थ्री-फेज असिंक्रोनस मोटरचे नो-लोड करंट, तोटा आणि तापमान वाढ यांच्यातील संबंध

0.परिचय

पिंजरा-प्रकार थ्री-फेज असिंक्रोनस मोटरचा नो-लोड करंट आणि तोटा हे महत्त्वाचे पॅरामीटर्स आहेत जे मोटरची कार्यक्षमता आणि विद्युत कार्यप्रदर्शन प्रतिबिंबित करतात. ते डेटा निर्देशक आहेत जे मोटर तयार केल्यानंतर आणि दुरुस्त केल्यानंतर थेट वापराच्या ठिकाणी मोजले जाऊ शकतात. हे एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत मोटरचे मुख्य घटक प्रतिबिंबित करते - स्टेटर आणि रोटरची डिझाइन प्रक्रिया पातळी आणि उत्पादन गुणवत्ता, नो-लोड करंट थेट मोटरच्या पॉवर फॅक्टरवर परिणाम करते; नो-लोड लॉस मोटरच्या कार्यक्षमतेशी जवळून संबंधित आहे आणि मोटर अधिकृतपणे कार्यान्वित होण्यापूर्वी मोटर कामगिरीचे प्राथमिक मूल्यांकन करण्यासाठी सर्वात अंतर्ज्ञानी चाचणी आयटम आहे.

1.नो-लोड करंट आणि मोटरचे नुकसान प्रभावित करणारे घटक

गिलहरी-प्रकारच्या थ्री-फेज असिंक्रोनस मोटरच्या नो-लोड करंटमध्ये प्रामुख्याने उत्तेजना प्रवाह आणि नो-लोडवर सक्रिय प्रवाह समाविष्ट असतो, त्यापैकी सुमारे 90% उत्तेजित प्रवाह असतो, जो फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करण्यासाठी वापरला जातो आणि प्रतिक्रियाशील प्रवाह म्हणून ओळखले जाते, जे पॉवर फॅक्टर COS ला प्रभावित करतेमोटरचा φ. त्याचा आकार मोटर टर्मिनल व्होल्टेज आणि लोह कोर डिझाइनच्या चुंबकीय प्रवाह घनतेशी संबंधित आहे; डिझाइन दरम्यान, जर चुंबकीय प्रवाह घनता खूप जास्त निवडली गेली असेल किंवा मोटर चालू असताना व्होल्टेज रेट केलेल्या व्होल्टेजपेक्षा जास्त असेल तर, लोखंडी कोर संतृप्त होईल, उत्तेजित प्रवाह लक्षणीय वाढेल आणि संबंधित रिकामा लोड करंट मोठा असेल आणि पॉवर फॅक्टर कमी आहे, त्यामुळे नो-लोड लॉस मोठा आहे.बाकी10%सक्रिय करंट आहे, जो नो-लोड ऑपरेशन दरम्यान विविध पॉवर लॉससाठी वापरला जातो आणि मोटरच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करतो.