Текущи претоварвания и тяхното влияние върху експлоатацията и експлоатационния живот на електродвигателите

Анализът на повредите на асинхронните двигатели показва, че основната предпоставка за техния неуспех е унищожаването на изолацията поради прегряване.

Температурата на нагряване на намотките на двигателя зависи от топлинните характеристики на двигателя и характеристиките на средата. Част от топлината, генерирана в двигателя, преминава към нагряване на намотките, а останалата част се дава на околната среда. Процесът на нагряване е повлиян от такива физически характеристики като
топлинна мощност и топлинни загуби.

В зависимост от температурното състояние на електродвигателя и околния въздух, степента на тяхното въздействие може да бъде различна. Ако температурната разлика между двигателя и средата е малка и освободената енергия е значителна, тогава основната му част се поглъща от намотката, статора и роторната стомана, корпуса на двигателя и останалите части. е
наситено повишаване на температурата на изолация. Тъй като топлината се увеличава, ефектът от топлинните загуби е по-изразен. Процесът се установява след постигането на баланс между разпределената топлина и топлината, отделяна в околната среда.

Увеличаването на тока над допустимата стойност не води веднага до
аварийно състояние. Отнема известно време, преди статорът и роторът да достигнат пределната температура. Следователно, няма нужда защитата да реагира на всеки излишен ток. Той трябва да изключва машината само в случаи, когато съществува опасност от бързо влошаване на изолацията.

Изхождайки от убеждението за топлоизолация, величината и продължителността на токовете, превишаващи номиналната стойност, са от голямо значение. Тези характеристики зависят първо от естеството на технологичния процес.

Претоварване на електродвигателя с технологичен произход

Претоварване на двигателя, причинено от повторяемост
увеличаване на въртящия момент на вала на работната машина. При такива машини и инсталации мощността
винаги се променя. Трудно е да се види някакъв дълъг лумен на времето, през който токът ще остане постоянен по магнитуд. На вала на двигателя от време на време има краткосрочни огромни моменти на съпротива, създаващи токове.

Такова претоварване обикновено не причинява прегряване на намотките
електрически мотор, имащ сравнително голяма термична инерция. Но с доста продължителна продължителност и множество повторения, се създава ужасно отопление. Защитата трябва
"Разграничаване" на тези режими. Тя не трябва да реагира на краткосрочните шокове на товара.

При други машини може да се появи сравнително малко, но дълго претоварване. намотки
Моторът се нагрява равномерно до температура, близка до максималната допустима стойност. обикновено
електрическият двигател има определено захранване за отопление, а малкият прекомерно ток, независимо от продължителността на действието, не може да направи ситуацията опасна. В този случай пътуването не е задължително. Така че, и тук защита
електромоторът трябва да "разграничи" ужасното претоварване от безопасно.

Аварийно претоварване на мотора

В допълнение към ускоренията на технологичния произход, може да има
аварийно претоварване, възникващо по други причини (катастрофа в лентата за хранене, заглушаване
работни органи, понижаване на напрежението и т.н.). те
правят типичните режими на работа на асинхронен двигател и повишават техните изисквания за средства за защита. Ще разгледаме поведението на асинхронен двигател в съответните аварийни режими.

Претоварване с непрекъснато действие при постоянно натоварване

Обикновено електродвигателите се избират с определено захранване. В допълнение, голяма част от машините за време работят с недостатъчно натоварване. В резултат токът на мотора често е значително по-нисък от номиналната. Налице са пренатоварвания, обикновено в случай на нарушения на технологиите, аварии, заглушаване и заглушаване на работната машина.

Машини като вентилатори, центробежни помпи, лентови и винтови конвейри имат измерено постоянно или леко променящо се натоварване. Кратковременните конфигурации за подаване на материали всъщност не влияят на отоплението
електрически мотор. Те могат да бъдат игнорирани. Друг въпрос е дали нарушенията на обичайните критерии за работа остават дълго време.

