0.Uvod
Tok brez obremenitve in izguba trifaznega asinhronskega motorja s kletko sta pomembna parametra, ki odražata učinkovitost in električno zmogljivost motorja. So indikatorji podatkov, ki jih je mogoče neposredno izmeriti na mestu uporabe, potem ko je motor izdelan in popravljen. Do določene mere odraža glavne komponente motorja – raven procesa načrtovanja in kakovost izdelave statorja in rotorja, tok brez obremenitve neposredno vpliva na faktor moči motorja; izguba brez obremenitve je tesno povezana z učinkovitostjo motorja in je najbolj intuitiven preskusni element za predhodno oceno zmogljivosti motorja, preden se motor uradno zažene.
1.Dejavniki, ki vplivajo na tok brez obremenitve in izgubo motorja
Tok brez obremenitve veveričjega trifaznega asinhronskega motorja vključuje predvsem vzbujalni tok in aktivni tok v prostem teku, od tega je približno 90 % vzbujalni tok, ki se uporablja za ustvarjanje vrtljivega magnetnega polja in je obravnavati kot reaktivni tok, ki vpliva na faktor moči COSφ motorja. Njegova velikost je povezana z napetostjo priključka motorja in gostoto magnetnega pretoka zasnove železnega jedra; med načrtovanjem, če je gostota magnetnega pretoka izbrana previsoka ali je napetost višja od nazivne napetosti, ko motor deluje, bo železno jedro nasičeno, vzbujevalni tok se bo znatno povečal in ustrezen prazen tok obremenitve je velik in faktor moči je nizek, zato je izguba brez obremenitve velika.Preostali10 %je aktivni tok, ki se uporablja za različne izgube moči v prostem teku in vpliva na učinkovitost motorja.Pri motorju s fiksnim prečnim prerezom navitja je tok brez obremenitve motorja velik, dovoljeni aktivni tok se bo zmanjšal in nosilnost motorja bo zmanjšana.Tok brez obremenitve trifaznega asinhronega motorja s kletko je na splošno enak30% do 70% nazivnega toka, izguba pa je 3% do 8% nazivne moči. Med njimi je izguba bakra pri motorjih z majhno močjo večji delež, izguba železa pri motorjih z visoko močjo pa večji delež. višje.Izguba brez obremenitve pri motorjih z velikim okvirjem je v glavnem izguba jedra, ki je sestavljena iz izgube zaradi histereze in izgube zaradi vrtinčnih tokov.Histerezna izguba je sorazmerna z magnetno prepustnim materialom in kvadratom gostote magnetnega pretoka. Izguba vrtinčnega toka je sorazmerna s kvadratom gostote magnetnega pretoka, kvadratom debeline magnetno prepustnega materiala, kvadratom frekvence in magnetne prepustnosti. Sorazmerno z debelino materiala.Poleg izgub v jedru so še izgube zaradi vzbujanja in mehanske izgube.Ko ima motor veliko izgubo brez obremenitve, je vzrok za okvaro motorja mogoče najti iz naslednjih vidikov.1 ) Nepravilna montaža, nefleksibilno vrtenje rotorja, slaba kakovost ležajev, preveč masti v ležajih itd., povzročajo prekomerne mehanske izgube zaradi trenja. 2 ) Nepravilna uporaba velikega ventilatorja ali ventilatorja z veliko lopaticami bo povečala trenje vetra. 3) Kakovost silicijeve jeklene pločevine z železnim jedrom je slaba. 4 ) Nezadostna dolžina jedra ali neustrezna laminacija povzroči nezadostno efektivno dolžino, kar ima za posledico povečano porazno izgubo in izgubo železa. 5) Zaradi visokega tlaka med laminacijo je bila izolacijska plast jedrne pločevine iz silicijevega jekla zdrobljena ali pa izolacijska zmogljivost prvotne izolacijske plasti ni izpolnjevala zahtev.
