0.Uvod
Struja praznog hoda i gubitak kaveznog trofaznog asinkronog motora važni su parametri koji odražavaju učinkovitost i električnu izvedbu motora. To su pokazatelji podataka koji se mogu izravno mjeriti na mjestu uporabe nakon što je motor proizveden i popravljen. U određenoj mjeri odražava osnovne komponente motora – Razina procesa projektiranja i kvaliteta proizvodnje statora i rotora, struja praznog hoda izravno utječe na faktor snage motora; gubitak u praznom hodu usko je povezan s učinkovitošću motora i najintuitivnija je ispitna stavka za preliminarnu procjenu performansi motora prije nego što se motor službeno pusti u rad.
1.Čimbenici koji utječu na struju praznog hoda i gubitak motora
Struja praznog hoda trofaznog asinkronog motora tipa vjeverica uglavnom uključuje struju pobude i aktivnu struju u praznom hodu, od čega je oko 90% struja pobude, koja se koristi za stvaranje rotirajućeg magnetskog polja i smatra se reaktivnom strujom, koja utječe na faktor snage COSφ motora. Njegova veličina je povezana s naponom terminala motora i gustoćom magnetskog toka dizajna željezne jezgre; tijekom projektiranja, ako je gustoća magnetskog toka odabrana previsoka ili je napon viši od nazivnog napona kada motor radi, željezna jezgra će biti zasićena, struja pobude će se značajno povećati, a odgovarajuća prazna struja opterećenja je velika a faktor snage je nizak, pa je gubitak u praznom hodu velik.Preostalo10%je aktivna struja, koja se koristi za različite gubitke snage tijekom rada bez opterećenja i utječe na učinkovitost motora.Za motor s fiksnim poprečnim presjekom namota, struja praznog hoda motora je velika, aktivna struja koja može teći će se smanjiti, a kapacitet opterećenja motora će se smanjiti.Struja praznog hoda kaveznog trofaznog asinkronog motora općenito je30% do 70% nazivne struje, a gubitak je 3% do 8% nazivne snage. Među njima, gubitak bakra kod motora male snage čini veći udio, a gubitak željeza kod motora velike snage čini veći udio. viši.Gubitak u praznom hodu kod motora s velikim okvirom uglavnom je gubitak u jezgri, koji se sastoji od gubitka zbog histereze i gubitka zbog vrtložne struje.Gubitak zbog histereze proporcionalan je magnetski propusnom materijalu i kvadratu gustoće magnetskog toka. Gubitak vrtložne struje proporcionalan je kvadratu gustoće magnetskog toka, kvadratu debljine magnetski permeabilnog materijala, kvadratu frekvencije i magnetske permeabilnosti. Proporcionalno debljini materijala.Osim gubitaka u jezgri, postoje i gubici uzbudom i mehanički gubici.Kada motor ima veliki gubitak u praznom hodu, uzrok kvara motora može se pronaći iz sljedećih aspekata.1 ) Nepravilna montaža, nefleksibilna rotacija rotora, loša kvaliteta ležajeva, previše masti u ležajevima itd., uzrokuju pretjerane mehaničke gubitke zbog trenja. 2 ) Nepravilna uporaba velikog ventilatora ili ventilatora s mnogo lopatica povećat će trenje vjetra. 3) Kvaliteta silicij čeličnog lima željezne jezgre je loša. 4 ) Nedovoljna duljina jezgre ili neodgovarajuće laminiranje rezultira nedovoljnom efektivnom duljinom, što rezultira povećanim gubitkom odlutanja i gubitkom željeza. 5 ) Zbog visokog tlaka tijekom laminiranja, izolacijski sloj jezgre silikonskog čeličnog lima bio je zgnječen ili izolacijska izvedba izvornog izolacijskog sloja nije zadovoljila zahtjeve.