निश्चित विंडिंग क्रॉस-सेक्शन असलेल्या मोटरसाठी, मोटरचा नो-लोड करंट मोठा आहे, वाहण्यास अनुमती असलेला सक्रिय प्रवाह कमी केला जाईल आणि मोटरची लोड क्षमता कमी केली जाईल.पिंजरा-प्रकार थ्री-फेज असिंक्रोनस मोटरचा नो-लोड प्रवाह सामान्यतः असतोरेट केलेल्या करंटच्या 30% ते 70%, आणि तोटा रेट केलेल्या पॉवरच्या 3% ते 8% आहे. त्यापैकी, लहान-शक्तीच्या मोटर्सच्या तांब्याचे नुकसान मोठ्या प्रमाणात होते आणि उच्च-शक्तीच्या मोटर्सच्या लोखंडाचे नुकसान मोठ्या प्रमाणात होते. उच्चमोठ्या फ्रेम आकाराच्या मोटर्सचे नो-लोड लॉस हे मुख्यतः कोर लॉस असते, ज्यामध्ये हिस्टेरेसिस लॉस आणि एडी करंट लॉस असतो.हिस्टेरेसिस हानी चुंबकीय पारगम्य सामग्री आणि चुंबकीय प्रवाह घनतेच्या वर्गाच्या प्रमाणात असते. एडी वर्तमान नुकसान चुंबकीय प्रवाह घनतेच्या वर्गाच्या, चुंबकीय पारगम्य सामग्रीच्या जाडीच्या वर्गाच्या, वारंवारतेच्या वर्गाच्या आणि चुंबकीय पारगम्यतेच्या प्रमाणात आहे. सामग्रीच्या जाडीच्या प्रमाणात.मुख्य नुकसानाव्यतिरिक्त, उत्तेजना नुकसान आणि यांत्रिक नुकसान देखील आहेत.जेव्हा मोटारमध्ये मोठ्या प्रमाणात नो-लोड लॉस होते, तेव्हा मोटरच्या बिघाडाचे कारण खालील पैलूंवरून शोधले जाऊ शकते.1) अयोग्य असेंब्ली, लवचिक रोटर रोटेशन, खराब बेअरिंग गुणवत्ता, बेअरिंगमध्ये खूप जास्त ग्रीस इत्यादींमुळे अत्यधिक यांत्रिक घर्षण नुकसान होते. २) मोठा पंखा किंवा अनेक ब्लेड्स असलेला पंखा चुकीच्या पद्धतीने वापरल्याने वाऱ्याचे घर्षण वाढेल. 3) लोह कोर सिलिकॉन स्टील शीटची गुणवत्ता खराब आहे. 4) अपुरी कोर लांबी किंवा अयोग्य लॅमिनेशनमुळे अपुरी प्रभावी लांबी, परिणामी स्ट्रा लॉस आणि लोहाचे नुकसान वाढते. 5) लॅमिनेशन दरम्यान उच्च दाबामुळे, कोर सिलिकॉन स्टील शीटचा इन्सुलेशन लेयर चिरडला गेला किंवा मूळ इन्सुलेशन लेयरची इन्सुलेशन कार्यक्षमता आवश्यकता पूर्ण करत नाही.

