Lebihan beban semasa dan kesannya terhadap operasi dan hayat perkhidmatan motor elektrik

Analisis kegagalan motor tak segerak menunjukkan bahawa punca utama kegagalannya ialah kerosakan penebat akibat terlalu panas.

Lebihan muatan produk elektrik (peranti) — melebihi nilai sebenar kuasa atau arus produk elektrik (peranti) berbanding nilai undian. (GOST 18311-80).

Suhu pemanasan belitan motor elektrik bergantung pada ciri terma motor dan parameter persekitaran. Sebahagian daripada haba yang dihasilkan dalam motor pergi untuk memanaskan gegelung, dan selebihnya dilepaskan ke persekitaran. Proses pemanasan dipengaruhi oleh parameter fizikal seperti kapasiti haba dan pelesapan haba.

Bergantung kepada keadaan terma motor elektrik dan udara sekeliling, tahap pengaruhnya mungkin berbeza-beza.Jika perbezaan suhu antara motor dan persekitaran adalah kecil dan tenaga yang dilepaskan adalah ketara, maka bahagian utamanya diserap oleh penggulungan, pemegun dan keluli pemutar, perumah motor dan bahagian lainnya. Terdapat peningkatan sengit dalam suhu penebat... Dengan pemanasan, kesan pertukaran haba semakin nyata. Proses ini diwujudkan selepas mencapai keseimbangan antara haba yang dihasilkan dan haba yang dibebaskan ke persekitaran.

Menaikkan arus melebihi nilai yang dibenarkan tidak serta-merta membawa kepada keadaan kecemasan... Ia mengambil sedikit masa untuk stator dan rotor mencapai suhu melampau mereka. Oleh itu, perlindungan tidak diperlukan untuk bertindak balas terhadap setiap arus lebihan. Dia harus mematikan mesin hanya apabila terdapat bahaya kemerosotan pesat penebat.

Dari sudut pandangan pemanasan penebat, magnitud dan tempoh aliran arus melebihi nilai nominal adalah sangat penting. Parameter ini bergantung terutamanya pada sifat proses teknologi.

Beban berlebihan motor elektrik asal teknologi

Lebihan beban motor elektrik yang disebabkan oleh peningkatan tork berkala pada aci mesin yang digerakkan. Dalam mesin dan pemasangan sedemikian, kuasa motor elektrik berubah sepanjang masa. Sukar untuk memerhatikan tempoh masa yang panjang di mana arus kekal tidak berubah dalam magnitud. Momen rintangan besar jangka pendek secara berkala muncul pada aci motor, mewujudkan lonjakan arus.

Lebihan beban sedemikian biasanya tidak menyebabkan terlalu panas belitan motor, yang mempunyai inersia haba yang agak tinggi.Walau bagaimanapun, dengan tempoh yang cukup lama dan pengulangan berulang, pemanasan berbahaya bagi motor elektrik… Pertahanan mesti "membezakan" antara rejim ini. Ia tidak sepatutnya bertindak balas kepada kejutan beban jangka pendek.

Mesin lain mungkin mengalami beban yang agak kecil tetapi jangka panjang. Belitan motor secara beransur-ansur memanaskan kepada suhu yang hampir dengan nilai maksimum yang dibenarkan. Biasanya, motor elektrik mempunyai rizab pemanasan tertentu dan arus lebih kecil, walaupun tempoh tindakan itu, tidak dapat mewujudkan keadaan berbahaya. Dalam kes ini, penutupan tidak diperlukan. Dengan cara ini, di sini juga, perlindungan motor mesti "membezakan" antara beban berlebihan berbahaya dan tidak berbahaya.

Beban kecemasan motor elektrik

dengan pengecualian terlebih muatan asal teknologi, mungkin beban kecemasan yang berlaku atas sebab lain (kerosakan pada talian bekalan kuasa, kesesakan peranti yang berfungsi, penurunan voltan, dll.). Mereka mencipta mod pengendalian motor aruhan tertentu dan menawarkan keperluan mereka untuk peranti keselamatan... Pertimbangkan kelakuan motor aruhan dalam mod kecemasan biasa.