En motor YZ250S-4/16-H z električnim sistemom 690V/50HZ, močjo 30KW/14,5KW in nazivnim tokom 35,2A/58,1A. Po končani prvi zasnovi in montaži je bil izveden test. 4-polni tok brez obremenitve je bil 11,5 A, izguba pa 1,6 KW, normalno. 16-polni tok brez obremenitve je 56,5 A, izguba brez obremenitve pa 35 KW. Ugotovljeno je, da je 16.tok prostega teka pola je velik in izguba prostega teka je prevelika.Ta motor je kratkotrajni delovni sistem,teče pri10/5min.16-pol motor deluje brez obremenitve približno1minuta. Motor se pregreva in kadi.Motor je bil razstavljen in preoblikovan ter ponovno testiran po sekundarnem načrtovanju.4-polni tok brez obremenitveje 10,7Ain izguba je1,4 kW,kar je normalno;16-polni tok brez obremenitve je46Ain izguba brez obremenitveje 18,2KW. Ocenjuje se, da je tok brez obremenitve velik in da je izguba brez obremenitve še vedno prevelika. Izveden je bil preizkus nazivne obremenitve. Vhodna moč je bila33,4 kW, izhodna močje bil 14,5KW, in delovni tokje bil 52,3A, ki je bil manjši od nazivnega toka motorjaod 58,1A. Če je bil ocenjen izključno na podlagi toka, je bil tok brez obremenitve kvalificiran.Vendar je očitno, da je izguba brez obremenitve prevelika. Če se med delovanjem izguba, ki nastane med delovanjem motorja, pretvori v toplotno energijo, se temperatura vsakega dela motorja zelo hitro dvigne. Izveden je bil preskus delovanja brez obremenitve in motor se je kadil, potem ko je deloval 2minut.Po tretji spremembi zasnove je bil test ponovljen.4-tok prostega teka polaje bil 10,5Ain izguba je bila1,35 kW, kar je bilo normalno;16-polni tok brez obremenitveje bil 30Ain izguba brez obremenitveje bila 11,3KW. Ugotovljeno je bilo, da je tok brez obremenitve premajhen in izguba v prostem teku še vedno prevelika. , izvedel preizkus delovanja brez obremenitve in po tekuza 3minut se je motor pregrel in kadilo.Po prenovi je bil izveden test.4-pol je v osnovi nespremenjen,16-polni tok brez obremenitveje 26Ain izguba brez obremenitveje 2360 W. Ocenjuje se, da je tok brez obremenitve premajhen, izguba brez obremenitve je normalna in16-pol teče za5minut brez obremenitve, kar je normalno.Vidimo lahko, da izguba brez obremenitve neposredno vpliva na dvig temperature motorja.
2.Glavni dejavniki, ki vplivajo na izgubo motornega jedra
Pri nizkonapetostnih, visokozmogljivih in visokonapetostnih izgubah motorja je izguba jedra motorja ključni dejavnik, ki vpliva na učinkovitost. Izgube jedra motorja vključujejo osnovne izgube železa, ki jih povzročijo spremembe v glavnem magnetnem polju v jedru, dodatne (ali blodeče) izgubev jedru med pogoji brez obremenitve,ter uhajanje magnetnih polj in harmonikov, ki jih povzroča delovni tok statorja ali rotorja. Izgube zaradi magnetnih polj v železnem jedru.Osnovne izgube železa nastanejo zaradi sprememb v glavnem magnetnem polju v železnem jedru.Ta sprememba je lahko izmenične narave magnetizacije, kot je tisto, kar se zgodi v statorskih ali rotorskih zobcih motorja; lahko je tudi narave rotacijske