एक YZ250S-4/16-H मोटर, 690V/50HZ च्या इलेक्ट्रिक सिस्टमसह, 30KW/14.5KW चा पॉवर आणि 35.2A/58.1A रेट केलेला प्रवाह. प्रथम डिझाइन आणि असेंब्ली पूर्ण झाल्यानंतर, चाचणी घेण्यात आली. 4-पोल नो-लोड करंट 11.5A होता, आणि तोटा 1.6KW, सामान्य होता. 16-पोल नो-लोड करंट 56.5A आहे आणि नो-लोड लॉस 35KW आहे. हे निश्चित केले आहे की 16-पोल नो-लोड करंट मोठा आहे आणि नो-लोड लॉस खूप मोठा आहे.ही मोटर एक अल्पकालीन कार्य करणारी यंत्रणा आहे,येथे धावत आहे१०/५ मि.16-पोल मोटर सुमारे लोड न करता चालते१मिनिट मोटर जास्त गरम होते आणि धुम्रपान होते.मोटरचे पृथक्करण करून पुन्हा डिझाइन केले गेले आणि दुय्यम डिझाइननंतर पुन्हा चाचणी केली गेली.द 4-पोल नो-लोड करंट10.7A आहेआणि नुकसान आहे1.4KW,जे सामान्य आहे;16-पोल नो-लोड करंट आहे46Aआणि नो-लोड लॉस18.2KW आहे. असे मानले जाते की नो-लोड करंट मोठा आहे आणि नो-लोड तोटा अजूनही खूप मोठा आहे. रेटेड लोड चाचणी केली गेली. इनपुट पॉवर होती33.4KW, आउटपुट पॉवर14.5KW होते, आणि ऑपरेटिंग वर्तमान52.3A होते, जे मोटरच्या रेट केलेल्या प्रवाहापेक्षा कमी होते58.1A चे. केवळ करंटच्या आधारे मूल्यांकन केल्यास, नो-लोड करंट पात्र होते.तथापि, हे उघड आहे की नो-लोड तोटा खूप मोठा आहे. ऑपरेशन दरम्यान, मोटार चालू असताना निर्माण होणारे नुकसान उष्णतेच्या उर्जेमध्ये रूपांतरित झाल्यास, मोटरच्या प्रत्येक भागाचे तापमान खूप लवकर वाढेल. नो-लोड ऑपरेशन चाचणी घेण्यात आली आणि मोटार 2 धावल्यानंतर धुम्रपान झालीमिनिटे.तिसऱ्यांदा डिझाइन बदलल्यानंतर, चाचणीची पुनरावृत्ती झाली.4-पोल नो-लोड करंट10.5A होतेआणि नुकसान होते1.35KW, जे सामान्य होते;16-पोल नो-लोड करंट30A होतेआणि नो-लोड लॉस11.3KW होते. हे निर्धारित केले गेले की नो-लोड करंट खूप लहान आहे आणि नो-लोड लॉस अजूनही खूप मोठा आहे. , नो-लोड ऑपरेशन चाचणी आयोजित केली, आणि धावल्यानंतर3 साठीकाही मिनिटांत, मोटर जास्त तापली आणि धुम्रपान झाली.पुन्हा डिझाइन केल्यानंतर, चाचणी घेण्यात आली.द 4-पोल मुळात अपरिवर्तित आहे,16-पोल नो-लोड करंट26A आहे, आणि नो-लोड लॉस2360W आहे. असे मानले जाते की नो-लोड करंट खूप लहान आहे, नो-लोड लॉस सामान्य आहे आणि16-पोल साठी धावते५लोड न करता मिनिटे, जे सामान्य आहे.हे पाहिले जाऊ शकते की नो-लोड लॉस थेट मोटरच्या तापमान वाढीवर परिणाम करते.

