Elektrik motoru, sargısını saran izolasyon dayanabileceğinden fazla ısındığında ya da nem, kir veya mekanik hasarla zayıfladığında yanar. Sargı yanmasının sekiz yaygın nedeni aşırı yük, faz kaybı, gerilim dengesizliği, sık kalkış, yanlış bağlantı, nem ve kirlilik, yetersiz soğutma ve rulman arızasıdır. Bunların çoğu motor yanmadan önce akımda, seste ya da sıcaklıkta iz bırakır; izi erken gören, sarım masrafına girmeden sorunu çözer.
Sargı yandığında motorun içinde ne olur?
Stator sargısı emaye kaplı bakır telden, oluk yalıtımından ve tüm sargıyı kaplayan vernikten oluşur. "Motor yandı" denen olay çoğu zaman bir anda olmaz. İzolasyon ısıyla yaşlanır, sertleşir ve çatlar; bir noktada iki komşu sipir (telin bobin içindeki tek turu) arasındaki emaye delinir ve sipir arası kısa devre oluşur. Kısa devre olan sipirler, sekonderi kısa devre edilmiş bir transformatör gibi büyük akım taşır. O bölge hızla ısınır ve arıza önce komşu bobinlere, ardından faz-faz ya da faz-gövde kısa devresine dönüşür. Koruma çoğu zaman bu son aşamada açar.
İzolasyon ömrü sıcaklığa çok duyarlıdır. Genel kabul gören mühendislik kuralına göre izin verilen sınırın üstündeki her 10 °C, izolasyon ömrünü yaklaşık yarıya indirir. Aşağıdaki nedenlerin neredeyse hepsi sargıyı bu yoldan, fazladan ısı üreterek yakar. Nedeni bulunmadan sardırılan motor aynı hatayla ikinci kez yanar.
Elektrikten kaynaklanan nedenler
Aşırı yük
Motor etiketindeki güçten fazlasını vermeye zorlandığında etiket akımından fazla akım çeker. Sargıdaki bakır kayıpları akımın karesiyle arttığı için akımın 1,1 katına çıkması, ısının yaklaşık 1,21 katına çıkması demektir. Kum dolmuş pompa çarkı, sıkışan konveyör, yatağı sıkışmış bir redüktör ya da motora göre büyük seçilmiş pompa ve fan bu gruba girer.
- Belirti: Pens ampermetreyle (kıskaçlı ampermetre) ölçülen akım etiket akımının üstünde, motor her zamankinden sıcak, termik röle (aşırı akım koruması) yük arttığında atıyor.
- Önlem: Termik röleyi etiket akımına göre ayarlayın. Termik attığında ayarı büyütmek yerine yükü kontrol edin.
Faz kaybı
Trifaze motorda fazlardan biri atmış bir sigorta, yanmış bir kontaktör kontağı ya da gevşek bir klemens (bağlantı ucu) yüzünden kesilirse, çalışan motor iki fazla dönmeye devam eder ve yükü kalan fazlar üzerinden çekmeye çalışır. Bu fazların akımı belirgin biçimde artar. Motor durmuşsa hiç kalkamaz; uğuldar ve kilitli rotor akımı çeker. İki durumda da sargı kısa sürede aşırı ısınır.
- Belirti: Motor uğulduyor ama kalkmıyor ya da çalışırken sesi kalınlaşıp devri düşüyor; faz akımları birbirinden çok farklı. Sökülen sargıdaki yanık, yıldız bağlı motorda iki faz grubunda, üçgen bağlı motorda bir faz grubunda toplanır.
- Önlem: Faz kaybına duyarlı termik röle ya da faz koruma rölesi kullanın. Sigortaları, kontaktör kontaklarını ve klemens bağlantılarını düzenli kontrol edin.
Gerilim dengesizliği
Fazlar arası gerilimdeki küçük bir fark motor için küçük değildir. Nidec'in NEMA MG1'e dayanan teknik notuna göre motor normal devirde çalışırken akım dengesizliği, gerilim dengesizliğinin yaklaşık 6 ila 10 katı olur; yaklaşık %3,5 gerilim dengesizliği, sargının sıcaklık yükselmesini yaklaşık %25 artırır.
Dengesizliği hesaplamak için üç fazlar arası gerilimin ortalamasını alın, ortalamadan en çok sapan değerin farkını ortalamaya bölün ve 100 ile çarpın. Örneğin 400, 395 ve 385 V ölçtüyseniz ortalama yaklaşık 393 V, en büyük sapma yaklaşık 8 V, dengesizlik yaklaşık %2,1'dir.