Повечето от електрическите задвижвания имат определен резерв на мощност. Механичното претоварване първо причинява разрушаване на машинни части. Но, като вземем под внимание непринудения характер на външния им вид, не можете да сте сигурни, че при определени обстоятелства електрическият мотор също ще бъде претоварен. Например, това може да се случи с двигателите на винтови транспортьори. Промяната във физико-механичните параметри на транспортирания материал (влажност, размер на частиците и т.н.) веднага отразява мощността, необходима за придвижването му.
Защитата трябва да изключва двигателя, когато има претоварване, което причинява ужасно прегряване на намотките.

Въз основа на убежденията на ефекта от продължителните вълни на изолиране, трябва да се разграничат два типа претоварвания: относително малки (до 50%) и огромни (над 50%).

Действието на първия не е очевидно, но равномерно, докато последиците от последното се появяват след кратко време. Ако покачването на температурата над допустимата стойност е малко, остаряването на изолацията е бавно. Малки конфигурации в структурата на изолационния материал се натрупват равномерно. Тъй като температурата се увеличава, процесът на стареене се ускорява значително.

Счита се, че прегряването над допустимото за всеки 8-10 ° C намалява експлоатационния живот на изолацията
навиване на двигателя два пъти. Така прегряването с 40 ° C намалява експлоатационния живот на изолацията с 32 пъти! Въпреки че е много, но след много месеци на работа.

При огромно претоварване (повече от 50%) изолацията бързо се разрушава под въздействието на най-високата температура.

За да анализираме процеса на нагряване, използваме лек модел на мотора. Увеличаването на тока води до увеличаване на променливите загуби. Намотката започва да се загрява. Температурата на изолацията варира в съответствие с графиката на фигурата. Стойността на равновесното повишаване на температурата зависи от големината на тока.

След известно време след появата на претоварване, температурата на намотките постига стойност, приемлива за този клас изолация. При огромно претоварване тя ще бъде по-къса, по-малка
- По-дълго. По този начин всяка стойност на претоварване ще има свое собствено приемливо време, което може да се счита за безопасно за изолация.

Определя се зависимостта на допустимата продължителност на претоварване от нейната величина
претоварване на двигателя. Термофизическите характеристики на електродвигателите от различен тип имат някои различия и техните свойства също се различават. На фигурата една плътна линия показва една от тези характеристики.

Функцията за претоварване на двигателя (плътна линия) и предпочитаната линия на защита (прекъсната линия)

От горното свойство може да се конструира едно от основните изисквания за защита от претоварване, действащо в зависимост от тока. Той трябва да работи в зависимост от размера на претоварването. E ви позволява да изключите неправилни операции

при сигурни токови удари, които се появяват например при стартиране на двигателя. Защитата трябва да се задейства само когато неприемлива токова стойност и продължителността на нейния поток достигнат до зоната. Предпочитаната му черта, показана на фигурата с пунктирана линия, винаги трябва да бъде поставена под характеристиката на претоварване на двигателя.

Работата по защитата се влияе от редица причини (неправилни варианти, вариация на характеристиките и т.н.), в резултат на което има разлики от средните стойности на времето за реакция. Следователно, пунктираната крива на графиката трябва да се разглежда като средна характеристика. За да се гарантира, че в резултат на случайните причини, свойствата не се пресичат, което ще доведе до неправилно изключване на двигателя, е необходимо да се осигури определено захранване. Практически човек трябва да се справя не с отделна характеристика, а със защитна зона, която отчита разпространението на времето за защита.

Въз основа на вярванията на ясен акт за защита на електрическия мотор, е по-добре двете свойства да са близки един до друг по отношение на способностите. Това ще избегне ненужно изключване, когато претоварването е близо до приемливо. Но при наличието на огромно разпространение на двете черти, това не може да бъде постигнато. За да не попаднат в зоната на неприемливи текущи стойности с случайни отклонения от изчислените характеристики, е необходимо да се осигури определена доставка.

Линията на защита трябва да бъде разположена на определено разстояние от свойството на претоварване на двигателя, така че да се изключи взаимното им пресичане. Но с всичко това идва загуба на точността на отбраната
електрически мотор.

В района на течения, близки до номиналната стойност,
зона на несигурност. Ако попаднете в тази зона, не можете да кажете със сигурност, тя ще работи
защита или не.