2.मोटर कोरच्या नुकसानाचे मुख्य घटक

लो-व्होल्टेज, हाय-पॉवर आणि हाय-व्होल्टेज मोटर लॉसमध्ये, मोटर कोर लॉस हे कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारे मुख्य घटक आहे. मोटार कोरच्या नुकसानामध्ये कोरमधील मुख्य चुंबकीय क्षेत्रामध्ये बदल झाल्यामुळे होणारे मूलभूत लोहाचे नुकसान, अतिरिक्त (किंवा भटक्या) नुकसानांचा समावेश होतो.नो-लोड परिस्थितीत कोरमध्ये,आणि स्टेटर किंवा रोटरच्या कार्यरत करंटमुळे चुंबकीय क्षेत्र आणि हार्मोनिक्स गळती. लोह कोरमधील चुंबकीय क्षेत्रामुळे होणारे नुकसान.लोहाच्या गाभ्यामध्ये मुख्य चुंबकीय क्षेत्रामध्ये बदल झाल्यामुळे लोहाचे मूलभूत नुकसान होते.हा बदल पर्यायी चुंबकीकरण स्वरूपाचा असू शकतो, जसे की मोटरच्या स्टेटर किंवा रोटर दातांमध्ये काय होते; हे रोटेशनल मॅग्नेटायझेशन स्वरूपाचे देखील असू शकते, जसे की मोटरच्या स्टेटर किंवा रोटर लोखंडी योकमध्ये काय होते.हे अल्टरनेटिंग मॅग्नेटायझेशन असो किंवा रोटेशनल मॅग्नेटायझेशन असो, हिस्टेरेसिस आणि एडी करंट लॉस लोहाच्या गाभ्यामध्ये होईल.मुख्य नुकसान मुख्यतः लोहाच्या मूलभूत नुकसानावर अवलंबून असते. मुख्य तोटा मोठा आहे, मुख्यतः डिझाइनमधील सामग्रीचे विचलन किंवा उत्पादनातील अनेक प्रतिकूल घटकांमुळे, परिणामी उच्च चुंबकीय प्रवाह घनता, सिलिकॉन स्टील शीटमधील शॉर्ट सर्किट आणि सिलिकॉन स्टीलच्या जाडीमध्ये प्रच्छन्न वाढ. पत्रके .सिलिकॉन स्टील शीटची गुणवत्ता आवश्यकता पूर्ण करत नाही. मोटरची मुख्य चुंबकीय प्रवाहकीय सामग्री म्हणून, सिलिकॉन स्टील शीटच्या कार्यक्षमतेच्या अनुपालनाचा मोटरच्या कार्यक्षमतेवर मोठा प्रभाव पडतो. डिझाइन करताना, हे प्रामुख्याने सुनिश्चित केले जाते की सिलिकॉन स्टील शीटचा ग्रेड डिझाइन आवश्यकता पूर्ण करतो. याव्यतिरिक्त, सिलिकॉन स्टील शीटची समान श्रेणी वेगवेगळ्या उत्पादकांकडून आहे. भौतिक गुणधर्मांमध्ये काही फरक आहेत. सामग्री निवडताना, आपण चांगल्या सिलिकॉन स्टील उत्पादकांकडून सामग्री निवडण्याचा सर्वोत्तम प्रयत्न केला पाहिजे.लोखंडी कोरचे वजन अपुरे आहे आणि तुकडे कॉम्पॅक्ट केलेले नाहीत. लोह कोरचे वजन अपुरे आहे, परिणामी जास्त प्रवाह आणि जास्त लोह कमी होते.जर सिलिकॉन स्टील शीट खूप जाड रंगवले असेल तर चुंबकीय सर्किट ओव्हरसॅच्युरेटेड होईल. यावेळी, नो-लोड करंट आणि व्होल्टेजमधील संबंध वक्र गंभीरपणे वाकलेला असेल.लोह कोरचे उत्पादन आणि प्रक्रिया करताना, सिलिकॉन स्टील शीटच्या पंचिंग पृष्ठभागाचे धान्य अभिमुखता खराब होईल, परिणामी त्याच चुंबकीय प्रेरण अंतर्गत लोहाचे नुकसान वाढेल. व्हेरिएबल फ्रिक्वेंसी मोटर्ससाठी, हार्मोनिक्समुळे होणारे अतिरिक्त लोह नुकसान देखील विचारात घेतले पाहिजे; डिझाइन प्रक्रियेत याचा विचार केला पाहिजे. सर्व घटकांचा विचार केला.इतरवरील घटकांव्यतिरिक्त, मोटर लोखंडाच्या नुकसानाचे डिझाइन मूल्य लोह कोरच्या वास्तविक उत्पादन आणि प्रक्रियेवर आधारित असले पाहिजे आणि सैद्धांतिक मूल्य वास्तविक मूल्याशी जुळण्याचा प्रयत्न करा.सामान्य सामग्री पुरवठादारांद्वारे प्रदान केलेले वैशिष्ट्यपूर्ण वक्र एपस्टाईन स्क्वेअर सर्कल पद्धतीनुसार मोजले जातात आणि मोटरच्या वेगवेगळ्या भागांचे चुंबकीकरण दिशानिर्देश भिन्न असतात. हे विशेष फिरणारे लोखंडाचे नुकसान सध्या विचारात घेतले जाऊ शकत नाही.यामुळे गणना केलेली मूल्ये आणि मोजलेली मूल्ये वेगवेगळ्या प्रमाणात विसंगती निर्माण होतील.