- Belirti: Bir fazın akımı ötekilerden belirgin yüksek; motor normal yükte bile sıcak; yanık sargıda tek faz grubu koyulaşmış.
- Önlem: Gerilimleri motor yükteyken ölçün. Kaynak çoğu zaman tek fazlı yüklerin fazlara dengesiz dağılımı, gevşek bir bağlantı ya da uzun ve ince besleme kablosudur. Termiği büyütmek çözüm değildir; aşırı yük ve faz kaybı koruması ortadan kalkar.
Sık ve uzun kalkış
Doğrudan yol verilen asenkron motor kalkışta nominal akımının birkaç katını çeker; bu oran motor kataloğunda kalkış akımı oranı (IA/IN) olarak verilir. Her kalkış sargıya kısa ama yoğun bir ısı yükler. Saatte çok sayıda kalkış yapan ya da ağır bir yükü uzun sürede hızlandıran motor (büyük fan, dolu konveyör, kırıcı) bu ısıyı atmaya vakit bulamaz. Hidroforda membranı patlamış ya da havası bitmiş tank da pompayı kısa aralıklarla sürekli çalıştırıp durdurur.
- Belirti: Sökülen sargıda üç fazda eşit koyulaşma. Termik röle sık kalkışta sargının gerçek sıcaklığını her zaman izleyemediği için çoğu zaman atmamıştır.
- Önlem: Üreticinin izin verdiği saatlik kalkış sayısına uyun; ağır kalkışlarda yumuşak yol verici ya da sürücü kullanın; sık kalkışlı işlerde sargıya gömülü PTC termistörlü koruma tercih edin. Hidroforda tank ön basıncını ve basınç şalterini kontrol ettirin.
Yanlış bağlantı
Klemens kutusundaki köprüler motorun hangi gerilimde çalışacağını belirler. Etiketinde 230/400 V Δ/Y yazan motor 400 V şebekede yıldız bağlanır. Üçgen bağlanırsa her faz sargısına yaklaşık 1,73 kat (√3) fazla gerilim gelir, mıknatıslanma akımı çok yükselir ve motor kısa sürede yanar. Tersi de sorun çıkarır: 400/690 V Δ/Y motor 400 V şebekede yıldız bağlanırsa sargılara düşük gerilim düşer, motor yük altında devir kaybeder ve fazla akım çeker. Yıldız-üçgen yol vermede uçların yanlış eşleştirilmesi ya da geçiş zamanının yanlış ayarı da sargıyı zorlar.
- Belirti: Yeni takılan ya da bakımdan dönen motor kısa sürede ısınıyor, akımı beklenenden çok farklı.
- Önlem: Bağlantıyı etiketteki gerilim ve Δ/Y bilgisine göre yapın, ilk çalıştırmada üç fazın akımını ölçün. Etiketteki bilgilerin anlamı için elektrik motoru etiketi nasıl okunur yazısına bakabilirsiniz.
Çevre ve mekanikten kaynaklanan nedenler
Nem ve kirlilik
Nem izolasyon direncini düşürür. Uzun süre duran ya da gece ile gündüz arasındaki sıcaklık farkının büyük olduğu yerlerdeki motorların içinde yoğuşma olur; ıslak sargıya enerji verildiğinde faz ile gövde ya da iki faz arasında delinme yaşanabilir. Metal tozu, karbon tozu, çimento, yağ buharı ve kimyasal buharlar da izolasyonu aşındırır ve yüzeyde kaçak yolu açar.
- Belirti: Kaçak akım rölesi ya da sigorta motor devreye girer girmez atıyor; izolasyon direnci düşük; sargıda tortu ya da yağlı kir.
- Önlem: Uzun süre duran motoru çalıştırmadan önce izolasyon direncini ölçtürün, gerekirse kurutun. Nemli yerde duruş ısıtıcısı (anti-kondens ısıtıcı) kullanın; IP koruma sınıfını ortama göre seçin.
Yetersiz soğutma
Gövdesi kanatçıklı kapalı tip motorlar, arkadaki fanın gövde üzerine üflediği havayla soğur. Kırık fan, tıkanmış fan kapağı, toz ya da yağla kaplanmış kanatçıklar, duvara dayanmış fan tarafı ya da motorun kendi sıcak havasını tekrar emmesi soğutmayı düşürür. Sürücüyle düşük devirde çalışan motorda milin üzerindeki fan da yavaş döner; konveyör ya da karıştırıcı gibi sabit torklu yüklerde motor normal akım çekerken bile ısınır.