magnetizacije, kot se dogaja v statorskem ali rotorskem železnem jarmu motorja.Ne glede na to, ali gre za izmenično ali rotacijsko magnetizacijo, bodo v železnem jedru nastale histereza in izgube zaradi vrtinčnih tokov.Izguba jedra je v glavnem odvisna od osnovne izgube železa. Izguba jedra je velika, predvsem zaradi odstopanja materiala od zasnove ali številnih neugodnih dejavnikov v proizvodnji, kar ima za posledico visoko gostoto magnetnega pretoka, kratek stik med pločevinami iz silicijevega jekla in prikrito povečanje debeline silicijevega jekla. rjuhe. .Kakovost silikonske jeklene pločevine ne izpolnjuje zahtev. Kot glavni magnetno prevodni material motorja skladnost zmogljivosti silicijeve jeklene pločevine močno vpliva na delovanje motorja. Pri načrtovanju je v glavnem zagotovljeno, da razred silicijeve jeklene pločevine ustreza konstrukcijskim zahtevam. Poleg tega je isti razred silikonske jeklene pločevine različnih proizvajalcev. Obstajajo določene razlike v lastnostih materiala. Pri izbiri materialov se morate potruditi, da izberete materiale dobrih proizvajalcev silicijevega jekla.Teža železnega jedra je nezadostna in kosi niso stisnjeni. Teža železnega jedra je nezadostna, kar povzroči prevelik tok in čezmerno izgubo železa.Če je silicijeva jeklena pločevina predebelo pobarvana, bo magnetno vezje prenasičeno. V tem času bo krivulja razmerja med tokom brez obremenitve in napetostjo resno upognjena.Med proizvodnjo in predelavo železnega jedra se bo orientacija zrn na prebijalni površini pločevine iz silicijevega jekla poškodovala, kar bo povzročilo povečanje izgube železa pod isto magnetno indukcijo. Pri motorjih s spremenljivo frekvenco je treba upoštevati tudi dodatne izgube železa zaradi harmonikov; to je tisto, kar je treba upoštevati v procesu oblikovanja. Upoštevani so vsi dejavniki.drugo.Poleg zgornjih dejavnikov mora projektna vrednost izgube železa motorja temeljiti na dejanski proizvodnji in obdelavi železnega jedra ter poskušati uskladiti teoretično vrednost z dejansko vrednostjo.Karakteristične krivulje, ki jih zagotavljajo dobavitelji splošnih materialov, so izmerjene po metodi Epsteinovega kvadratnega kroga, smeri magnetizacije različnih delov motorja pa so različne. Te posebne izgube železa pri rotaciji trenutno ni mogoče upoštevati.To bo povzročilo neskladja med izračunanimi vrednostmi in izmerjenimi vrednostmi v različnih stopnjah.
3.Vpliv dviga temperature motorja na izolacijsko strukturo
Proces ogrevanja in hlajenja motorja je razmeroma zapleten, dvig njegove temperature pa se s časom spreminja v eksponentni krivulji.Da preprečimo, da bi dvig temperature motorja presegel standardne zahteve, se na eni strani zmanjša izguba, ki jo povzroči motor; po drugi strani pa se poveča zmogljivost odvajanja toplote motorja.Ker se zmogljivost posameznega motorja povečuje iz dneva v dan, sta izboljšanje hladilnega sistema in povečanje zmogljivosti odvajanja toplote postala pomembna ukrepa za izboljšanje dviga temperature motorja.