3.इन्सुलेशन संरचनेवर मोटर तापमान वाढीचा प्रभाव

मोटारची गरम आणि थंड करण्याची प्रक्रिया तुलनेने जटिल आहे, आणि तापमान वाढ घातांकीय वक्रानुसार बदलते.मोटरच्या तापमानात वाढ मानक आवश्यकतांपेक्षा जास्त होण्यापासून रोखण्यासाठी, एकीकडे, मोटरद्वारे व्युत्पन्न होणारे नुकसान कमी केले जाते; दुसरीकडे, मोटरची उष्णता नष्ट करण्याची क्षमता वाढली आहे.एका मोटरची क्षमता दिवसेंदिवस वाढत असल्याने, शीतकरण प्रणाली सुधारणे आणि उष्णतेचा अपव्यय क्षमता वाढवणे हे मोटरचे तापमान वाढ सुधारण्यासाठी महत्त्वाचे उपाय बनले आहेत.

जेव्हा मोटार रेट केलेल्या परिस्थितीत दीर्घकाळ चालते आणि त्याचे तापमान स्थिरतेपर्यंत पोहोचते, तेव्हा मोटरच्या प्रत्येक घटकाच्या तापमान वाढीच्या स्वीकार्य मर्यादा मूल्याला तापमान वाढ मर्यादा म्हणतात.मोटरची तापमान वाढ मर्यादा राष्ट्रीय मानकांमध्ये निर्धारित केली आहे.तापमान वाढीची मर्यादा मुळात इन्सुलेशन स्ट्रक्चरद्वारे परवानगी दिलेल्या कमाल तापमानावर आणि शीतलक माध्यमाच्या तापमानावर अवलंबून असते, परंतु ते तापमान मापन पद्धती, उष्णता हस्तांतरण आणि वळणाच्या उष्णतेचे अपव्यय यासारख्या घटकांशी देखील संबंधित असते. उष्णता प्रवाह तीव्रता व्युत्पन्न करण्याची परवानगी.मोटर विंडिंग इन्सुलेशन स्ट्रक्चरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीचे यांत्रिक, विद्युत, भौतिक आणि इतर गुणधर्म तापमानाच्या प्रभावाखाली हळूहळू खराब होतील. जेव्हा तापमान एका विशिष्ट पातळीपर्यंत वाढते, तेव्हा इन्सुलेशन सामग्रीच्या गुणधर्मांमध्ये आवश्यक बदल होतात आणि इन्सुलेट क्षमता देखील कमी होते.इलेक्ट्रिकल टेक्नॉलॉजीमध्ये, मोटर्स आणि इलेक्ट्रिकल उपकरणांमधील इन्सुलेशन स्ट्रक्चर्स किंवा इन्सुलेशन सिस्टम त्यांच्या तीव्र तापमानानुसार बऱ्याच उष्णता-प्रतिरोधक श्रेणींमध्ये विभागल्या जातात.जेव्हा इन्सुलेशन स्ट्रक्चर किंवा सिस्टीम तापमानाच्या संबंधित स्तरावर दीर्घकाळ चालते, तेव्हा ते सामान्यत: अवाजवी कार्यक्षमतेत बदल घडवत नाही.विशिष्ट उष्णता-प्रतिरोधक ग्रेडची इन्सुलेट संरचना सर्व समान उष्णता-प्रतिरोधक ग्रेडची इन्सुलेशन सामग्री वापरू शकत नाही. वापरलेल्या संरचनेच्या मॉडेलवर सिम्युलेशन चाचण्या आयोजित करून इन्सुलेशन संरचनेच्या उष्णता-प्रतिरोधक ग्रेडचे सर्वसमावेशक मूल्यांकन केले जाते.इन्सुलेट संरचना निर्दिष्ट अति तापमानात कार्य करते आणि किफायतशीर सेवा जीवन प्राप्त करू शकते.सैद्धांतिक व्युत्पत्ती आणि सरावाने हे सिद्ध केले आहे की इन्सुलेशन संरचना आणि तापमानाच्या सेवा जीवनामध्ये घातांकीय संबंध आहे, म्हणून ते तापमानास अतिशय संवेदनशील आहे.