- Belirti: Akım normal ama motor sıcaklığı yükselmiş; fan kapağının ızgarası tozla dolu ya da fan kanatları kırık.
- Önlem: Kanatçıkları ve fan kapağını düzenli temizleyin, fan tarafında boşluk bırakın. Düşük devirde sürekli çalışan sürücülü motorlarda ayrı beslemeli harici fan (cebri soğutma) kullanın.
Rulman arızası
Rulman aşınıp boşluk yaptığında rotor merkezden kayar. Asenkron motorda rotor ile stator arasındaki hava aralığı çok dardır; rotor bir noktada stator sacına sürtmeye başlar, sürtünme ısısı ve titreşim o bölgedeki sargı izolasyonunu bozar. Rulman kilitlenirse motor kilitli rotor akımı çeker. Ayrıntı için rulman sesi ve rulman değişimi yazısına bakın.
- Belirti: Hırıltı, tıkırtı ya da yükselen uğultu; bir rulman kapağı ötekinden sıcak; titreşim artmış. Sökülen motorda rotor ve stator sacında parlak sürtme izi.
- Önlem: Rulman sesini erken fark edip rulmanı değiştirin; kayış gerginliğini ve kaplin hizasını kontrol edin; gres nipelli motorlarda üreticinin gresleme aralığına uyun.
Yanık deseni nedeni nasıl gösterir?
Sargı söküldüğünde yanığın biçimi çoğu zaman nedeni söyler. Motoru sardırırken bu deseni konuşmak, aynı arızanın tekrarını önlemenin en kısa yoludur.
- Üç fazda eşit koyulaşma: aşırı yük, sık kalkış, kilitli rotor ya da yetersiz soğutma.
- Bir ya da iki faz grubunda yoğun yanık, ötekiler sağlam: faz kaybı ya da gerilim dengesizliği.
- Oluk içinde ya da oluk ağzında tek noktada delinme: nem, kir, titreşimle aşınma ya da gerilim darbesi.
- Fazların besleme ucundaki ilk bobinlerde sipir arası kısa devre: gerilim darbesi; sürücüyle ve uzun kabloyla beslenen motorlarda daha sık görülür.
- Rotor ve stator sacında sürtme izi: rulman ya da mil kaynaklı merkez kaçıklığı.
Yanmayı önleyen koruma ve bakım düzeni
- Termik röleyi etiket akımına göre ayarlayın ve faz kaybına duyarlı model seçin.
- Kritik motorlarda faz koruma rölesi ile sargıya gömülü termistör korumasını birlikte kullanın.
- Üç fazın akımını ve gerilimini düzenli ölçüp kaydedin. Değerlerin zaman içindeki değişimi tek bir ölçümden daha çok şey söyler.
- Sezonluk çalışan sulama pompaları gibi uzun süre duran motorların izolasyon direncini sezon başında, çalıştırmadan önce ölçtürün.
- Kanatçıkları, fanı ve fan kapağını temiz tutun.
- Rulman sesini, titreşimi ve gres durumunu takip edin.
- Atan sigortayı ya da termiği büyüterek sorunu "çözmeyin"; atma bir belirtidir, nedeni aranmalıdır.
Motor yandıysa ne yapmalı?
Motoru tekrar tekrar çalıştırmayı denemeyin. Her deneme sargıdaki hasarı büyütür, stator sac paketine zarar verebilir ve gövdeye kaçak varsa çarpılma riski yaratır. Enerjiyi panodan kesip kilitleyin, motor etiketinin fotoğrafını çekin ve arızanın hangi koşulda olduğunu not alın: kalkışta mı, yük altında mı, yağmurdan ya da uzun bir duruştan sonra mı. Ölçümü ve kontrolü elektrik işinde yetkin bir kişi yapmalıdır. Yandığından emin değilseniz motor sargısının yandığı nasıl anlaşılır yazısındaki kontrollere bakın.
Yanmış motoru elektrik motoru sarımı için Bornova'daki atölyemize getirebilirsiniz. Sardırmanın mı yenisini almanın mı daha mantıklı olduğunu motorun gücü, verim sınıfı ve hasarın boyutu belirler; ayrıntı motor sarmak mı, yeni motor almak mı yazısında.