0. Вступ
Струм холостого ходу та втрати трифазного асинхронного двигуна короткозамкненого типу є важливими параметрами, які відображають ефективність та електричні характеристики двигуна.Це індикатори даних, які можна виміряти безпосередньо на місці використання після виготовлення та ремонту двигуна.Він певною мірою відображає основні компоненти двигуна – рівень процесу проектування та якість виготовлення статора та ротора, струм холостого ходу безпосередньо впливає на коефіцієнт потужності двигуна;втрати холостого ходу тісно пов'язані з ефективністю двигуна та є найбільш інтуїтивно зрозумілим тестовим пунктом для попередньої оцінки продуктивності двигуна перед офіційним введенням двигуна в експлуатацію.
1.Фактори, що впливають на струм холостого ходу і втрати двигуна
Струм холостого ходу трифазного асинхронного двигуна типу "білка" в основному включає струм збудження та активний струм без навантаження, з яких приблизно 90% становить струм збудження, який використовується для створення обертового магнітного поля та є розглядається як реактивний струм, який впливає на коефіцієнт потужності COSφ двигуна.Його розмір залежить від напруги на клемі двигуна та щільності магнітного потоку конструкції залізного сердечника;під час проектування, якщо щільність магнітного потоку вибрано занадто високо або напруга вища за номінальну напругу під час роботи двигуна, залізний сердечник буде насичений, струм збудження значно збільшиться, і відповідний порожній струм навантаження великий а коефіцієнт потужності низький, тому втрати без навантаження великі.Нагадування10%це активний струм, який використовується для різних втрат потужності під час роботи без навантаження та впливає на ефективність двигуна.Для двигуна з фіксованим поперечним перерізом обмотки струм холостого ходу двигуна великий, активний струм, який пропускається, буде зменшено, а навантажувальна здатність двигуна буде зменшена.Струм холостого ходу трифазного асинхронного двигуна короткозамкненого типу зазвичай становитьВід 30% до 70% від номінального струму, а втрати становлять від 3% до 8% від номінальної потужності.Серед них втрати міді в двигунах малої потужності складають більшу частку, а втрати в залізі в двигунах великої потужності складають більшу частку.вище.Втрати холостого ходу двигунів великого розміру - це в основному втрати в сердечнику, які складаються з втрат на гістерезис і вихрових струмів.Втрати на гістерезис пропорційні магнітній проникності матеріалу та квадрату щільності магнітного потоку.Втрати на вихрові струми пропорційні квадрату щільності магнітного потоку, квадрату товщини магнітопроникного матеріалу, квадрату частоти та магнітної проникності.Пропорційно товщині матеріалу.Крім втрат в сердечнику, існують також втрати на збудження і механічні втрати.Коли двигун має великі втрати холостого ходу, причину несправності двигуна можна знайти з наступних аспектів.1 ) Неправильна збірка, негнучке обертання ротора, низька якість підшипників, забагато мастила в підшипниках тощо спричиняють надмірні механічні втрати на тертя.2 ) Неправильне використання великого вентилятора або вентилятора з багатьма лопатями збільшить тертя вітру.3) Якість залізного сердечника із силіконової сталі є поганою.4 ) Недостатня довжина сердечника або неправильне ламінування призводить до недостатньої ефективної довжини, що призводить до збільшення паразитних втрат і втрат заліза.5) Через високий тиск під час ламінування ізоляційний шар основного силіконового сталевого листа був розчавлений або ізоляційні характеристики оригінального ізоляційного шару не відповідали вимогам.
