0.Introducción
La corriente sin carga y la pérdida de un motor asíncrono trifásico tipo jaula son parámetros importantes que reflejan la eficiencia y el rendimiento eléctrico del motor. Son indicadores de datos que se pueden medir directamente en el lugar de uso después de fabricar y reparar el motor. Refleja los componentes centrales del motor hasta cierto punto: el nivel del proceso de diseño y la calidad de fabricación del estator y el rotor, la corriente sin carga afecta directamente el factor de potencia del motor; la pérdida sin carga está estrechamente relacionada con la eficiencia del motor y es el elemento de prueba más intuitivo para la evaluación preliminar del rendimiento del motor antes de que se ponga oficialmente en funcionamiento.
1.Factores que afectan la corriente sin carga y la pérdida del motor.
La corriente sin carga de un motor asíncrono trifásico tipo ardilla incluye principalmente la corriente de excitación y la corriente activa sin carga, de las cuales aproximadamente el 90% es la corriente de excitación, que se utiliza para generar un campo magnético giratorio y es considerada como una corriente reactiva, que afecta el factor de potencia COSφ del motor. Su tamaño está relacionado con el voltaje del terminal del motor y la densidad de flujo magnético del diseño del núcleo de hierro; Durante el diseño, si la densidad de flujo magnético se selecciona demasiado alta o el voltaje es mayor que el voltaje nominal cuando el motor está en funcionamiento, el núcleo de hierro se saturará, la corriente de excitación aumentará significativamente y el correspondiente vacío La corriente de carga es grande y el factor de potencia es bajo, por lo que la pérdida sin carga es grande.El restante10%es la corriente activa, que se utiliza para diversas pérdidas de energía durante el funcionamiento sin carga y afecta la eficiencia del motor.Para un motor con una sección transversal de devanado fija, la corriente sin carga del motor es grande, la corriente activa permitida para fluir se reducirá y la capacidad de carga del motor se reducirá.La corriente sin carga de un motor asíncrono trifásico tipo jaula es generalmenteDel 30% al 70% de la corriente nominal y la pérdida es del 3% al 8% de la potencia nominal.. Entre ellos, la pérdida de cobre de los motores de pequeña potencia representa una proporción mayor y la pérdida de hierro de los motores de alta potencia representa una proporción mayor. más alto.La pérdida sin carga de los motores de gran tamaño es principalmente pérdida del núcleo, que consiste en pérdida por histéresis y pérdida por corrientes parásitas.La pérdida por histéresis es proporcional al material magnético permeable y al cuadrado de la densidad del flujo magnético. La pérdida por corrientes parásitas es proporcional al cuadrado de la densidad del flujo magnético, al cuadrado del espesor del material permeable magnético, al cuadrado de la frecuencia y a la permeabilidad magnética. Proporcional al espesor del material.Además de las pérdidas en el núcleo, también existen pérdidas por excitación y pérdidas mecánicas.Cuando el motor tiene una gran pérdida sin carga, la causa de la falla del motor se puede encontrar a partir de los siguientes aspectos.1 ) Un montaje inadecuado, una rotación inflexible del rotor, una mala calidad de los rodamientos, demasiada grasa en los rodamientos, etc., provocan una pérdida excesiva por fricción mecánica. 2 ) El uso incorrecto de un ventilador grande o con muchas aspas aumentará la fricción del viento. 3) La calidad de la chapa de acero al silicio con núcleo de hierro es mala. 4 ) Una longitud insuficiente del núcleo o una laminación inadecuada dan como resultado una longitud efectiva insuficiente, lo que resulta en una mayor pérdida perdida y de hierro. 5) Debido a la alta presión durante la laminación, la capa aislante de la lámina de acero al silicio con núcleo se aplastó o el rendimiento del aislamiento de la capa aislante original no cumplió con los requisitos.