Lebihan beban dalam operasi berterusan dengan beban tetap

Motor elektrik biasanya dipilih dengan rizab kuasa tertentu. Juga, kebanyakan masa mesin berjalan di bawah beban. Akibatnya, arus motor selalunya jauh di bawah nilai undian. Beban berlebihan berlaku, sebagai peraturan, dalam kes pelanggaran teknologi, kerosakan, kesesakan dan kesesakan dalam mesin kerja.

Mesin seperti kipas, pam emparan, tali pinggang penghantar dan skru mempunyai beban yang senyap, malar atau sedikit berbeza.Perubahan jangka pendek dalam aliran bahan boleh dikatakan tidak mempunyai kesan ke atas pemanasan motor elektrik. Mereka boleh diabaikan. Ia adalah perkara lain jika pelanggaran syarat kerja biasa kekal untuk masa yang lama.

Kebanyakan pemacu elektrik mempunyai rizab kuasa tertentu. Beban mekanikal terutamanya menyebabkan kerosakan pada bahagian mesin. Memandangkan sifat rawak kejadian mereka, tidak dapat dipastikan bahawa dalam keadaan tertentu motor elektrik juga akan terlebih beban. Sebagai contoh, ini boleh berlaku dengan motor skru. Perubahan dalam sifat fizikal dan mekanikal bahan yang diangkut (kelembapan, saiz zarah, dll.) serta-merta dicerminkan dalam kuasa yang diperlukan untuk menggerakkannya. Perlindungan harus mematikan motor elektrik sekiranya berlaku lebihan beban menyebabkan kepanasan melampau berbahaya pada belitan.

Dari sudut pandangan pengaruh overcurrents jangka panjang pada penebat, dua jenis beban harus dibezakan: agak kecil (sehingga 50%) dan besar (lebih daripada 50%).

Kesan yang pertama tidak muncul serta-merta, tetapi secara beransur-ansur, manakala kesan yang kedua muncul selepas masa yang singkat. Jika kenaikan suhu melebihi nilai yang dibenarkan adalah kecil, penuaan penebat berlaku secara perlahan. Perubahan kecil dalam struktur bahan penebat terkumpul secara beransur-ansur. Apabila suhu meningkat, proses penuaan mempercepatkan dengan ketara.

Saya berpendapat bahawa terlalu panas melebihi yang dibenarkan untuk setiap 8 — 10 ° C mengurangkan separuh hayat perkhidmatan penebat belitan motor.Oleh itu, terlalu panas sebanyak 40 ° C mengurangkan hayat penebat sebanyak 32 kali! Walaupun ini banyak, ia muncul selepas beberapa bulan bekerja.

Pada beban yang tinggi (lebih daripada 50%), penebat cepat runtuh di bawah pengaruh suhu tinggi.

Untuk menganalisis proses pemanasan, kami akan menggunakan model enjin yang dipermudahkan. Peningkatan arus membawa kepada peningkatan dalam kerugian berubah. Gegelung mula panas. Suhu penebat berubah mengikut graf dalam rajah. Kadar kenaikan suhu keadaan mantap bergantung pada magnitud arus.

Beberapa ketika selepas beban lampau berlaku, suhu belitan mencapai nilai yang dibenarkan untuk kelas penebat yang diberikan. Pada daya-G tinggi ia akan menjadi lebih pendek, pada daya-G rendah ia akan menjadi lebih panjang. Oleh itu, setiap nilai lebihan akan mempunyai masa yang dibenarkan sendiri yang boleh dianggap selamat untuk diasingkan.