Один двигун YZ250S-4/16-H з електричною системою 690 В/50 Гц, потужністю 30 кВт/14,5 кВт і номінальним струмом 35,2 А/58,1 А.Після завершення першого проектування та складання було проведено випробування.4-полюсний струм холостого ходу становив 11,5 А, а втрати становили 1,6 кВт, нормальні.16-полюсний струм холостого ходу становить 56,5 А, а втрати без навантаження становлять 35 кВт.Визначено, що 16-струм холостого ходу на полюсі великий, а втрати холостого ходу занадто великі.Цей двигун є системою короткочасної роботи,працює при10/5 хв.16-полюсний двигун працює без навантаження прибл1хвилина.Мотор перегрівається і димить.Двигун був розібраний і перероблений, а також повторно випробуваний після вторинного проектування.4-полюсний струм холостого ходудорівнює 10,7Аі втрата є1,4 кВт,що є нормальним;16-полюсний струм холостого ходу46Aі втрати без навантаженнястановить 18,2 кВт.Вважається, що струм холостого ходу великий, а втрати холостого ходу все ще занадто великі.Було проведено випробування на номінальне навантаження.Вхідна потужність була33,4 кВт, вихідна потужністьбула 14,5 кВт, і робочий струмбув 52,3А, що було менше номінального струму двигуна58,1А.Якщо оцінювати виключно на основі струму, струм холостого ходу був кваліфікованим.Однак очевидно, що втрати холостого ходу занадто великі.Під час роботи, якщо втрати, що утворюються під час роботи двигуна, перетворюються на теплову енергію, температура кожної частини двигуна підвищиться дуже швидко.Було проведено випробування на роботу без навантаження, і двигун димів після роботи протягом 2хвилин.Після зміни конструкції втретє випробування повторили.4-полюсний струм холостого ходубув 10,5Аі втрата була1,35 кВт, що було нормальним;16-полюсний струм холостого ходубув 30Аі втрати без навантаженнястановила 11,3 кВт.Було визначено, що струм холостого ходу занадто малий, а втрати холостого ходу все ще занадто великі., провів випробування роботи без навантаження, а після обкаткина 3хвилин, мотор перегрівся і димів.Після переробки було проведено випробування.4-полюс в основному незмінний,16-полюсний струм холостого ходустановить 26Аі втрати холостого ходустановить 2360 Вт.Вважається, що струм холостого ходу занадто малий, втрати холостого ходу нормальні, і16-полюс біжить за5хвилин без навантаження, що є нормальним.Можна побачити, що втрати холостого ходу безпосередньо впливають на підвищення температури двигуна.
2.Основні фактори, що впливають на втрату моторного ядра
При втратах двигуна низької напруги, потужності та високої напруги втрата сердечника двигуна є ключовим фактором, що впливає на ефективність.Втрати в сердечнику двигуна включають основні втрати в залізі, спричинені змінами основного магнітного поля в сердечнику, додаткові (або паразитні) втратив сердечнику в умовах холостого ходу,і магнітні поля витоку та гармоніки, викликані робочим струмом статора або ротора.Втрати, викликані магнітними полями в залізному сердечнику.Основні втрати заліза виникають через зміни основного магнітного поля в залізному ядрі.Ця зміна може мати змінну природу намагніченості, наприклад, що відбувається в зубцях статора або ротора двигуна;вона також може мати обертальну природу намагніченості, як те, що відбувається в залізному ярмі статора або ротора двигуна.Незалежно від того, змінна чи обертальна намагніченість, гістерезис і втрати на вихрові струми будуть спричинені в залізному сердечнику.Втрати в сердечнику в основному залежать від основних втрат заліза.Втрати сердечника значні, головним чином через відхилення матеріалу від конструкції або багатьох несприятливих факторів у виробництві, що призводить до високої щільності магнітного потоку, короткого замикання між листами кремнієвої сталі та прихованого збільшення товщини кремнієвої сталі. аркуші..Якість листової кремнієвої сталі не відповідає вимогам.Як основний магнітопровідний матеріал двигуна, відповідність робочих характеристик листової кремнієвої сталі має великий вплив на продуктивність двигуна.Під час проектування в основному гарантується, що клас кремнієвої сталі відповідає вимогам конструкції.Крім того, одна і та ж марка листової кремнієвої сталі від різних виробників.Існують певні відмінності у властивостях матеріалу.Вибираючи матеріали, ви повинні намагатися вибирати матеріали від хороших виробників кремнієвої сталі.Вага залізного сердечника недостатня, і шматки не ущільнюються.Вага залізного сердечника недостатня, що призводить до надмірного струму та надмірних втрат заліза.Якщо лист кремнієвої сталі пофарбовано занадто товсто, магнітний контур буде перенасичений.У цей час крива співвідношення між струмом холостого ходу та напругою буде серйозно викривлена.Під час виробництва та обробки залізного сердечника орієнтація зерна поверхні штампування листової кремнієвої сталі буде пошкоджена, що призведе до збільшення втрат заліза під тією самою магнітною індукцією.Для двигунів із змінною частотою також необхідно враховувати додаткові втрати в залізі, викликані гармоніками;це те, що слід враховувати в процесі проектування.Враховано всі фактори.інший.На додаток до вищезазначених факторів, розрахункове значення втрат двигуна в залізі має ґрунтуватися на фактичному виробництві та обробці залізного сердечника та намагатися зіставити теоретичне значення з фактичним значенням.Характеристичні криві, надані постачальниками основних матеріалів, вимірюються за методом квадратного кола Епштейна, а напрямки намагнічення різних частин двигуна різні.Ці спеціальні втрати заліза, що обертаються, наразі не можуть бути враховані.Це призведе до різного ступеня невідповідності між обчисленими значеннями та виміряними значеннями.
