La relació entre el corrent sense càrrega, la pèrdua i l'augment de temperatura del motor asíncron trifàsic

0.Introducció

El corrent sense càrrega i la pèrdua d'un motor asíncron trifàsic de tipus gàbia són paràmetres importants que reflecteixen l'eficiència i el rendiment elèctric del motor. Són indicadors de dades que es poden mesurar directament al lloc d'ús després de fabricar i reparar el motor. Reflecteix els components bàsics del motor fins a cert punt: el nivell del procés de disseny i la qualitat de fabricació de l'estator i el rotor, el corrent sense càrrega afecta directament el factor de potència del motor; la pèrdua sense càrrega està estretament relacionada amb l'eficiència del motor i és l'element de prova més intuïtiu per a l'avaluació preliminar del rendiment del motor abans que el motor entri en funcionament oficialment.

1.Factors que afecten el corrent sense càrrega i la pèrdua del motor

El corrent sense càrrega d'un motor asíncron trifàsic de tipus esquirol inclou principalment el corrent d'excitació i el corrent actiu sense càrrega, dels quals aproximadament el 90% és el corrent d'excitació, que s'utilitza per generar un camp magnètic giratori i és considerat com un corrent reactiu, que afecta el factor de potència COSφ del motor. La seva mida està relacionada amb la tensió del terminal del motor i la densitat de flux magnètic del disseny del nucli de ferro; durant el disseny, si la densitat de flux magnètic es selecciona massa alta o la tensió és superior a la tensió nominal quan el motor està en marxa, el nucli de ferro es saturarà, el corrent d'excitació augmentarà significativament i el buit corresponent El corrent de càrrega és gran i el factor de potència és baix, de manera que la pèrdua sense càrrega és gran.La resta10%és el corrent actiu, que s'utilitza per a diverses pèrdues de potència durant el funcionament sense càrrega i afecta l'eficiència del motor.Per a un motor amb una secció de bobinatge fixa, el corrent sense càrrega del motor és gran, es reduirà el corrent actiu que es permetrà fluir i es reduirà la capacitat de càrrega del motor.El corrent sense càrrega d'un motor asíncron trifàsic de tipus gàbia és generalmentDel 30% al 70% del corrent nominal, i la pèrdua és del 3% al 8% de la potència nominal. Entre ells, la pèrdua de coure dels motors de petita potència representa una proporció més gran, i la pèrdua de ferro dels motors de gran potència representa una proporció més gran. més alt.La pèrdua sense càrrega dels motors de gran mida de bastidor és principalment la pèrdua del nucli, que consisteix en la pèrdua d'histèresi i la pèrdua de corrent de Foucault.La pèrdua d'histèresi és proporcional al material permeable magnètic i al quadrat de la densitat de flux magnètic. La pèrdua de corrent de Foucault és proporcional al quadrat de la densitat del flux magnètic, al quadrat del gruix del material permeable magnètic, al quadrat de la freqüència i a la permeabilitat magnètica. Proporcional al gruix del material.A més de les pèrdues del nucli, també hi ha pèrdues d'excitació i pèrdues mecàniques.Quan el motor té una gran pèrdua sense càrrega, la causa de la fallada del motor es pot trobar a partir dels aspectes següents.1) El muntatge inadequat, la rotació del rotor inflexible, la mala qualitat dels coixinets, massa greix als coixinets, etc., provoquen una pèrdua de fricció mecànica excessiva. 2) L'ús incorrecte d'un ventilador gran o amb moltes pales augmentarà la fricció del vent. 3) La qualitat de la xapa d'acer de silici amb nucli de ferro és deficient. 4) La longitud insuficient del nucli o la laminació inadequada provoca una longitud efectiva insuficient, el que resulta en una major pèrdua perifèrica i pèrdua de ferro. 5) A causa de l'alta pressió durant la laminació, la capa d'aïllament de la làmina d'acer de silici del nucli es va aixafar o el rendiment d'aïllament de la capa d'aïllament original no va complir els requisits.

