0.Introdução
A corrente sem carga e a perda de um motor assíncrono trifásico tipo gaiola são parâmetros importantes que refletem a eficiência e o desempenho elétrico do motor. São indicadores de dados que podem ser medidos diretamente no local de uso, após a fabricação e reparo do motor. Até certo ponto, ele reflete os componentes principais do motor – O nível do processo de projeto e a qualidade de fabricação do estator e do rotor, a corrente sem carga afeta diretamente o fator de potência do motor; a perda sem carga está intimamente relacionada à eficiência do motor e é o item de teste mais intuitivo para avaliação preliminar do desempenho do motor antes de o motor ser oficialmente colocado em operação.
1.Fatores que afetam a corrente sem carga e a perda do motor
A corrente sem carga de um motor assíncrono trifásico tipo esquilo inclui principalmente a corrente de excitação e a corrente ativa sem carga, da qual cerca de 90% é a corrente de excitação, que é usada para gerar um campo magnético rotativo e é considerada como uma corrente reativa, que afeta o fator de potência COSφ do motor. Seu tamanho está relacionado à tensão terminal do motor e à densidade do fluxo magnético do projeto do núcleo de ferro; durante o projeto, se a densidade do fluxo magnético for selecionada muito alta ou a tensão for superior à tensão nominal quando o motor estiver funcionando, o núcleo de ferro ficará saturado, a corrente de excitação aumentará significativamente e a corrente de carga vazia correspondente será grande e o fator de potência é baixo, então a perda sem carga é grande.O restante10%é a corrente ativa, que é usada para várias perdas de potência durante a operação sem carga e afeta a eficiência do motor.Para um motor com seção transversal de enrolamento fixa, a corrente sem carga do motor é grande, a corrente ativa permitida fluir será reduzida e a capacidade de carga do motor será reduzida.A corrente sem carga de um motor assíncrono trifásico tipo gaiola é geralmente30% a 70% da corrente nominal, e a perda é de 3% a 8% da potência nominal. Entre eles, a perda de cobre dos motores de pequena potência é responsável por uma proporção maior, e a perda de ferro dos motores de alta potência é responsável por uma proporção maior. mais alto.A perda sem carga de motores de tamanho grande é principalmente a perda do núcleo, que consiste em perda de histerese e perda de corrente parasita.A perda de histerese é proporcional ao material permeável magnético e ao quadrado da densidade do fluxo magnético. A perda por corrente parasita é proporcional ao quadrado da densidade do fluxo magnético, ao quadrado da espessura do material permeável magnético, ao quadrado da frequência e à permeabilidade magnética. Proporcional à espessura do material.Além das perdas no núcleo, também existem perdas de excitação e perdas mecânicas.Quando o motor apresenta uma grande perda sem carga, a causa da falha do motor pode ser encontrada nos seguintes aspectos.1) Montagem inadequada, rotação inflexível do rotor, má qualidade dos rolamentos, muita graxa nos rolamentos, etc., causam perda excessiva de atrito mecânico. 2) O uso incorreto de um ventilador grande ou com muitas pás aumentará o atrito do vento. 3) A qualidade da chapa de aço silício com núcleo de ferro é ruim. 4) Comprimento insuficiente do núcleo ou laminação inadequada resulta em comprimento efetivo insuficiente, resultando em aumento da perda parasita e perda de ferro. 5) Devido à alta pressão durante a laminação, a camada de isolamento da chapa de aço silício central foi esmagada ou o desempenho de isolamento da camada de isolamento original não atendeu aos requisitos.