3.Вплив підвищення температури двигуна на структуру ізоляції
Процес нагрівання та охолодження двигуна є відносно складним, і підвищення його температури змінюється з часом за експоненціальною кривою.Щоб запобігти підвищенню температури двигуна від перевищення стандартних вимог, з одного боку, зменшуються втрати, створювані двигуном;з іншого боку, збільшується тепловіддача двигуна.Оскільки потужність окремого двигуна зростає з кожним днем, покращення системи охолодження та збільшення потужності розсіювання тепла стали важливими заходами для зменшення підвищення температури двигуна.
Коли двигун працює в номінальних умовах протягом тривалого часу і його температура досягає стабільності, допустиме граничне значення підвищення температури кожного компонента двигуна називається межею підвищення температури.Межа підвищення температури двигуна була передбачена в національних стандартах.Межа підвищення температури в основному залежить від максимальної температури, дозволеної структурою ізоляції та температури охолоджувального середовища, але вона також пов’язана з такими факторами, як метод вимірювання температури, умови теплопередачі та розсіювання тепла обмотки та дозволена інтенсивність теплового потоку.Механічні, електричні, фізичні та інші властивості матеріалів, які використовуються в конструкції ізоляції обмотки двигуна, поступово погіршуються під впливом температури.При підвищенні температури до певного рівня властивості ізоляційного матеріалу зазнають істотних змін і навіть втрати ізоляційної здатності.В електротехніці ізоляційні конструкції або системи ізоляції в двигунах і електричних приладах часто поділяють на кілька класів жаростійкості відповідно до їх екстремальних температур.Коли ізоляційна конструкція або система працює при відповідному рівні температури протягом тривалого часу, це, як правило, не призведе до надмірних змін у продуктивності.У теплоізоляційних конструкціях певного класу термостійкості можуть не всі використовувати ізоляційні матеріали одного класу термостійкості.Термостійкість теплоізоляційної конструкції всебічно оцінюється шляхом проведення імітаційних випробувань на моделі використаної конструкції.Ізоляційна структура працює при заданих екстремальних температурах і може досягти економічного терміну служби.Теоретичні висновки та практика довели, що існує експоненціальна залежність між терміном служби ізоляційної конструкції та температурою, тому вона дуже чутлива до температури.Для деяких двигунів спеціального призначення, якщо їх термін служби не вимагається дуже довгим, щоб зменшити розмір двигуна, допустиму граничну температуру двигуна можна збільшити на основі досвіду або даних випробувань.Незважаючи на те, що температура охолоджувального середовища змінюється залежно від системи охолодження та охолоджувального середовища, що використовується, для різних систем охолодження, що використовуються в даний час, температура охолоджувального середовища в основному залежить від атмосферної температури та чисельно є такою ж, як і атмосферна температура.Приблизно так само.Різні методи вимірювання температури призведуть до різних відмінностей між виміряною температурою та температурою найгарячішої точки в вимірюваному компоненті.Температура найгарячішої точки в вимірюваному компоненті є ключем до визначення того, чи може двигун безпечно працювати протягом тривалого часу.У деяких особливих випадках межа підвищення температури обмотки двигуна часто не повністю визначається максимально допустимою температурою використовуваної ізоляційної конструкції, але також слід враховувати інші фактори.Подальше підвищення температури обмоток двигуна зазвичай означає збільшення втрат двигуна та зниження ефективності.Підвищення температури обмотки призведе до збільшення термічної напруги в матеріалах деяких пов’язаних частин.Інші, такі як діелектричні властивості ізоляції та механічна міцність металевих матеріалів провідника, матимуть негативний вплив;це може викликати труднощі в роботі системи змащення підшипників.Таким чином, хоча деякі обмотки двигуна в даний час приймають ClassІзоляційні конструкції класу F або H, їхні межі підвищення температури все ще відповідають нормам класу B.Це не тільки враховує деякі з перерахованих вище факторів, але й підвищує надійність двигуна під час використання.Це більш вигідно і може продовжити термін служби двигуна.
4.на закінчення
Струм холостого ходу та втрати холостого ходу трифазного асинхронного двигуна з кліткою певною мірою відображають підвищення температури, ефективність, коефіцієнт потужності, пускову здатність та інші основні показники продуктивності двигуна.Від того, кваліфікований він чи ні, безпосередньо впливає на продуктивність двигуна.Персонал лабораторії з технічного обслуговування повинен оволодіти правилами обмежень, переконатися, що кваліфіковані двигуни залишають завод, робити висновки щодо некваліфікованих двигунів і виконувати ремонт, щоб переконатися, що показники ефективності двигунів відповідають вимогам стандартів на продукцію.a
Час публікації: 16 листопада 2023 р