Un motor YZ250S-4/16-H, amb un sistema elèctric de 690V/50HZ, una potència de 30KW/14,5KW i un corrent nominal de 35,2A/58,1A. Un cop finalitzat el primer disseny i muntatge, es va realitzar la prova. El corrent sense càrrega de 4 pols era de 11,5 A i la pèrdua era d'1,6 kW, normal. El corrent sense càrrega de 16 pols és de 56,5 A i la pèrdua sense càrrega és de 35 kW. Es determina que el 16-El corrent sense càrrega del pol és gran i la pèrdua sense càrrega és massa gran.Aquest motor és un sistema de treball de curta durada,corrent a10/5min.El 16-el motor del pal funciona sense càrrega durant aproximadament1minut. El motor es sobreescalfa i fa fum.El motor es va desmuntar i redissenyar, i es va tornar a provar després del disseny secundari.El 4-Corrent sense càrrega del polés 10,7Ai la pèrdua és1,4 kW,que és normal;el 16-pol corrent sense càrrega és46Ai la pèrdua sense càrregaés de 18,2 kW. Es considera que el corrent sense càrrega és gran i sense càrrega La pèrdua encara és massa gran. Es va realitzar una prova de càrrega nominal. La potència d'entrada era33,4 kW, la potència de sortidaera de 14,5 kW, i el corrent de funcionamentera 52,3A, que era inferior al corrent nominal del motorde 58.1A. Si s'avaluava únicament en funció del corrent, es va qualificar el corrent sense càrrega.Tanmateix, és obvi que la pèrdua sense càrrega és massa gran. Durant el funcionament, si la pèrdua generada quan el motor està en marxa es converteix en energia tèrmica, la temperatura de cada part del motor augmentarà molt ràpidament. Es va realitzar una prova de funcionament sense càrrega i el motor va fumar després de funcionar durant 2minuts.Després de canviar el disseny per tercera vegada, es va repetir la prova.El 4-corrent sense càrrega del polera de 10,5 Ai la pèrdua va ser1,35 kW, que era normal;el 16-Corrent sense càrrega del polera de 30Ai la pèrdua sense càrregaera d'11,3 kW. Es va determinar que el corrent sense càrrega era massa petit i la pèrdua sense càrrega encara era massa gran. , va realitzar una prova de funcionament sense càrrega i després de córrerper 3minuts, el motor es va sobreescalfar i va fumar.Després del redisseny, es va dur a terme la prova.El 4-el pol no ha canviat bàsicament,el 16-Corrent sense càrrega del polés 26A, i la pèrdua sense càrregaés de 2360 W. Es considera que el corrent sense càrrega és massa petit, la pèrdua sense càrrega és normal iel 16-pol corre per5minuts sense càrrega, que és normal.Es pot veure que la pèrdua sense càrrega afecta directament l'augment de temperatura del motor.

2.Principals factors que influeixen en la pèrdua del nucli motor

En pèrdues de motor de baixa tensió, alta potència i alta tensió, la pèrdua del nucli del motor és un factor clau que afecta l'eficiència. Les pèrdues del nucli del motor inclouen pèrdues bàsiques de ferro causades per canvis en el camp magnètic principal del nucli, pèrdues addicionals (o perdudes).al nucli en condicions sense càrrega,i camps magnètics i harmònics de fuga causats pel corrent de treball de l'estator o rotor. Pèrdues causades pels camps magnètics al nucli de ferro.Les pèrdues bàsiques de ferro es produeixen a causa dels canvis en el camp magnètic principal del nucli de ferro.Aquest canvi pot ser de naturalesa de magnetització alterna, com el que passa a les dents de l'estator o del rotor d'un motor; també pot ser de naturalesa de magnetització rotacional, com el que passa al jou de ferro de l'estator o del rotor d'un motor.Tant si es tracta de magnetització alternada com de magnetització rotacional, es produiran pèrdues per histèresi i corrents de Foucault al nucli de ferro.La pèrdua del nucli depèn principalment de la pèrdua bàsica de ferro. La pèrdua del nucli és gran, principalment a causa de la desviació del material respecte al disseny o de molts factors desfavorables en la producció, el que resulta en una alta densitat de flux magnètic, curtcircuit entre les làmines d'acer al silici i un augment dissimulat del gruix de l'acer al silici. llençols. .La qualitat de la xapa d'acer al silici no compleix els requisits. Com a principal material conductor magnètic del motor, el compliment del rendiment de la xapa d'acer al silici té un gran impacte en el rendiment del motor. Quan es dissenya, s'assegura principalment que el grau de la xapa d'acer al silici compleixi els requisits de disseny. A més, el mateix grau de xapa d'acer al silici és de diferents fabricants. Hi ha certes diferències en les propietats dels materials. En seleccionar materials, hauríeu de fer tot el possible per triar materials de bons fabricants d'acer al silici.El pes del nucli de ferro és insuficient i les peces no estan compactades. El pes del nucli de ferro és insuficient, donant lloc a un corrent excessiu i una pèrdua excessiva de ferro.Si la xapa d'acer de silici està pintada massa gruixuda, el circuit magnètic estarà sobresaturat. En aquest moment, la corba de relació entre el corrent sense càrrega i la tensió es doblegarà seriosament.Durant la producció i el processament del nucli de ferro, l'orientació del gra de la superfície de perforació de la xapa d'acer al silici es veurà danyada, donant lloc a un augment de la pèrdua de ferro sota la mateixa inducció magnètica. Per als motors de freqüència variable, també s'han de tenir en compte les pèrdues addicionals de ferro causades per harmònics; això és el que s'ha de tenir en compte en el procés de disseny. Tots els factors considerats.altres.A més dels factors anteriors, el valor de disseny de la pèrdua de ferro del motor s'ha de basar en la producció i el processament reals del nucli de ferro i intentar fer coincidir el valor teòric amb el valor real.Les corbes característiques proporcionades pels proveïdors de materials generals es mesuren segons el mètode del cercle quadrat d'Epstein i les direccions de magnetització de diferents parts del motor són diferents. Aquesta pèrdua especial de ferro en rotació no es pot tenir en compte actualment.Això comportarà inconsistències entre els valors calculats i els valors mesurats en diferents graus.

