ระบบป้องกันการโอเวอร์โหลดสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า

ภาพถ่ายความร้อนเป็นวิธีง่ายๆ ในการระบุความแตกต่างของอุณหภูมิที่เห็นได้ชัดในวงจรไฟฟ้าสามเฟสในอุตสาหกรรม เมื่อเทียบกับสภาวะการทำงานปกติ โดยการตรวจสอบความแตกต่างของอุณหภูมิของทั้งสามเฟสไปพร้อมๆ กัน ช่างเทคนิคสามารถตรวจพบความผิดปกติของประสิทธิภาพในแต่ละขาได้อย่างรวดเร็ว อันเนื่องมาจากความไม่สมดุลหรือการโอเวอร์โหลด

โดยทั่วไปแล้ว ความไม่สมดุลทางไฟฟ้าเกิดจากโหลดเฟสที่แตกต่างกัน แต่ก็อาจเกิดจากปัญหาของอุปกรณ์ เช่น การเชื่อมต่อที่มีความต้านทานสูง ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์เพียงเล็กน้อย จะทำให้กระแสไฟฟ้าไม่สมดุลมากขึ้น ซึ่งจะสร้างความร้อนเพิ่มขึ้น ลดแรงบิด และประสิทธิภาพ ความไม่สมดุลอย่างรุนแรงอาจทำให้ฟิวส์ขาดหรือเบรกเกอร์ตัดวงจร ทำให้เกิดการทำงานแบบเฟสเดียว และปัญหาที่เกี่ยวข้อง เช่น มอเตอร์ร้อนจัดและเสียหาย

ในทางปฏิบัติ การปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าในสามเฟสให้สมบูรณ์แบบนั้นแทบเป็นไปไม่ได้เลย เพื่อช่วยให้ผู้ใช้งานอุปกรณ์สามารถกำหนดระดับความไม่สมดุลที่ยอมรับได้ หน่วยงานกำกับดูแลด้านไฟฟ้าแห่งชาติจึงได้กำหนดมาตรฐานดังกล่าว
สมาคมผู้ผลิต (NEMA) ได้ร่างข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ ข้อกำหนดพื้นฐานเหล่านี้เป็นประโยชน์ในการเปรียบเทียบระหว่างการบำรุงรักษาและการแก้ไขปัญหา

ต้องตรวจสอบอะไรบ้าง?
ถ่ายภาพความร้อนของแผงควบคุมไฟฟ้าและจุดเชื่อมต่อที่มีโหลดสูงอื่นๆ เช่น ไดรฟ์ สวิตช์ตัดไฟ ตัวควบคุม และอื่นๆ หากพบอุณหภูมิสูงกว่าปกติ ให้ตรวจสอบวงจรนั้นๆ และตรวจสอบสาขาและโหลดที่เกี่ยวข้อง

ตรวจสอบแผงควบคุมและจุดเชื่อมต่ออื่นๆ โดยถอดฝาครอบออกก่อน โดยหลักการแล้ว ควรตรวจสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าเมื่อเครื่องร้อนเต็มที่และอยู่ในสภาวะคงที่ โดยมีโหลดอย่างน้อย 40 เปอร์เซ็นต์ของโหลดปกติ วิธีนี้จะช่วยให้สามารถประเมินและเปรียบเทียบค่าที่วัดได้กับสภาวะการทำงานปกติได้อย่างถูกต้อง

ควรสังเกตอะไรบ้าง?
โหลดที่เท่ากันควรส่งผลให้มีอุณหภูมิที่เท่ากัน ในสถานการณ์โหลดไม่สมดุล เฟสที่มีโหลดมากกว่าจะปรากฏว่ามีอุณหภูมิสูงกว่าเฟสอื่นๆ เนื่องจากความร้อนที่เกิดจากความต้านทาน อย่างไรก็ตาม โหลดไม่สมดุล โหลดเกินพิกัด การเชื่อมต่อที่ไม่ดี และปัญหาฮาร์โมนิก ล้วนสามารถสร้างรูปแบบที่คล้ายกันได้ การวัดโหลดทางไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นในการวินิจฉัยปัญหา

วงจรหรือขาอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ อาจเป็นสัญญาณบ่งบอกว่าชิ้นส่วนนั้นเสีย

การสร้างเส้นทางการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอซึ่งรวมถึงการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่สำคัญทั้งหมดเป็นขั้นตอนที่เหมาะสม ใช้ซอฟต์แวร์ที่มาพร้อมกับกล้องถ่ายภาพความร้อน บันทึกภาพแต่ละภาพที่ถ่ายได้ลงในคอมพิวเตอร์ และติดตามการวัดค่าต่างๆ เมื่อเวลาผ่านไป ด้วยวิธีนี้ คุณจะมีภาพพื้นฐานไว้เปรียบเทียบกับภาพในภายหลัง ขั้นตอนนี้จะช่วยให้คุณระบุได้ว่าจุดร้อนหรือจุดเย็นนั้นผิดปกติหรือไม่ หลังจากดำเนินการแก้ไขแล้ว ภาพใหม่จะช่วยให้คุณตรวจสอบว่าการซ่อมแซมประสบความสำเร็จหรือไม่