Un motor YZ250S-4/16-H, con un sistema eléctrico de 690V/50HZ, una potencia de 30KW/14,5KW y una corriente nominal de 35,2A/58,1A. Una vez completado el primer diseño y montaje, se llevó a cabo la prueba. La corriente sin carga de 4 polos fue de 11,5 A y la pérdida fue de 1,6 KW, normal. La corriente sin carga de 16 polos es 56,5 A y la pérdida sin carga es 35 KW. Se determina que el 16-La corriente sin carga del polo es grande y la pérdida sin carga es demasiado grande.Este motor es un sistema de trabajo de corta duración,corriendo en10/5min.El 16-El motor de polo funciona sin carga durante aproximadamente1minuto. El motor se sobrecalienta y echa humo.El motor fue desmontado, rediseñado y probado nuevamente después del diseño secundario.los 4-corriente sin carga de poloses 10.7Ay la perdida es1,4 KW,lo cual es normal;el 16-la corriente sin carga de polos es46Ay la pérdida sin cargaes 18.2KW. Se considera que la corriente sin carga es grande y sin carga La pérdida sigue siendo demasiado grande. Se realizó una prueba de carga nominal. La potencia de entrada fue33,4 KW, la potencia de salidaera 14,5 KW, y la corriente de funcionamientoera 52.3A, que era menor que la corriente nominal del motorde 58.1A. Si se evaluó únicamente en función de la corriente, se calificó la corriente sin carga.Sin embargo, es obvio que la pérdida sin carga es demasiado grande. Durante el funcionamiento, si la pérdida generada cuando el motor está en funcionamiento se convierte en energía térmica, la temperatura de cada parte del motor aumentará muy rápidamente. Se realizó una prueba de funcionamiento sin carga y el motor emitió humo después de funcionar durante 2minutos.Después de cambiar el diseño por tercera vez, se repitió la prueba.El 4-corriente sin carga del poloera 10.5Ay la perdida fue1,35 KW, lo cual era normal;el 16-corriente sin carga de polosera 30Ay la pérdida sin cargaera 11,3 KW. Se determinó que la corriente sin carga era demasiado pequeña y la pérdida sin carga aún era demasiado grande. , realizó una prueba de funcionamiento sin carga y después de ejecutarpor 3Minutos, el motor se sobrecalentó y humeó.Después del rediseño, se llevó a cabo la prueba.los 4-el polo permanece básicamente sin cambios,el 16-corriente sin carga de poloses 26A, y la pérdida sin cargaes 2360W. Se considera que la corriente sin carga es demasiado pequeña, la pérdida sin carga es normal yel 16-corridas por pole para5Minutos sin carga, lo cual es normal.Se puede ver que la pérdida sin carga afecta directamente el aumento de temperatura del motor.
2.Principales factores que influyen en la pérdida del núcleo del motor.
En las pérdidas de motores de bajo voltaje, alta potencia y alto voltaje, la pérdida del núcleo del motor es un factor clave que afecta la eficiencia. Las pérdidas del núcleo del motor incluyen pérdidas básicas de hierro causadas por cambios en el campo magnético principal en el núcleo, pérdidas adicionales (o perdidas)en el núcleo durante condiciones sin carga,y campos magnéticos de fuga y armónicos causados por la corriente de trabajo del estator o rotor. Pérdidas provocadas por campos magnéticos en el núcleo de hierro.Las pérdidas básicas del hierro se producen debido a cambios en el campo magnético principal del núcleo de hierro.Este cambio puede ser de naturaleza de magnetización alterna, como lo que ocurre en los dientes del estator o del rotor de un motor; también puede ser de naturaleza de magnetización rotacional, como lo que ocurre en el yugo de hierro del estator o del rotor de un motor.Ya sea que se trate de magnetización alterna o magnetización rotacional, se producirán histéresis y pérdidas por corrientes parásitas en el núcleo de hierro.La pérdida del núcleo depende principalmente de la pérdida básica de hierro. La pérdida del núcleo es grande, principalmente debido a la desviación del material respecto al diseño o a muchos factores desfavorables en la producción, lo que resulta en una alta densidad de flujo magnético, un cortocircuito entre las láminas de acero al silicio y un aumento encubierto en el espesor del acero al silicio. hojas. .La calidad de la chapa de acero al silicio no cumple los requisitos. Como principal material conductor magnético del motor, el cumplimiento del rendimiento de la lámina de acero al silicio tiene un gran impacto en el rendimiento del motor. Al diseñar, se garantiza principalmente que el grado de la lámina de acero al silicio cumpla con los requisitos de diseño. Además, el mismo grado de chapa de acero al silicio proviene de diferentes fabricantes. Existen ciertas diferencias en las propiedades de los materiales. Al seleccionar materiales, debe hacer todo lo posible para elegir materiales de buenos fabricantes de acero al silicio.El peso del núcleo de hierro es insuficiente y las piezas no quedan compactadas. El peso del núcleo de hierro es insuficiente, lo que provoca una corriente excesiva y una pérdida excesiva de hierro.Si la chapa de acero al silicio se pinta demasiado gruesa, el circuito magnético se sobresaturará. En este momento, la curva de relación entre la corriente sin carga y el voltaje se verá seriamente alterada.Durante la producción y procesamiento del núcleo de hierro, la orientación del grano de la superficie de perforación de la lámina de acero al silicio se dañará, lo que provocará un aumento en la pérdida de hierro bajo la misma inducción magnética. Para motores de frecuencia variable, también se deben tener en cuenta las pérdidas adicionales en el hierro causadas por armónicos; esto es lo que se debe considerar en el proceso de diseño. Todos los factores considerados.otro.Además de los factores anteriores, el valor de diseño de la pérdida de hierro del motor debe basarse en la producción y el procesamiento reales del núcleo de hierro y tratar de hacer coincidir el valor teórico con el valor real.Las curvas características proporcionadas por los proveedores de materiales generales se miden según el método del círculo cuadrado de Epstein y las direcciones de magnetización de las diferentes partes del motor son diferentes. Actualmente, esta pérdida especial del hierro giratorio no se puede tener en cuenta.Esto dará lugar a inconsistencias en diversos grados entre los valores calculados y los valores medidos.
3.Efecto del aumento de temperatura del motor en la estructura del aislamiento.