3.Efecte de l'augment de la temperatura del motor sobre l'estructura d'aïllament

El procés d'escalfament i refrigeració del motor és relativament complex, i el seu augment de temperatura canvia amb el temps en una corba exponencial.Per evitar que l'augment de temperatura del motor superi els requisits estàndard, d'una banda, es redueix la pèrdua generada pel motor; d'altra banda, s'incrementa la capacitat de dissipació de calor del motor.A mesura que la capacitat d'un sol motor augmenta dia a dia, la millora del sistema de refrigeració i l'augment de la capacitat de dissipació de calor s'han convertit en mesures importants per millorar l'augment de la temperatura del motor.

Quan el motor funciona en condicions nominals durant molt de temps i la seva temperatura arriba a l'estabilitat, el valor límit admissible de l'augment de temperatura de cada component del motor s'anomena límit d'augment de temperatura.El límit d'augment de temperatura del motor s'ha estipulat a les normes nacionals.El límit d'augment de temperatura depèn bàsicament de la temperatura màxima permesa per l'estructura d'aïllament i la temperatura del medi de refrigeració, però també està relacionat amb factors com el mètode de mesura de la temperatura, la transferència de calor i les condicions de dissipació de calor del bobinatge i el la intensitat del flux de calor que es permet generar.Les propietats mecàniques, elèctriques, físiques i altres dels materials utilitzats en l'estructura d'aïllament del bobinat del motor es deterioraran gradualment sota la influència de la temperatura. Quan la temperatura augmenta fins a un cert nivell, les propietats del material aïllant patiran canvis essencials, i fins i tot la pèrdua de la capacitat d'aïllament.En tecnologia elèctrica, les estructures d'aïllament o sistemes d'aïllament en motors i aparells elèctrics sovint es divideixen en diversos graus resistents a la calor segons les seves temperatures extremes.Quan una estructura o sistema d'aïllament funciona a un nivell de temperatura corresponent durant molt de temps, generalment no produirà canvis de rendiment indeguts.És possible que no totes les estructures aïllants d'un cert grau resistent a la calor utilitzin materials d'aïllament del mateix grau resistent a la calor. El grau de resistència a la calor de l'estructura d'aïllament s'avalua exhaustivament mitjançant la realització de proves de simulació sobre el model de l'estructura utilitzada.L'estructura aïllant funciona sota temperatures extremes especificades i pot aconseguir una vida útil econòmica.La derivació teòrica i la pràctica han demostrat que hi ha una relació exponencial entre la vida útil de l'estructura d'aïllament i la temperatura, per la qual cosa és molt sensible a la temperatura.Per a alguns motors especials, si no cal que la seva vida útil sigui molt llarga, per reduir la mida del motor, la temperatura límit permesa del motor es pot augmentar segons l'experiència o les dades de prova.Tot i que la temperatura del medi de refrigeració varia segons el sistema de refrigeració i el medi de refrigeració utilitzat, per a diversos sistemes de refrigeració utilitzats actualment, la temperatura del medi de refrigeració depèn bàsicament de la temperatura atmosfèrica i és numèricament la mateixa que la temperatura atmosfèrica. Molt igual.Els diferents mètodes de mesura de la temperatura donaran lloc a diferents diferències entre la temperatura mesurada i la temperatura del punt més calent del component que es mesura. La temperatura del punt més calent del component que es mesura és la clau per jutjar si el motor pot funcionar amb seguretat durant molt de temps.En alguns casos especials, el límit d'augment de temperatura del bobinatge del motor sovint no està totalment determinat per la temperatura màxima permesa de l'estructura d'aïllament utilitzada, però també s'han de tenir en compte altres factors.L'augment de la temperatura dels bobinatges del motor generalment significa un augment de les pèrdues del motor i una disminució de l'eficiència.L'augment de la temperatura del bobinat provocarà un augment de l'estrès tèrmic en els materials d'algunes parts relacionades.Altres, com ara les propietats dielèctriques de l'aïllament i la resistència mecànica dels materials metàl·lics conductors, tindran efectes adversos; pot causar dificultats en el funcionament del sistema de lubricació dels coixinets.Per tant, encara que alguns bobinatges del motor actualment adopten ClassPer a les estructures d'aïllament de classe H, els seus límits d'augment de temperatura segueixen d'acord amb les normatives de classe B. Això no només té en compte alguns dels factors anteriors, sinó que també augmenta la fiabilitat del motor durant l'ús. És més beneficiós i pot allargar la vida útil del motor.

4.en conclusió

El corrent sense càrrega i la pèrdua sense càrrega del motor asíncron trifàsic de la gàbia reflecteixen fins a cert punt l'augment de la temperatura, l'eficiència, el factor de potència, la capacitat d'arrencada i altres indicadors principals de rendiment del motor. Que estigui qualificat o no afecta directament el rendiment del motor.El personal del laboratori de manteniment ha de dominar les regles de límit, assegurar-se que els motors qualificats surten de la fàbrica, fer judicis sobre motors no qualificats i realitzar reparacions per assegurar-se que els indicadors de rendiment dels motors compleixen els requisits dels estàndards de producte.