อะไรคือสิ่งที่บ่งบอกถึง “สัญญาณเตือนภัยระดับสีแดง”?
ควรจัดลำดับความสำคัญของการซ่อมแซมโดยคำนึงถึงความปลอดภัยเป็นอันดับแรก กล่าวคือ สภาพของอุปกรณ์ที่ก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย ตามด้วยความสำคัญของอุปกรณ์และระดับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ (NETA (InterNational Electrical Association))
แนวทางของสมาคมการทดสอบระบุว่า อุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมเพียง 1°C และสูงกว่าอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกันภายใต้ภาระการทำงานที่คล้ายคลึงกันเพียง 1°C ก็อาจบ่งชี้ถึงความบกพร่องที่ควรได้รับการตรวจสอบได้

มาตรฐาน NEMA (NEMA MG1-12.45) เตือนไม่ให้ใช้งานมอเตอร์ใดๆ ที่แรงดันไฟฟ้าไม่สมดุลเกินหนึ่งเปอร์เซ็นต์ ที่จริงแล้ว NEMA แนะนำให้ลดกำลังมอเตอร์ลงหากใช้งานที่แรงดันไฟฟ้าไม่สมดุลสูงกว่านั้น เปอร์เซ็นต์ความไม่สมดุลที่ปลอดภัยจะแตกต่างกันไปสำหรับอุปกรณ์อื่นๆ

มอเตอร์ขัดข้องเป็นสาเหตุทั่วไปอย่างหนึ่งของการไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้า ต้นทุนรวมประกอบด้วยต้นทุนของมอเตอร์ ค่าแรงที่จำเป็นในการเปลี่ยนมอเตอร์ ต้นทุนของผลิตภัณฑ์ที่ถูกทิ้งเนื่องจากการผลิตที่ไม่สม่ำเสมอ การดำเนินงานของสายการผลิต และรายได้ที่สูญเสียไปในช่วงเวลาที่สายการผลิตหยุดทำงาน

การดำเนินการติดตามผล
เมื่อภาพถ่ายความร้อนแสดงให้เห็นว่าตัวนำไฟฟ้าทั้งเส้นมีอุณหภูมิสูงกว่าส่วนประกอบอื่นๆ ในวงจรส่วนใดส่วนหนึ่ง ตัวนำไฟฟ้านั้นอาจมีขนาดเล็กเกินไปหรือรับภาระเกินพิกัด ตรวจสอบพิกัดของตัวนำและภาระจริงเพื่อพิจารณาว่าเป็นกรณีใด ใช้มัลติมิเตอร์พร้อมอุปกรณ์หนีบ แคลมป์มิเตอร์ หรือเครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบความสมดุลของกระแสและภาระในแต่ละเฟส

ในด้านแรงดันไฟฟ้า ให้ตรวจสอบอุปกรณ์ป้องกันและสวิตช์เกียร์ว่ามีแรงดันตกหรือไม่ โดยทั่วไป แรงดันไฟฟ้าสายควรอยู่ภายใน 10% ของค่าที่ระบุไว้บนแผ่นป้าย แรงดันไฟฟ้าระหว่างสายกลางกับสายดินอาจบ่งบอกถึงภาระของระบบ หรืออาจบ่งบอกถึงกระแสฮาร์มอนิก แรงดันไฟฟ้าระหว่างสายกลางกับสายดินที่สูงกว่า 3% ของแรงดันไฟฟ้าปกติ ควรตรวจสอบเพิ่มเติม นอกจากนี้ ควรพิจารณาด้วยว่าโหลดอาจเปลี่ยนแปลงได้ และเฟสใดเฟสหนึ่งอาจลดลงอย่างมากหากมีโหลดเฟสเดียวขนาดใหญ่เข้ามาใช้งาน

แรงดันตกคร่อมฟิวส์และสวิตช์อาจส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลที่มอเตอร์และความร้อนสูงเกินไป ณ จุดที่มีปัญหา ก่อนที่จะสรุปว่าพบสาเหตุแล้ว ให้ตรวจสอบซ้ำอีกครั้งด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อนและมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้าแบบมัลติมิเตอร์หรือแคลมป์มิเตอร์ วงจรป้อนไฟหรือวงจรย่อยไม่ควรรับภาระเกินขีดจำกัดที่อนุญาต

สมการโหลดวงจรควรคำนึงถึงฮาร์โมนิกด้วย วิธีแก้ปัญหาการโอเวอร์โหลดที่พบได้บ่อยที่สุดคือการกระจายโหลดใหม่ระหว่างวงจร หรือการจัดการเวลาที่โหลดจะเริ่มทำงานในระหว่างกระบวนการ

ด้วยการใช้ซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้อง ปัญหาที่สงสัยแต่ละอย่างที่ตรวจพบด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อนสามารถบันทึกไว้ในรายงานซึ่งประกอบด้วยภาพความร้อนและภาพดิจิทัลของอุปกรณ์ นั่นเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการสื่อสารปัญหาและเสนอแนะการซ่อมแซม