Kebergantungan tempoh beban yang dibenarkan pada magnitudnya dipanggil ciri beban lebih motor elektrik... Sifat termofizik motor elektrik pelbagai jenis mempunyai beberapa perbezaan dan ciri-cirinya juga berbeza. Salah satu ciri ini ditunjukkan dalam rajah dengan garis pepejal.

Ciri beban motor (garisan pepejal) dan ciri perlindungan yang diingini (garisan putus-putus)

Daripada ciri-ciri yang diberikan, kita boleh merumuskan salah satu keperluan utama kepada perlindungan beban lampau yang bergantung kepada semasa… Ia harus dinaikkan bergantung pada magnitud beban lampau.Ini memungkinkan untuk mengecualikan penggera palsu dengan pancang arus yang tidak berbahaya, yang berlaku sebagai contoh apabila enjin dihidupkan. Perlindungan harus berfungsi hanya apabila ia jatuh ke dalam zon nilai semasa yang tidak boleh diterima dan tempoh alirannya. Ciri yang diingini, ditunjukkan dalam rajah dengan garis putus-putus, mesti sentiasa terletak di bawah ciri beban berlebihan motor.

Operasi perlindungan dipengaruhi oleh beberapa faktor (ketidaktepatan tetapan, penyerakan parameter, dll.), akibatnya penyelewengan dari nilai purata masa tindak balas diperhatikan. Oleh itu, garis putus-putus pada graf harus dilihat sebagai sejenis ciri purata. Untuk tidak menyeberangi ciri-ciri akibat tindakan faktor rawak, yang akan membawa kepada pemberhentian enjin yang salah, adalah perlu untuk memberikan margin tertentu. Malah, seseorang harus bekerja bukan dengan ciri yang berasingan, tetapi dengan zon perlindungan, dengan mengambil kira pengedaran masa tindak balas perlindungan.

Dari segi tindakan perlindungan motor yang tepat, adalah wajar kedua-dua ciri sedekat mungkin antara satu sama lain. Ini akan mengelakkan tersandung yang tidak perlu di hampir dengan beban berlebihan yang dibenarkan. Walau bagaimanapun, jika terdapat penyebaran besar kedua-dua ciri, ini tidak boleh dicapai. Agar tidak jatuh ke dalam zon nilai semasa yang tidak boleh diterima sekiranya berlaku penyelewengan rawak dari parameter yang dikira, adalah perlu untuk menyediakan margin tertentu.

Ciri pelindung mesti terletak pada jarak tertentu dari ciri beban berlebihan motor untuk mengecualikan persimpangan bersama mereka.Tetapi ini membawa kepada kehilangan ketepatan tindakan perlindungan motor.

Di kawasan arus yang hampir dengan nilai nominal, zon ketidakpastian muncul. Apabila memasuki zon ini, adalah mustahil untuk mengatakan dengan pasti sama ada perlindungan akan berfungsi atau tidak.

Kelemahan ini tiada dalam perlindungan beroperasi bergantung pada suhu penggulungan... Tidak seperti perlindungan arus lebih, ia bertindak bergantung kepada punca penuaan penebat, pemanasannya. Apabila suhu berbahaya kepada belitan dicapai, ia mematikan motor, tanpa mengira sebab yang menyebabkan pemanasan. Ini adalah salah satu kelebihan utama perlindungan daripada suhu.

Walau bagaimanapun, kekurangan perlindungan arus lampau tidak boleh dilebih-lebihkan. Hakikatnya ialah motor mempunyai rizab semasa tertentu. Arus undian motor sentiasa lebih rendah daripada arus di mana suhu belitan mencapai nilai yang dibenarkan. Ia ditubuhkan, dipandu oleh pengiraan ekonomi. Oleh itu, pada beban berkadar, suhu belitan motor adalah di bawah nilai yang dibenarkan. Disebabkan ini, rizab haba enjin dicipta, yang sedikit sebanyak mengimbangi kekurangannya geganti haba.

