Підвищене загальне нагрівання статора та ротора

Електромашини > Асинхронні машини > Несправності в роботі асинхронного двигуна

ПІДВИЩЕНЕ НАГРІВАННЯ ЧАСТИН ЕЛЕКТРОДВИГУНА 7. Підвищене загальне нагрівання статора та ротора

Причинами неприпустимого загального підвищення температури обмоток статора та ротора або магнітопроводу статора можуть бути: а) велике навантаження електродвигуна; б) невідповідність дійсного режиму роботи номінальному; в) відхилення напруги мережі від номінальної; г) погіршення охолодження електродвигуна. Корисна потужність електродвигуна пропорційна напрузі U, підведеному до затискачів статора, струму I в приєднаних до цих затискачах дротах, коефіцієнту корисної дії, коефіцієнту потужності і для трифазного двигуна виражається формулою:

З цієї формули випливає, що більшому навантаженню відповідає більший струм в статорній обмотці. Одночасно зростає струм і в обмотці ротора. Це викликає значне збільшення температури обмоток, так як нагрівання обмотки зі струмом I , що має опір r пропорційно перетворюється в ній електричної енергії в теплову. Перевірка навантаження електродвигуна може бути опосередковано виконана шляхом вимірювання струму у проводах, приєднаних до затискачів статора. Попередньо слід переконатися, що напруга мережі відповідає номінальному. Отримане значення струму необхідно порівняти із зазначеним на паспортному щитку електродвигуна. Зазвичай в трифазному двигуні до затискачів статора виведені початку і кінці фазних обмоток, у цьому випадку на паспортному щитку вказуються два значення напруги і два значення струму, причому меншого значення напруги (з'єднання фазних обмоток трикутником)відповідає більше значення струму і більшої напруги (з'єднання фазних обмоток зіркою) – менший струм. Перевірити навантаження електродвигуна можна за швидкістю обертання ротора. Зменшення цієї швидкості при збільшенні навантаження невелике, тому необхідно застосовувати непрямі методи визначення швидкості, наприклад вимірюванням частоти струму ланцюга ротора. Визначену таким чином швидкість обертання необхідно порівняти із зазначеною на паспортному щитку. При цьому має бути впевненість, що частота зміни та величина напруги мережі відповідають номінальним значенням, вказаним на паспортному щитку електродвигуна. Якщо встановлено, що навантаження електродвигуна перевищує номінальне, необхідно зменшити навантаження або встановити новий електродвигун більшої потужності. У деяких випадках можна зменшити нагрівання електродвигуна при підвищеному навантаженні за рахунок посилення його охолодження, так, наприклад, електродвигунах великої потужності можна застосувати незалежну вентиляцію. Найчутливішою до нагрівання частиною електродвигуна є електрична ізоляція, яка значною мірою визначає надійність роботи та термін служби електродвигуна. Ізоляційні матеріали по нагрівальностійкості згідно з ГОСТ 8865-70 поділяються на сім класів і для кожного класу встановлено граничну робочу температуру. В асинхронних двигунах найчастіше застосовуються ізоляційні матеріали трьох класів: А, Е і В, граничні робочі температури встановлені для них відповідно 105, 120 і 130 ° С. До класу А відносяться текстильні матеріали з бавовни, натурального шовку, целюлозні електроізоляційні папери , картони, фібра, деревина та інші. Ці матеріали мають бути просочені лаками на основі натуральних смол або масляно-бітумних сумішей. До класу А відносятьсятакож лакотканини та лакочулки, лакопапір, ізоляція проводів марки ПЕЛ, гетинакс, текстоліт, пластмаси з органічним наповнювачем; при виготовленні їх застосовуються термореактивні смоли фенольноформальдегідного типу. До класу Е відносяться в основному нові синтетичні матеріали на основі поліетилентерефталатних волокон і плівок, часто в поєднанні з електрокартоном, целюлозним папером і тканинами, просочені лаками підвищеної нагрівостійкості. До класу Е відносяться також склолакоткані на масляних лаках, шаруваті пластики на основі целюлозних паперів і тканин, пластмаси з органічним наповнювачем на нагрівостійких лаках та ізоляція проводів марки ПЕВ. в тому числі з паперовою або тканинною підкладкою, азбестові волокнисті матеріали. Просочення цих матеріалів повинно проводитися нагрівостійкими бітумно-масляними або масляно-смоляними лаками. До цього ж класу ізоляції відносяться склолакоткані, просочені епоксидними або масляно-бітумними лаками, пластмаси з неорганічним наповнювачем на синтетичних смолах та інші матеріали. електродвигуна ізоляції обмоток легко руйнується. Так як вимірювання температури ізоляції пов'язане з великими труднощами, зазвичай визначають температуру провідників обмотки і магнітопроводу, що стикаються з ізоляцією. Тому ГОСТ 183-74 встановлює граничні перевищення температури цих частин електричної машини над температурою газоподібного охолоджуючого середовища під час роботи машини з постійним номінальним навантаженням. При цьому приймаються температурагазоподібного охолоджуючого середовища +40°С і висота над рівнем моря не більше 1000 м. Вказані в табл. 1 граничні перевищення температури відносяться до машин, призначених для тривалого номінального режиму роботи, для повторно-короткочасних номінальних режимів роботи і для номінальних режимів роботи, що перемежуються. Граничні перевищення температури частин електричних машин, що допускаються, для короткочасного номінального режиму роботи можуть бути вище вказаних на 10°С.