Um motor YZ250S-4/16-H, com sistema elétrico de 690V/50HZ, potência de 30KW/14,5KW e corrente nominal de 35,2A/58,1A. Após a conclusão do primeiro projeto e montagem, o teste foi realizado. A corrente sem carga de 4 pólos foi de 11,5A e a perda foi de 1,6KW, normal. A corrente sem carga de 16 pólos é 56,5A e a perda sem carga é 35KW. Está determinado que o 16-a corrente sem carga do pólo é grande e a perda sem carga é muito grande.Este motor é um sistema de trabalho de curto prazo,correndo em10/5min .O 16-o motor de pólo funciona sem carga por cerca de1minuto. O motor superaquece e solta fumaça.O motor foi desmontado e redesenhado e testado novamente após o projeto secundário.O 4-pólo corrente sem cargaé 10,7Ae a perda é1,4 kW,o que é normal;o 16-pole corrente sem carga é46Ae a perda sem cargaé 18,2 kW. Considera-se que a corrente sem carga é grande e a perda sem carga ainda é muito grande. Um teste de carga nominal foi realizado. A potência de entrada foi33,4 kW, a potência de saídaera 14,5KW, e a corrente operacionalera 52,3A, que era menor que a corrente nominal do motorde 58,1A. Se avaliada exclusivamente com base na corrente, a corrente sem carga foi qualificada.No entanto, é óbvio que a perda sem carga é muito grande. Durante a operação, se a perda gerada durante o funcionamento do motor for convertida em energia térmica, a temperatura de cada parte do motor aumentará muito rapidamente. Um teste de operação sem carga foi realizado e o motor soltou fumaça após funcionar por 2minutos.Depois de alterar o design pela terceira vez, o teste foi repetido.O 4-corrente sem carga do póloera 10,5Ae a perda foi1,35 kW, o que era normal;o 16-pólo corrente sem cargaera 30Ae a perda sem cargaera 11,3 kW. Foi determinado que a corrente sem carga era muito pequena e a perda sem carga ainda era muito grande. , conduziu um teste de operação sem carga e depois de executarpor 3minutos, o motor superaqueceu e soltou fumaça.Após o redesenho, o teste foi realizado.O 4-pole permanece basicamente inalterado,o 16-pólo corrente sem cargaé 26A, e a perda sem cargaé 2360W. Considera-se que a corrente sem carga é muito pequena, a perda sem carga é normal eo 16-pole corre para5minutos sem carga, o que é normal.Pode-se observar que a perda sem carga afeta diretamente o aumento da temperatura do motor.
2.Principais fatores que influenciam a perda do núcleo motor
Em perdas de motores de baixa tensão, alta potência e alta tensão, a perda do núcleo do motor é um fator chave que afeta a eficiência. As perdas no núcleo do motor incluem perdas básicas de ferro causadas por mudanças no campo magnético principal no núcleo, perdas adicionais (ou perdidas).no núcleo durante condições sem carga,e vazamento de campos magnéticos e harmônicos causados pela corrente de trabalho do estator ou rotor. Perdas causadas por campos magnéticos no núcleo de ferro.As perdas básicas de ferro ocorrem devido a mudanças no campo magnético principal no núcleo de ferro.Essa alteração pode ser de natureza de magnetização alternada, como a que ocorre nos dentes do estator ou do rotor de um motor; também pode ser de natureza de magnetização rotacional, como o que ocorre no estator ou na forquilha de ferro do rotor de um motor.Quer se trate de magnetização alternada ou magnetização rotacional, histerese e perdas por correntes parasitas serão causadas no núcleo de ferro.A perda do núcleo depende principalmente da perda básica de ferro. A perda do núcleo é grande, principalmente devido ao desvio do material do projeto ou a muitos fatores desfavoráveis na produção, resultando em alta densidade de fluxo magnético, curto-circuito entre as chapas de aço silício e um aumento disfarçado na espessura do aço silício. folhas. .A qualidade da chapa de aço silício não atende aos requisitos. Por ser o principal material condutor magnético do motor, a conformidade de desempenho da chapa de aço silício tem um grande impacto no desempenho do motor. Ao projetar, é principalmente garantido que o tipo da chapa de aço silício atenda aos requisitos do projeto. Além disso, o mesmo tipo de chapa de aço silício vem de fabricantes diferentes. Existem certas diferenças nas propriedades dos materiais. Ao selecionar materiais, você deve tentar o seu melhor para escolher materiais de bons fabricantes de aço silício.O peso do núcleo de ferro é insuficiente e as peças não ficam compactadas. O peso do núcleo de ferro é insuficiente, resultando em corrente excessiva e perda excessiva de ferro.Se a chapa de aço silício for pintada com muita espessura, o circuito magnético ficará supersaturado. Neste momento, a curva de relação entre a corrente sem carga e a tensão será seriamente distorcida.Durante a produção e processamento do núcleo de ferro, a orientação dos grãos da superfície de puncionamento da chapa de aço silício será danificada, resultando em um aumento na perda de ferro sob a mesma indução magnética. Para motores de frequência variável, também devem ser levadas em consideração perdas adicionais de ferro causadas por harmônicos; isso é o que deve ser considerado no processo de design. Todos os fatores considerados.outro.Além dos fatores acima, o valor de projeto da perda de ferro do motor deve ser baseado na produção e processamento reais do núcleo de ferro e tentar combinar o valor teórico com o valor real.As curvas características fornecidas por fornecedores de materiais em geral são medidas de acordo com o método do círculo quadrado de Epstein, e as direções de magnetização de diferentes partes do motor são diferentes. Esta perda especial do ferro rotativo não pode atualmente ser levada em consideração.Isso levará a inconsistências entre os valores calculados e os valores medidos em vários graus.