Ko motor dlje časa deluje pod nazivnimi pogoji in njegova temperatura doseže stabilnost, se dovoljena mejna vrednost dviga temperature vsake komponente motorja imenuje meja dviga temperature.Meja dviga temperature motorja je določena v nacionalnih standardih.Meja dviga temperature je v bistvu odvisna od najvišje temperature, ki jo dovoljuje izolacijska struktura in temperature hladilnega medija, vendar je povezana tudi z dejavniki, kot so metoda merjenja temperature, pogoji prenosa in odvajanja toplote navitja ter dovoljena intenzivnost toplotnega toka.Mehanske, električne, fizikalne in druge lastnosti materialov, uporabljenih v izolacijski strukturi navitja motorja, se bodo pod vplivom temperature postopoma slabšale. Ko se temperatura dvigne na določeno raven, se lastnosti izolacijskega materiala bistveno spremenijo in celo izgubijo izolacijsko sposobnost.V električni tehnologiji so izolacijske strukture ali izolacijski sistemi v motorjih in električnih napravah pogosto razdeljeni v več toplotno odpornih razredov glede na njihove ekstremne temperature.Ko izolacijska struktura ali sistem dolgo časa deluje pri ustrezni ravni temperature, na splošno ne povzroči nepotrebnih sprememb delovanja.Izolacijske strukture določene toplotno odporne stopnje morda ne bodo vse uporabljale izolacijskih materialov iste toplotno odporne stopnje. Stopnja toplotne odpornosti izolacijske konstrukcije je celovito ovrednotena z izvajanjem simulacijskih testov na modelu uporabljene konstrukcije.Izolacijska struktura deluje pri določenih ekstremnih temperaturah in lahko doseže ekonomično življenjsko dobo.Teoretična izpeljava in praksa sta dokazali, da obstaja eksponentna povezava med življenjsko dobo izolacijske strukture in temperaturo, zato je zelo občutljiva na temperaturo.Pri nekaterih motorjih za posebne namene, če njihova življenjska doba ni zelo dolga, se lahko zaradi zmanjšanja velikosti motorja dovoljena mejna temperatura motorja poveča na podlagi izkušenj ali testnih podatkov.Čeprav se temperatura hladilnega medija razlikuje glede na uporabljeni hladilni sistem in hladilni medij, je za različne hladilne sisteme, ki se trenutno uporabljajo, temperatura hladilnega medija v bistvu odvisna od atmosferske temperature in je številčno enaka atmosferski temperaturi. Skoraj enako.Različne metode merjenja temperature bodo povzročile različne razlike med izmerjeno temperaturo in temperaturo najbolj vročega mesta v komponenti, ki se meri. Temperatura najbolj vročega mesta v komponenti, ki se meri, je ključna za presojo, ali lahko motor varno deluje dolgo časa.V nekaterih posebnih primerih meja dviga temperature navitja motorja pogosto ni v celoti določena z najvišjo dovoljeno temperaturo uporabljene izolacijske strukture, ampak je treba upoštevati tudi druge dejavnike.Nadaljnje zvišanje temperature navitij motorja na splošno pomeni povečanje izgub motorja in zmanjšanje učinkovitosti.Povišanje temperature navitja bo povzročilo povečanje toplotne obremenitve v materialih nekaterih povezanih delov.Drugi, kot so dielektrične lastnosti izolacije in mehanska trdnost kovinskih materialov prevodnika, bodo imeli škodljive učinke; lahko povzroči težave pri delovanju sistema za mazanje ležajev.Zato, čeprav nekatera navitja motorja trenutno sprejemajo razredZa izolacijske strukture razreda F ali H so njihove mejne vrednosti dviga temperature še vedno v skladu s predpisi razreda B. To ne upošteva samo nekaterih zgoraj navedenih dejavnikov, ampak tudi poveča zanesljivost motorja med uporabo. To je bolj koristno in lahko podaljša življenjsko dobo motorja.
4.v zaključku
Tok brez obremenitve in izguba brez obremenitve trifaznega asinhronega motorja s kletko v določeni meri odražata dvig temperature, učinkovitost, faktor moči, sposobnost zagona in druge glavne kazalnike delovanja motorja. Ne glede na to, ali je kvalificiran ali ne, neposredno vpliva na delovanje motorja.Osebje laboratorija za vzdrževanje bi moralo obvladati mejna pravila, zagotoviti, da kvalificirani motorji zapustijo tovarno, presojati nekvalificirane motorje in izvajati popravila, da zagotovijo, da kazalniki delovanja motorjev izpolnjujejo zahteve standardov za izdelke.a
Čas objave: 16. nov. 2023