Jedan motor YZ250S-4/16-H, s električnim sustavom od 690V/50HZ, snage 30KW/14.5KW, i nazivne struje od 35.2A/58.1A. Nakon završetka prvog dizajna i montaže pristupilo se ispitivanju. 4-polna struja praznog hoda bila je 11,5 A, a gubitak je bio 1,6 KW, normalno. 16-polna struja praznog hoda je 56,5 A, a gubitak bez opterećenja je 35 KW. Utvrđeno je da je 16.polna struja praznog hoda je velika i gubitak praznog hoda je prevelik.Ovaj motor je sustav kratkotrajnog rada,trčanje na10/5 min.16-polni motor radi bez opterećenja oko1minuta. Motor se pregrijava i dimi.Motor je rastavljen i ponovno dizajniran, te ponovno testiran nakon sekundarnog dizajna.4-polna struja praznog hodaje 10.7Aa gubitak je1.4KW,što je normalno;16-polna struja praznog hoda je46Ai gubitak u praznom hoduje 18,2KW. Procjenjuje se da je struja praznog hoda velika, a gubitak bez opterećenja još uvijek prevelik. Provedeno je ispitivanje nazivnog opterećenja. Ulazna snaga bila je33,4KW, izlazna snagabila je 14,5KW, i radna strujabio je 52,3A, što je bilo manje od nazivne struje motoraod 58.1A. Ako se procjenjuje isključivo na temelju struje, kvalificirana je struja praznog hoda.Međutim, očito je da je gubitak u praznom hodu prevelik. Tijekom rada, ako se gubitak generiran tijekom rada motora pretvori u toplinsku energiju, temperatura svakog dijela motora će rasti vrlo brzo. Provedeno je ispitivanje rada bez opterećenja i motor se dimio nakon što je radio 2minuta.Nakon promjene dizajna po treći put, test je ponovljen.4-polna struja praznog hodabio je 10,5Aa gubitak je bio1,35 KW, što je bilo normalno;16-polna struja praznog hodabio je 30Ai gubitak u praznom hodubila je 11,3KW. Utvrđeno je da je struja praznog hoda premala, a gubitak praznog hoda još uvijek prevelik. , proveo je test rada bez opterećenja, a nakon radaza 3minuta, motor se pregrijao i dimio.Nakon redizajniranja izvršeno je ispitivanje.4- pol je u osnovi nepromijenjen,16-polna struja praznog hodaje 26A, i gubitak bez opterećenjaje 2360W. Procjenjuje se da je struja praznog hoda premala, gubitak praznog hoda normalan i16-pole trči za5minuta bez opterećenja, što je normalno.Može se vidjeti da gubitak u praznom hodu izravno utječe na porast temperature motora.
2.Glavni čimbenici utjecaja na gubitak motoričke jezgre
Kod niskonaponskih, visokonaponskih i visokonaponskih gubitaka motora, gubitak jezgre motora je ključni faktor koji utječe na učinkovitost. Gubici u jezgri motora uključuju osnovne gubitke u željezu uzrokovane promjenama u glavnom magnetskom polju u jezgri, dodatne (ili lutajuće) gubitkeu jezgri tijekom stanja praznog hoda,te curenje magnetskih polja i harmonika uzrokovanih radnom strujom statora ili rotora. Gubici uzrokovani magnetskim poljima u željeznoj jezgri.Osnovni gubici željeza nastaju zbog promjena u glavnom magnetskom polju u željeznoj jezgri.Ova promjena može biti izmjenične prirode magnetizacije, poput one koja se događa u zubima statora ili rotora motora; također može biti rotacijske prirode magnetizacije, poput onoga što se događa u željeznom jarmu statora ili rotora motora.Bilo da se radi o izmjeničnoj ili rotacijskoj magnetizaciji, u željeznoj jezgri bit će uzrokovana histereza i gubici vrtložne struje.Gubitak jezgre uglavnom ovisi o osnovnom gubitku željeza. Gubitak jezgre je velik, uglavnom zbog odstupanja materijala od dizajna ili mnogih nepovoljnih čimbenika u proizvodnji, što rezultira visokom gustoćom magnetskog toka, kratkim spojem između limova od silikonskog čelika i prikrivenim povećanjem debljine silikonskog čelika plahte. .Kvaliteta silikonskog čeličnog lima ne zadovoljava zahtjeve. Kao glavni magnetski vodljivi materijal motora, usklađenost performansi silikonskog čeličnog lima ima veliki utjecaj na performanse motora. Prilikom projektiranja uglavnom se osigurava da stupanj silikonskog čeličnog lima zadovoljava zahtjeve dizajna. Osim toga, ista klasa silikonskog čeličnog lima je od različitih proizvođača. Postoje određene razlike u svojstvima materijala. Prilikom odabira materijala, trebali biste se potruditi odabrati materijale dobrih proizvođača silikonskog čelika.Težina željezne jezgre je nedovoljna i komadi nisu zbijeni. Težina željezne jezgre je nedovoljna, što rezultira prekomjernom strujom i prekomjernim gubitkom željeza.Ako je silikonski čelični lim predebelo obojen, magnetski krug će biti prezasićen. U to će vrijeme krivulja odnosa između struje praznog hoda i napona biti ozbiljno zakrivljena.Tijekom proizvodnje i obrade željezne jezgre, orijentacija zrna površine za probijanje silikonskog čeličnog lima bit će oštećena, što će rezultirati povećanjem gubitka željeza pod istom magnetskom indukcijom. Za motore s promjenjivom frekvencijom moraju se uzeti u obzir i dodatni gubici u željezu uzrokovani harmonicima; to je ono što treba uzeti u obzir u procesu projektiranja. Svi čimbenici uzeti u obzir.drugo.Uz gore navedene čimbenike, projektirana vrijednost gubitka željeza motora treba se temeljiti na stvarnoj proizvodnji i obradi željezne jezgre i pokušati uskladiti teoretsku vrijednost sa stvarnom vrijednošću.Karakteristične krivulje koje pružaju općeniti dobavljači materijala mjere se prema Epsteinovoj metodi kvadratnog kruga, a smjerovi magnetizacije različitih dijelova motora su različiti. Ovaj poseban gubitak u rotacijskom željezu trenutno se ne može uzeti u obzir.To će dovesti do nedosljednosti između izračunatih vrijednosti i izmjerenih vrijednosti u različitim stupnjevima.