El proceso de calentamiento y enfriamiento del motor es relativamente complejo y su aumento de temperatura cambia con el tiempo en una curva exponencial.Para evitar que el aumento de temperatura del motor exceda los requisitos estándar, por un lado, se reduce la pérdida generada por el motor; por otro lado, aumenta la capacidad de disipación de calor del motor.A medida que la capacidad de un solo motor aumenta día a día, mejorar el sistema de refrigeración y aumentar la capacidad de disipación de calor se han convertido en medidas importantes para mejorar el aumento de temperatura del motor.
Cuando el motor funciona en condiciones nominales durante un tiempo prolongado y su temperatura alcanza la estabilidad, el valor límite permitido del aumento de temperatura de cada componente del motor se denomina límite de aumento de temperatura.El límite de aumento de temperatura del motor ha sido estipulado en las normas nacionales.El límite de aumento de temperatura depende básicamente de la temperatura máxima permitida por la estructura de aislamiento y la temperatura del medio de enfriamiento, pero también está relacionado con factores como el método de medición de temperatura, las condiciones de transferencia y disipación de calor del devanado, y la Intensidad del flujo de calor que se permite generar.Las propiedades mecánicas, eléctricas, físicas y de otro tipo de los materiales utilizados en la estructura de aislamiento del devanado del motor se deteriorarán gradualmente bajo la influencia de la temperatura. Cuando la temperatura aumenta a un cierto nivel, las propiedades del material aislante sufrirán cambios esenciales e incluso pérdida de capacidad aislante.En la tecnología eléctrica, las estructuras aislantes o los sistemas de aislamiento de motores y aparatos eléctricos se dividen a menudo en varios grados resistentes al calor según sus temperaturas extremas.Cuando una estructura o sistema de aislamiento funciona a un nivel de temperatura correspondiente durante un tiempo prolongado, generalmente no producirá cambios indebidos en el rendimiento.Es posible que no todas las estructuras aislantes de un determinado grado resistente al calor utilicen materiales aislantes del mismo grado resistente al calor. El grado de resistencia al calor de la estructura aislante se evalúa exhaustivamente mediante la realización de pruebas de simulación en el modelo de la estructura utilizada.La estructura aislante funciona bajo temperaturas extremas específicas y puede lograr una vida útil económica.La derivación teórica y la práctica han demostrado que existe una relación exponencial entre la vida útil de la estructura aislante y la temperatura, por lo que es muy sensible a la temperatura.Para algunos motores para fines especiales, si no se requiere que su vida útil sea muy larga, para reducir el tamaño del motor, la temperatura límite permitida del motor se puede aumentar según la experiencia o los datos de prueba.Aunque la temperatura del medio de enfriamiento varía con el sistema de enfriamiento y el medio de enfriamiento utilizado, para varios sistemas de enfriamiento utilizados actualmente, la temperatura del medio de enfriamiento depende básicamente de la temperatura atmosférica y es numéricamente la misma que la temperatura atmosférica. Casi lo mismo.Diferentes métodos de medición de temperatura darán como resultado diferentes diferencias entre la temperatura medida y la temperatura del punto más caliente del componente que se está midiendo. La temperatura del punto más caliente del componente que se mide es la clave para juzgar si el motor puede funcionar de forma segura durante mucho tiempo.En algunos casos especiales, el límite de aumento de temperatura del devanado del motor a menudo no está completamente determinado por la temperatura máxima permitida de la estructura de aislamiento utilizada, pero también se deben considerar otros factores.Un aumento adicional de la temperatura de los devanados del motor generalmente significa un aumento de las pérdidas del motor y una disminución de la eficiencia.El aumento de la temperatura del devanado provocará un aumento del estrés térmico en los materiales de algunas piezas relacionadas.Otros, como las propiedades dieléctricas del aislamiento y la resistencia mecánica de los materiales metálicos conductores, tendrán efectos adversos; puede causar dificultades en el funcionamiento del sistema de lubricación de rodamientos.Por lo tanto, aunque algunos devanados de motor actualmente adoptan ClasePara estructuras de aislamiento Clase H, sus límites de aumento de temperatura aún están de acuerdo con las regulaciones de Clase B. Esto no sólo tiene en cuenta algunos de los factores anteriores, sino que también aumenta la fiabilidad del motor durante el uso. Es más beneficioso y puede prolongar la vida útil del motor.
4.en conclusión
La corriente sin carga y la pérdida sin carga del motor asíncrono trifásico de jaula reflejan el aumento de temperatura, la eficiencia, el factor de potencia, la capacidad de arranque y otros indicadores principales de rendimiento del motor hasta cierto punto. Si está calificado o no, afecta directamente el rendimiento del motor.El personal del laboratorio de mantenimiento debe dominar las reglas de límites, asegurarse de que los motores calificados salgan de fábrica, emitir juicios sobre motores no calificados y realizar reparaciones para garantizar que los indicadores de rendimiento de los motores cumplan con los requisitos de las normas del producto.a
Hora de publicación: 16 de noviembre de 2023