Banyak faktor yang bergantung kepada keadaan haba penebat mempunyai sisihan rawak. Dalam hal ini, spesifikasi ciri tidak selalu memberikan hasil yang diinginkan.

Lebihan beban dalam operasi berterusan berubah-ubah

Sesetengah badan dan mekanisme kerja menghasilkan beban yang berbeza-beza dalam julat yang luas, seperti dalam penghancuran, pengisaran dan operasi lain yang serupa. Di sini, beban berlebihan berkala disertai dengan beban terkurang untuk melahu.Sebarang peningkatan arus, diambil secara berasingan, tidak membawa kepada kenaikan suhu yang berbahaya. Walau bagaimanapun, jika terdapat banyak dan ia diulang cukup kerap, kesan peningkatan suhu pada penebat cepat terkumpul.

Proses pemanasan motor elektrik pada beban berubah-ubah berbeza daripada proses pemanasan pada beban tetap atau berubah sedikit. Perbezaannya ditunjukkan dalam perubahan suhu dan dalam sifat pemanasan bahagian individu mesin.

Apabila beban berubah, begitu juga suhu gegelung. Disebabkan oleh inersia haba enjin, turun naik suhu kurang meluas. Pada frekuensi pemuatan yang cukup tinggi, suhu belitan boleh dianggap secara praktikal tidak berubah. Ini akan bersamaan dengan operasi berterusan dengan beban berterusan. Pada frekuensi rendah (daripada urutan perseratus hertz dan lebih rendah) turun naik suhu menjadi ketara. Pemanasan berlebihan berkala penggulungan boleh memendekkan hayat penebat.

Dengan turun naik beban yang besar pada frekuensi rendah, motor sentiasa dalam proses sementara. Suhu gegelungnya berubah selepas turun naik beban. Memandangkan bahagian individu mesin mempunyai parameter termofizik yang berbeza, setiap daripadanya memanas dengan caranya sendiri.

Perjalanan transien terma di bawah beban berubah-ubah adalah fenomena yang kompleks dan tidak selalu tertakluk kepada pengiraan. Oleh itu, suhu belitan motor tidak boleh dianggarkan daripada arus yang mengalir pada bila-bila masa. Disebabkan fakta bahawa bahagian individu motor elektrik dipanaskan dengan cara yang berbeza, haba berlalu dari satu bahagian ke bahagian lain dalam motor elektrik.Mungkin juga selepas mematikan motor elektrik, suhu belitan stator akan meningkat disebabkan oleh haba yang dibekalkan oleh rotor. Oleh itu, magnitud arus mungkin tidak mencerminkan tahap pemanasan penebat. Ia juga harus diingat bahawa dalam beberapa mod pemutar akan memanaskan lebih intensif dan menyejukkan kurang daripada stator.

Kerumitan proses pemindahan haba menjadikannya sukar untuk mengawal pemanasan motor... Malah pengukuran langsung suhu belitan boleh memberikan ralat di bawah beberapa keadaan. Hakikatnya ialah dalam proses haba yang tidak stabil, suhu pemanasan bahagian mesin yang berlainan boleh berbeza, dan pengukuran pada satu masa tidak dapat memberikan gambaran sebenar. Walau bagaimanapun, pengukuran suhu gegelung adalah lebih tepat daripada kaedah lain.

Kerja berkala boleh dirujuk kepada yang paling tidak menguntungkan dari sudut pandangan tindakan perlindungan. Kemasukan berkala dalam kerja membayangkan kemungkinan beban motor jangka pendek. Dalam kes ini, magnitud beban berlebihan mesti dihadkan oleh keadaan pemanasan belitan, yang tidak melebihi nilai yang dibenarkan.

Perlindungan "memantau" keadaan pemanasan gegelung mesti menerima isyarat yang sepadan. Oleh kerana arus dan suhu mungkin tidak sepadan antara satu sama lain dalam keadaan sementara, perlindungan berdasarkan pengukuran semasa tidak dapat melaksanakan peranannya dengan betul.