7 характерных особенностей работающего электродвигателя.

Сегодня электродвигатели встречаются в разных сферах производства и быта. Как правило на предприятиях есть специалисты, которые умеют работать с электрическими машинами, а вот простые пользователи часто имеют неглубокие знания в этой области. Очень часто простые ошибки допущенные из-за незнания особенностей работающего электродвигателя приводят к его преждевременному износу и как следствие к необходимости ремонта двигателя , а это затраты , простой оборудования и т.д. Чтобы такого не допускать, познакомимся подробнее с особенностями связанными с работой электродвигателей. Особенность № 1. Незначительный перегрев уменьшает срок эксплуатации. Многие ошибочно считают, что незначительный перегрев не навредит двигателю, поэтому не обращают внимания на его температуру. Основными причинами нарушений температурного режима чаще всего бывают: • перегрузки; • закрытие вентиляционных отверстий; • пыль на обмотках статора. Известно, что электродвигатели различаются по классам изоляции обмоток. По этим классам определяется допустимая температура у работающего электродвигателя. Она указывается на табличке. Более подробно о классах изоляции читайте здесь. Доказано, что при превышении предельной температуры, быстро разрушается изоляция. Как правило, это происходит значительно быстрее, чем в нормальных температурных условиях. Перегретый двигатель мгновенно не выходит из строя, но срок его эксплуатации может снизиться до двух раз. В случае повышения температуры необходимо остановить двигатель и разбираться с причиной. Особенность № 2. Некачественное питающее напряжение ухудшает параметры электродвигателя Нормальная работа электрической машины невозможна без напряжения хорошего качества. Показателями низкого качества считаются такие параметры: 1. Отклонения напряжения питания. Работа при пониженном напряжении приводит к нагреву изоляции, а затем к преждевременной поломке. Исследования показатели, что напряжение, пониженное на 10%, увеличивает токи ротора до 14%, а токи статора до 10%. 2. Колебания напряжения питания. Нестабильное напряжение серьёзно нарушает работу двигателя, например, при очень низком напряжении он может остановиться. Кроме того, сниженное напряжение увеличивает потребляемый ток, а он разогревает обмотки, а значит, снижается срок эксплуатации двигателя. Доказано, что продолжительная работа с пониженным на 10% напряжением, вдвое сокращает период эксплуатации. 3. Несинусоидальная форма напряжения. По сравнению с синусоидальным режимом в этом режиме присутствуют высшие гармоники напряжения, которые ускоряют процесс старения обмоток. Кроме того, при отклонении на 5% от синусоиды через 2 года диэлектрические потери конденсаторов увеличиваются в 2 раза. 4. Несимметричность фаз. При нарушении симметрии фаз, появляются токи с обратной последовательностью, которые вместе с токами прямой последовательности, дополнительно разогревают ротор и статор, кроме того, уменьшают мощность двигателя. Например, при несимметричности до 4% срок эксплуатации двигателя уменьшается почти в 2 раза. А также из-за магнитного поля токов с обратной последовательностью появляются вихревые токи. Они нагревают ротор и создают вибрацию.