Този дефект липсва при защитата, действаща в зависимост от температурата на намотките. За разлика от сегашната защита, тя действа в зависимост от предпоставката, причиняваща стареене на изолацията, нейното отопление. Когато се достигне несигурна температура на намотката, тя се изключва независимо от фона, който е причинил нагряването. Това е
- едно от основните предимства на термичната защита.

Но човек не трябва да хиперболизира дефекта на настоящата защита. Факт е, че двигателите имат известно количество ток. Номиналният ток на двигателя е винаги по-нисък от тока, при който температурата на намотките достига допустимата стойност. Той е установен, ръководен от икономически изчисления. Следователно при номинално натоварване температурата на намотките на двигателя е по-ниска от допустимата. Поради това се създава термичен двигателен резерв, който до известна степен компенсира недостига на термични релета.

Много от причините, поради които топлинното състояние на изолацията зависи, са случайно различни. В тази връзка усъвършенстването на функциите не винаги дава желания резултат.

Претоварване с променлива непрекъсната работа

Някои работни органи и механизми правят натоварването, променяйки се в огромни граници, например в машини за раздробяване, смилане и други подобни операции. Тук многократното претоварване се придружава от недостатъчно натоварване, което директно работи на празен ход. Всяко увеличение на тока, взето отделно, не води до несигурно повишаване на температурата. Но ако има много от тях и те се повтарят доста често, ефектът от надценяваната температура върху изолацията бързо се натрупва.

Процесът на загряване на двигателя при променливо натоварване се различава от процеса на нагряване с постоянно или леко изразено променливо натоварване. Разликата се проявява както в процеса на температурната конфигурация, така и в характера на отоплението на отделните части на машината.

Температурата на намотките също се променя непосредствено след промяна на натоварването. Благодарение на топлинната инерция на двигателя температурните колебания имат най-малката люлка. При доста висока честота на натоварване температурата на намотките може да се счита за практически непроменена.
Този режим на работа ще бъде еквивалентен на дългосрочен режим с постоянно натоварване.
При ниска честота (от порядъка на стотни от няколко херца и по-ниски) температурните колебания стават осезаеми. Повторното прегряване на намотката може да съкрати живота на изолацията.

При огромни колебания на натоварването с ниска честота, моторът е постоянно в преходния процес. Температурата на намотката се променя непосредствено след колебанията на натоварването. Тъй като отделните части на машината имат различни термофизични характеристики, всяка от тях се нагрява от нея. 

Потокът от термични преходни процеси при различни натоварвания
- феноменът е сложен и невинаги изчислим. Поради температурата на намотките на двигателя не може да се прецени от тока, протичащ в този момент. Предвид факта, че отделните части на електродвигателя се нагряват по различен начин, топлината се прехвърля от една част на друга в електрическия мотор. Възможно е също така, след изключване на двигателя, температурата на намотките на статора да се увеличи поради топлината, идваща от ротора. По този начин големината на тока може да не отразява степента на нагряване на изолацията. Трябва също така да се има предвид, че при някои режими роторът ще се затопли по-активно, а охладителят ще бъде по-малко активен от статора.

Сложността на топлообменните процеси затруднява контрола на отоплението на електрическия мотор. Дори специфичното измерване на температурата на намотките може да даде грешка при определени условия. Факт е, че при нестабилни топлинни процеси температурата на отопление на различните части на машината може да бъде различна и измерването на една точка не може да даде реална картина. Въпреки това, в сравнение с други методи, измерването на температурата на намотката дава по-ясен резултат.

Краткосрочният начин на работа може да бъде приписван на по-неблагоприятната стъпка от вярванията на делото за защита. Периодичното включване в работата предполага възможността за краткосрочно претоварване на двигателя. Същевременно количеството на претоварване трябва да бъде ограничено от условието, че намотките не се нагряват над допустимата стойност.

Защитата, която "наблюдава" състоянието на нагряване на намотката, трябва да получи съответния сигнал. Защото в преходни течения и температура може да не съвпадат един към друг, защитата чието действие се основава на измерване на ток, не могат да направят своята роля почит начин.