काही विशेष-उद्देशीय मोटर्ससाठी, त्यांचे सेवा आयुष्य फार मोठे असणे आवश्यक नसल्यास, मोटरचा आकार कमी करण्यासाठी, अनुभव किंवा चाचणी डेटाच्या आधारे मोटरचे स्वीकार्य मर्यादा तापमान वाढवता येते.शीतलक माध्यमाचे तापमान शीतकरण प्रणाली आणि शीतकरण माध्यमानुसार बदलत असले तरी, सध्या वापरल्या जाणाऱ्या विविध शीतकरण प्रणालींसाठी, शीतकरण माध्यमाचे तापमान मूलत: वातावरणाच्या तापमानावर अवलंबून असते आणि अंकीयदृष्ट्या ते वातावरणातील तापमानाप्रमाणेच असते. बरेचसे समान.तपमान मोजण्याच्या वेगवेगळ्या पद्धतींमुळे मोजलेले तापमान आणि मोजल्या जाणाऱ्या घटकातील सर्वात उष्ण ठिकाणाचे तापमान यामध्ये भिन्न फरक दिसून येतो. मोजल्या जाणाऱ्या घटकातील सर्वात गरम ठिकाणाचे तापमान हे मोटार दीर्घकाळ सुरक्षितपणे कार्य करू शकते की नाही हे ठरवण्याची गुरुकिल्ली आहे.काही विशेष प्रकरणांमध्ये, मोटार विंडिंगची तापमान वाढ मर्यादा बहुतेकदा वापरलेल्या इन्सुलेशन संरचनेच्या कमाल स्वीकार्य तापमानाद्वारे पूर्णपणे निर्धारित केली जात नाही, परंतु इतर घटकांचा देखील विचार केला पाहिजे.मोटार विंडिंग्सच्या तापमानात आणखी वाढ करणे म्हणजे सामान्यत: मोटर नुकसान वाढणे आणि कार्यक्षमता कमी होणे.वळण तापमानात वाढ झाल्यामुळे काही संबंधित भागांच्या सामग्रीमध्ये थर्मल ताण वाढेल.इतर, जसे की इन्सुलेशनचे डायलेक्ट्रिक गुणधर्म आणि कंडक्टर मेटल सामग्रीची यांत्रिक ताकद, प्रतिकूल परिणाम होतील; यामुळे बेअरिंग स्नेहन प्रणालीच्या ऑपरेशनमध्ये अडचणी येऊ शकतात.म्हणून, जरी काही मोटर विंडिंग सध्या क्लासचा अवलंब करतातएफ किंवा क्लास एच इन्सुलेशन स्ट्रक्चर्स, त्यांची तापमान वाढ मर्यादा अजूनही वर्ग बी नियमांनुसार आहे. हे केवळ वरीलपैकी काही घटक विचारात घेत नाही, परंतु वापरादरम्यान मोटरची विश्वासार्हता देखील वाढवते. हे अधिक फायदेशीर आहे आणि मोटरचे सेवा आयुष्य वाढवू शकते.

4.शेवटी

पिंजरा थ्री-फेज एसिंक्रोनस मोटरचे नो-लोड करंट आणि नो-लोड लॉस तापमान वाढ, कार्यक्षमता, पॉवर फॅक्टर, सुरू करण्याची क्षमता आणि मोटरचे इतर मुख्य कार्यप्रदर्शन निर्देशक एका मर्यादेपर्यंत प्रतिबिंबित करतात. ते पात्र आहे किंवा नाही याचा थेट मोटरच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो.देखभाल प्रयोगशाळेतील कर्मचाऱ्यांनी मर्यादेच्या नियमांचे पालन केले पाहिजे, पात्र मोटर्स कारखाना सोडतील याची खात्री करा, अयोग्य मोटर्सवर निर्णय घ्या आणि मोटर्सचे कार्यप्रदर्शन निर्देशक उत्पादन मानकांच्या आवश्यकता पूर्ण करतात याची खात्री करण्यासाठी दुरुस्ती करा.