πίεση στο εξωτερικό δαχτυλίδι του ρουλεμάν, εξαφανίζει τυχόν διάκενα ή ευθύγραμμο τζόγο στον άξονα και εξασφαλίζει ομαλή και αθόρυβη λειτουργία. Σε μερικές περιπτώσεις η απουσία του ελατηρίου αυτού προκαλεί μετακίνηση του άξονα του ηλεκτροκινητήρα μπρος-πίσω (τζόγος) δημιουργώντας φθορές και κακή λειτουργία.
ΑΣΦΑΛΕΙΕΣ - ΔΙΑΚΟΠΤΕΣ - ΑΓΩΓΟΙ 3Φ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ ΠΗΝΙΟΣΥΡΜΑΤΩΝ ΧΑΛΚΟΥ
ΚΟΠΗ ΚΑΙ ΕΝΩΣΗ O-RING