3.Efeito do aumento da temperatura do motor na estrutura de isolamento
O processo de aquecimento e resfriamento do motor é relativamente complexo e seu aumento de temperatura muda com o tempo em uma curva exponencial.Para evitar que o aumento de temperatura do motor ultrapasse os requisitos padrão, por um lado, a perda gerada pelo motor é reduzida; por outro lado, a capacidade de dissipação de calor do motor é aumentada.À medida que a capacidade de um único motor aumenta dia a dia, melhorar o sistema de refrigeração e aumentar a capacidade de dissipação de calor tornaram-se medidas importantes para melhorar o aumento da temperatura do motor.
Quando o motor opera sob condições nominais por um longo período e sua temperatura atinge estabilidade, o valor limite permitido do aumento de temperatura de cada componente do motor é chamado de limite de aumento de temperatura.O limite de aumento de temperatura do motor foi estipulado nas normas nacionais.O limite de aumento de temperatura depende basicamente da temperatura máxima permitida pela estrutura de isolamento e da temperatura do meio de resfriamento, mas também está relacionado a fatores como o método de medição de temperatura, as condições de transferência e dissipação de calor do enrolamento, e o intensidade do fluxo de calor que pode ser gerado.As propriedades mecânicas, elétricas, físicas e outras dos materiais utilizados na estrutura de isolamento do enrolamento do motor irão deteriorar-se gradualmente sob a influência da temperatura. Quando a temperatura sobe a um determinado nível, as propriedades do material de isolamento sofrerão alterações essenciais e até mesmo perda de capacidade isolante.Na tecnologia elétrica, as estruturas de isolamento ou sistemas de isolamento em motores e aparelhos elétricos são frequentemente divididos em vários graus de resistência ao calor, de acordo com as suas temperaturas extremas.Quando uma estrutura ou sistema de isolamento opera a um nível correspondente de temperatura durante um longo período de tempo, geralmente não produzirá alterações indevidas no desempenho.Nem todas as estruturas isolantes de um determinado grau de resistência ao calor utilizam materiais de isolamento do mesmo grau de resistência ao calor. O grau de resistência ao calor da estrutura de isolamento é avaliado de forma abrangente através da realização de testes de simulação no modelo da estrutura utilizada.A estrutura isolante funciona sob temperaturas extremas especificadas e pode atingir uma vida útil econômica.A derivação teórica e a prática comprovaram que existe uma relação exponencial entre a vida útil da estrutura de isolamento e a temperatura, por isso é muito sensível à temperatura.Para alguns motores para fins especiais, se sua vida útil não for muito longa, a fim de reduzir o tamanho do motor, a temperatura limite permitida do motor pode ser aumentada com base na experiência ou em dados de teste.Embora a temperatura do meio de resfriamento varie com o sistema de resfriamento e o meio de resfriamento utilizado, para vários sistemas de resfriamento usados atualmente, a temperatura do meio de resfriamento depende basicamente da temperatura atmosférica e é numericamente igual à temperatura atmosférica. Praticamente a mesma coisa.Diferentes métodos de medição de temperatura resultarão em diferentes diferenças entre a temperatura medida e a temperatura do ponto mais quente do componente que está sendo medido. A temperatura do ponto mais quente do componente que está sendo medido é a chave para avaliar se o motor pode operar com segurança por um longo período de tempo.Em alguns casos especiais, o limite de aumento de temperatura do enrolamento do motor muitas vezes não é inteiramente determinado pela temperatura máxima permitida da estrutura de isolamento utilizada, mas outros fatores também devem ser considerados.Aumentar ainda mais a temperatura dos enrolamentos do motor geralmente significa um aumento nas perdas do motor e uma diminuição na eficiência.O aumento na temperatura do enrolamento causará um aumento no estresse térmico nos materiais de algumas peças relacionadas.Outros, como as propriedades dielétricas do isolamento e a resistência mecânica dos materiais metálicos condutores, terão efeitos adversos; pode causar dificuldades na operação do sistema de lubrificação dos rolamentos.Portanto, embora alguns enrolamentos de motores atualmente adotem ClassePara estruturas de isolamento de Classe H, seus limites de aumento de temperatura ainda estão de acordo com os regulamentos de Classe B. Isto não só leva em consideração alguns dos fatores acima, mas também aumenta a confiabilidade do motor durante o uso. É mais benéfico e pode prolongar a vida útil do motor.
4.para concluir
A corrente sem carga e a perda sem carga do motor assíncrono trifásico de gaiola refletem o aumento de temperatura, eficiência, fator de potência, capacidade de partida e outros indicadores principais de desempenho do motor até certo ponto. O fato de ser qualificado ou não afeta diretamente o desempenho do motor.O pessoal do laboratório de manutenção deve dominar as regras de limite, garantir que os motores qualificados saiam da fábrica, fazer julgamentos sobre motores não qualificados e realizar reparos para garantir que os indicadores de desempenho dos motores atendam aos requisitos dos padrões do produto.a
Horário da postagem: 16 de novembro de 2023