3.Utjecaj porasta temperature motora na strukturu izolacije
Proces grijanja i hlađenja motora je relativno složen, a porast njegove temperature mijenja se s vremenom u eksponencijalnoj krivulji.Kako bi se spriječilo da porast temperature motora premaši standardne zahtjeve, s jedne strane, smanjen je gubitak koji stvara motor; s druge strane, povećava se kapacitet disipacije topline motora.Kako se kapacitet jednog motora povećava iz dana u dan, poboljšanje sustava hlađenja i povećanje kapaciteta rasipanja topline postali su važne mjere za poboljšanje porasta temperature motora.
Kada motor radi pod nazivnim uvjetima dulje vrijeme i njegova temperatura dosegne stabilnost, dopuštena granična vrijednost porasta temperature svake komponente motora naziva se granica porasta temperature.Granica porasta temperature motora određena je nacionalnim standardima.Granica porasta temperature u osnovi ovisi o maksimalnoj temperaturi koju dopušta izolacijska struktura i temperaturi rashladnog medija, ali također je povezana s čimbenicima kao što su metoda mjerenja temperature, uvjeti prijenosa i rasipanja topline namota i intenzitet toka topline koji se smije generirati.Mehanička, električna, fizikalna i druga svojstva materijala korištenih u strukturi izolacije namota motora postupno će se pogoršavati pod utjecajem temperature. Kada temperatura poraste do određene razine, svojstva izolacijskog materijala pretrpjet će bitne promjene, pa čak i gubitak izolacijske sposobnosti.U elektrotehnici, izolacijske strukture ili izolacijski sustavi u motorima i električnim uređajima često se dijele u nekoliko stupnjeva otpornosti na toplinu prema njihovim ekstremnim temperaturama.Kada izolacijska struktura ili sustav radi na odgovarajućoj razini temperature dulje vrijeme, općenito neće proizvesti nepotrebne promjene performansi.Izolacijske strukture određenog stupnja otpornosti na toplinu ne moraju sve koristiti izolacijske materijale istog stupnja otpornosti na toplinu. Stupanj otpornosti na toplinu izolacijske konstrukcije sveobuhvatno se ocjenjuje provođenjem simulacijskih ispitivanja na modelu korištene konstrukcije.Izolacijska struktura radi na određenim ekstremnim temperaturama i može postići ekonomičan vijek trajanja.Teorijskim izvođenjem i praksom dokazano je da postoji eksponencijalni odnos između vijeka trajanja izolacijske konstrukcije i temperature, pa je ona vrlo osjetljiva na temperaturu.Za neke motore posebne namjene, ako se ne zahtijeva da njihov životni vijek bude jako dug, kako bi se smanjila veličina motora, dopuštena granična temperatura motora može se povećati na temelju iskustva ili podataka ispitivanja.Iako temperatura rashladnog medija varira ovisno o rashladnom sustavu i rashladnom mediju koji se koristi, za različite rashladne sustave koji se trenutno koriste, temperatura rashladnog medija u osnovi ovisi o atmosferskoj temperaturi i brojčano je jednaka atmosferskoj temperaturi. Otprilike isto.Različite metode mjerenja temperature rezultirat će različitim razlikama između izmjerene temperature i temperature najtoplijeg mjesta u komponenti koja se mjeri. Temperatura najtoplijeg mjesta u komponenti koja se mjeri ključna je za procjenu može li motor sigurno raditi dugo vremena.U nekim posebnim slučajevima, granica porasta temperature namota motora često nije u potpunosti određena maksimalnom dopuštenom temperaturom korištene izolacijske strukture, već se moraju uzeti u obzir i drugi čimbenici.Daljnje povećanje temperature namota motora općenito znači povećanje gubitaka motora i smanjenje učinkovitosti.Povećanje temperature namota uzrokovat će povećanje toplinskog naprezanja u materijalima nekih povezanih dijelova.Drugi, kao što su dielektrična svojstva izolacije i mehanička čvrstoća metalnih materijala vodiča, imat će štetne učinke; može uzrokovati poteškoće u radu sustava za podmazivanje ležaja.Stoga, iako neki namoti motora trenutačno prihvaćaju ClassF ili izolacijske strukture klase H, njihove granice porasta temperature još uvijek su u skladu s propisima klase B. Ovo ne samo da uzima u obzir neke od gore navedenih čimbenika, već također povećava pouzdanost motora tijekom uporabe. To je korisnije i može produžiti životni vijek motora.
4.u zaključku
Struja praznog hoda i gubitak praznog hoda kaveznog trofaznog asinkronog motora u određenoj mjeri odražavaju porast temperature, učinkovitost, faktor snage, sposobnost pokretanja i druge glavne pokazatelje učinka motora. Bez obzira je li kvalificiran ili ne, to izravno utječe na performanse motora.Osoblje laboratorija za održavanje trebalo bi ovladati pravilima ograničenja, osigurati da kvalificirani motori napuste tvornicu, donositi prosudbe o nekvalificiranim motorima i obavljati popravke kako bi osigurali da pokazatelji učinka motora zadovoljavaju zahtjeve standarda proizvoda.a
Vrijeme objave: 16. studenoga 2023