И что мы получаем в итоге ? Правильно , мы получаем необходимость проводить ремонт электродвигателя в 2 раза чаще чем того требует оборудование. Особенность № 3. Перегрузка разрушает электрическую машину Под нагрузкой понимают момент сопротивления на валу или параметр пропорциональный ему – ток статора. В работающем электродвигателе измерить момент сопротивления невозможно, поэтому нагрузка контролируется по току статора и сравнивается с паспортным значением. Перегрузки электродвигателя носят различный характер. 1. Технологические. Для отдельных установок необходимы частые включения. Из-за кратковременного сопротивления возникают колебания тока. Обмотки перегреваются не сразу, так как существует тепловая инерция. В этом случае защита настраивается на опасный нагрев, а не на пиковые значения токов. В электрических машинах с редкими, но длительными нагрузками, обмотки разогреваются постепенно до допустимого значения. Так как у электрической машины всегда существует допуск по нагреву, то авария не возникает. Защита на эти перегрузки не срабатывает. 2. Аварийные. Чаще всего причинами перегрузок такого вида являются: • состояние питающей сети; • падение напряжения; • разрушение рабочих агрегатов. Устройство, защищающее от перегрузок, подбирается согласно режимам работы. 1. Длительный режим при постоянной нагрузке. Отличается невысокой вероятностью перегрузки. Как правило, привод работает в недогруженном состоянии, так как электрические машины имеют запас по мощности. Для таких двигателей защита срабатывает от превышения током порогового значения или при опасной температуре. 2. Кратковременный режим. У двигателя чередуются перегрузки, недогрузки, работа без нагрузки. Частое увеличение величины тока имеет накопительный характер и заканчивается разрушением изоляции. 3. Повторно–кратковременный режим. При каждом включении происходит кратковременная перегрузка. Для изоляции такие броски недопустимы. Они приводят к преждевременному её разрушению. Защита, работающая на замерах тока, в этом режиме не эффективна, так как во время переходного процесса температура и ток не совпадают. Особенность № 4. Частые запуски снижают продолжительность эксплуатации Чтобы повысить производительность оборудования иногда требуется выполнять частые запуски некоторых станков. Встречаются электроприводы, которые требуют до 800 включений в час. Для повышения надёжности в системах управления используются устройства, которые контролируют количество пусков. Этот параметр требуется контролировать, так как при пуске резко возрастает пусковой ток, который дополнительно нагревает обмотку. Требуется время, чтобы обмотка остыла. При частых пусках обмотка не остывает, а значит, у изоляции снижается срок службы. Допустимое количество пусков электродвигателя в час производитель указывает в паспортных данных на основании испытания в часовом режиме. Указанная величина определяет количество пусков в час, при которых средняя температура обмоток не превысит максимально допустимый порог. Особенность № 5. Неправильный выбор коэффициента мощности (обозначается cos ) даёт повышенный расход электроэнергии У электрооборудования, работающего с реактивной составляющей, есть сдвиг по фазе напряжения и тока. Величина рассчитанного коэффициента указывает на отставание или опережение тока. В электродвигателе полезная работа (вращение привода) выполняется активной энергией, а формирование магнитного поля осуществляется реактивной энергией. Если электродвигатель не соответствует нагрузке, то cos будет низким, а это приведёт к излишнему расходу электроэнергии. Особенность № 6. Высокоэффективные модели экономят электроэнергию Официального понятия высокоэффективного электродвигателя не существует. К этой категории относятся модели, в которых сведены к минимальному значению электрические и механические потери, а значит, они отличаются низким энергопотреблением. Высокую эффективность двигателю дают сочетания удачной конструкции вентилятора, подшипников, пазов статора, температуры нагрева, уровней вибрации и шума. Электродвигатель, сделанный по такой технологии, экономит до 2% электроэнергии. Особенность № 7. С устройством плавного пуска повышается надёжность Каждый пуск для двигателя сопровождается отрицательными последствиями: • для преодоления тормозящего момента на валу, создаётся большой пусковой момент, который вызывает просадку питающего напряжения. Это негативно отражается на всех потребителях, подключённых к данной сети; • во время пуска происходит рывок ротора, из-за которого чаще всего разрушаются элементы приводного механизма; • при пуске происходит бросок тока до опасной величины. Протекая по обмоткам статора, ток нагревает изоляцию, а значит, существует опасность появления межвиткового замыкания. Устройством плавного пуска уменьшается стартовый ток, поэтому снижается просадка напряжения, и, как следствие, сохраняется рабочая температура обмоток статора. Кроме того, снижается пусковой момент, и двигатель плавно без рывков выходит на рабочий режим. К недостаткам такого устройства можно отнести: • отсутствие экономического эффекта из-за растягивания времени пуска; • появление высших гармоник пускового тока. Они дополнительно нагревают обмотки и отрицательно влияют на питающую сеть. Однако даже с этими недостатками плавный пуск, прежде всего, продлевает время использования электродвигателя. Итак, каждая особенность по-своему влияет на работу электродвигателя. Их знание позволяет простому пользователю правильно выбрать модель электрической машины, и обеспечить её правильную эксплуатацию на длительное время , а так же избежать преждевременного ремонта электродвигателя или его замену.