Таблиця 1 Граничні перевищення температури (°С) окремих частин асинхронних двигунів

Частини електричних машин

Ізоляційний матеріал класу

Вимірювання щодо зміни опору

Обмотки змінного струму машин потужністю менше 5000 кВА або з довжиною магнітопроводу менше 1 м.

Перевищення температури стрижневих обмоток роторів асинхронних машин допускаються за погодженням із замовником.

Перевищення температури дано з урахуванням способу вимірювання температури: зміни опору обмотки або термометром. Визначення температури обмотки зі зміни її опору дає значення температури, ближча до дійсної, ніж виміряне термометром, тому допускається перевищення температури при першому способі більше, ніж при другому. : у холодному стані при відомій температурі та у нагрітому стані при визначеній температурі ; тоді температура мідної обмотки в нагрітому стані вичіситься поформулі:

Підвищена напруга на затискачах електродвигуна призводить до збільшення магнітного потоку і відповідно до збільшення складової струму, що намагнічує, в обмотці статора. Збільшення магнітної індукції в магнитопроводе статора неминуче призводить до зростання магнітних втрат і підвищення температури цих частин машини, а збільшення струму викликає підвищення обмотки статора. Помилкове з'єднання фазних обмоток трикутником замість з'єднання зіркою викликає збільшення фазної напруги в 1,73 рази; при цьому відбувається настільки значне зростання намагнічуючої складової струму, що паже при відсутності навантаження струм в обмотці статора зазвичай перевищує номінальне значення. та правильність з'єднання фазних обмоток статора. Якщо можливо, слід встановити необхідну напругу перемикачем на первинній стороні трансформатора. Допустимі відхилення напруги згідно з ГОСТ 183-74 складають -5% і +10% номінального. Збільшення та зменшення частоти напруги мережі також викликають підвищене нагрівання електродвигуна при номінальному навантаженні, але це явище може мати місце лише в автономних установках. Допустиме відхилення частоти напруги згідно з ГОСТ 183-74 становить номінальною. Якщо одночасно напруга і частота не відповідають номінальним значенням, то сума їх відхилень (без урахування знака) не повинна перевищувати 10% і кожне з відхилень не перевищує допустимого для відповідної величини. Якщо навантаження електродвигуна не перевищує номінальну, режим роботи відповідає зазначеному на паспортному щитку, значеннянапруги та її частоти перебувають у допускових межах і спостерігається значне загальне нагрівання обмоток і магнитопровода, то ймовірна причина цього - недостатнє охолодження електродвигуна. Мала ефективність вентиляції може бути викликана: а) високою температурою повітря, що охолоджує; б) поганою тепловіддачею поверхонь, що охолоджуються; в) недостатньою кількістю охолоджуючого повітря. Висока температура охолоджуючого повітря (більше 40° С) може бути наслідком загальної високої температури повітря за технологічними або кліматичними умовами або малого обсягу і недостатньої вентиляції приміщення, в якому встановлений електродвигун. При невдалому розміщенні вхідних отворів в електродвигун може надходити повітря, нагріте двигуном, що охолоджується, або приводиться ним у обертання машиною (наприклад, компресором). Таке явище може бути і за відсутності повного поділу каналів для холодного і нагрітого повітря. При замкнутій системі вентиляції охолоджувальне повітря може мати високу температуру при малій витраті води через охолоджувач (менше 1 л/хв на 1 кВт втрат електродвигуна), або при температурі води вище +30° С. Перевірка температури охолоджуючого повітря може бути виконана термометром, встановленим біля входу повітря в електродвигун. При замкнутій системі вентиляції необхідно періодично перевіряти роботу індикаторів температури охолоджуючого повітря і положення засувок. Збільшенню товщини теплоізоляційного шару сприяє потрапляння в електродвигун олії з підшипників чи іншої рідини. Для запобігання цій причині підвищення температури обмоток тасердечника необхідно періодично очищати канали від пилу та продувати їх сухим повітрям. Напрямок струменя повітря повинен бути таким, щоб пил видалявся з електродвигуна, а не переміщався і ущільнювався всередині нього. Перша причина зазвичай з'являється в експлуатації внаслідок зменшення перерізу каналів, викликаного відкладенням пилу та дрібних волокон у них або засмічення фільтрів. У нововстановлених електродвигунах вхідні отвори можуть бути частково закриті фундаментом або повітропроводи можуть бути виконані з великою кількістю змін перерізу та поворотів. Зменшений тиск повітря, створюваний вентилятором з похилими лопатями, зазвичай викликається неправильним напрямом обертання; у цьому випадку необхідно замінити вентилятор, якщо не надається можливості змінити напрямок обертання електродвигуна.

Дивись ще по розділу на websor : НЕДОСТАТНИЙ МОМЕНТ ЕЛЕКТРОДВИГУНА, Що обертає,

ПІДВИЩЕНЕ НАГРІВАННЯ ЧАСТЕЙ ЕЛЕКТРОДВИГУНА