0.Введение
Ток холостого хода и потери трехфазного асинхронного двигателя клеточного типа являются важными параметрами, которые отражают эффективность и электрические характеристики двигателя.Это индикаторы данных, которые можно измерить непосредственно на месте использования после изготовления и ремонта двигателя.В определенной степени он отражает основные компоненты двигателя: уровень проектирования и качество изготовления статора и ротора, ток холостого хода напрямую влияют на коэффициент мощности двигателя;потери на холостом ходу тесно связаны с эффективностью двигателя и являются наиболее интуитивно понятным тестом для предварительной оценки характеристик двигателя перед его официальным вводом в эксплуатацию.
1.Факторы, влияющие на ток холостого хода и потери двигателя
Ток холостого хода трехфазного асинхронного двигателя «беличьего типа» в основном включает в себя ток возбуждения и активный ток на холостом ходу, из которых около 90% составляет ток возбуждения, который используется для создания вращающегося магнитного поля и составляет рассматривается как реактивный ток, который влияет на коэффициент мощности COSφ двигателя.Его размер зависит от напряжения на клеммах двигателя и плотности магнитного потока конструкции железного сердечника;во время проектирования, если плотность магнитного потока выбрана слишком высокой или напряжение выше номинального напряжения при работе двигателя, железный сердечник будет насыщен, ток возбуждения значительно увеличится, и соответствующий пустой ток нагрузки будет большим коэффициент мощности низкий, поэтому потери на холостом ходу велики.Остальные10%— активный ток, который используется для покрытия различных потерь мощности при работе на холостом ходу и влияет на КПД двигателя.Для двигателя с фиксированным сечением обмотки ток холостого хода двигателя велик, разрешенный активный ток будет уменьшен, а нагрузочная способность двигателя будет уменьшена.Ток холостого хода трехфазного асинхронного двигателя клеточного типа обычно составляетОт 30% до 70% номинального тока, а потери составляют от 3% до 8% номинальной мощности..Среди них потери в меди в двигателях малой мощности составляют большую долю, а потери в железе в двигателях большой мощности составляют большую долю.выше.Потери холостого хода в двигателях больших типоразмеров в основном представляют собой потери в сердечнике, которые состоят из потерь на гистерезис и потери на вихревые токи.Гистерезисные потери пропорциональны магнитной проницаемости материала и квадрату плотности магнитного потока.Потери на вихревые токи пропорциональны квадрату плотности магнитного потока, квадрату толщины магнитопроницаемого материала, квадрату частоты и магнитной проницаемости.Пропорционален толщине материала.Помимо потерь в сердечнике, существуют также потери возбуждения и механические потери.Когда двигатель имеет большие потери холостого хода, причину неисправности двигателя можно найти по следующим аспектам.1 ) Неправильная сборка, негибкое вращение ротора, плохое качество подшипников, слишком много смазки в подшипниках и т. д. приводят к чрезмерным механическим потерям на трение.2) Неправильное использование большого вентилятора или вентилятора с множеством лопастей приведет к увеличению трения ветра.3) Качество листа кремниевой стали с железным сердечником плохое.4) Недостаточная длина сердечника или неправильное ламинирование приводят к недостаточной эффективной длине, что приводит к увеличению паразитных потерь и потерь в железе.5) Из-за высокого давления во время ламинирования изоляционный слой сердцевины листа кремнистой стали был раздавлен, или изоляционные характеристики исходного изоляционного слоя не соответствовали требованиям.
Один двигатель YZ250S-4/16-H с электрической системой 690 В/50 Гц, мощностью 30 кВт/14,5 кВт и номинальным током 35,2 А/58,1 А.После завершения первого проектирования и сборки были проведены испытания.Ток холостого хода 4-полюса составил 11,5 А, а потери составили 1,6 кВт, это нормально.Ток холостого хода 16-полюсного блока составляет 56,5 А, а потери холостого хода — 35 кВт.Установлено, что 16-Ток холостого хода полюса велик, а потери холостого хода слишком велики.Этот двигатель представляет собой кратковременную рабочую систему,бег на10/5мин.16-Полюсный двигатель работает без нагрузки около1минута.Мотор перегревается и дымит.Двигатель был разобран, перепроектирован и повторно испытан после вторичного проектирования.4-полюсный ток холостого ходасоставляет 10,7 Аи потеря1,4 кВт,что нормально;16-полюсный ток холостого хода46Аи потери на холостом ходусоставляет 18,2 кВт.Считается, что ток холостого хода велик, а потери на холостом ходу все еще слишком велики.Было проведено испытание на номинальную нагрузку.Входная мощность была33,4 кВт, выходная мощностьбыло 14,5 кВт, а рабочий токбыло 52,3А, что было меньше номинального тока двигателя58,1А.Если оценивать исключительно по току, квалифицируется ток холостого хода.Однако очевидно, что потери на холостом ходу слишком велики.Если во время работы потери, возникающие при работе двигателя, преобразуются в тепловую энергию, температура каждой части двигателя будет очень быстро повышаться.Было проведено испытание на холостом ходу, и двигатель задымил после двух секунд работы.минуты.После изменения конструкции в третий раз испытание повторили.4-ток холостого хода полюсабыл 10,5Аи потеря была1,35 кВт, что было нормально;16-полюсный ток холостого ходабыло 30Аи потери на холостом ходубыло 11,3 кВт.Было установлено, что ток холостого хода слишком мал, а потери холостого хода все еще слишком велики., провел тест работы на холостом ходу, и после запускана 3минут мотор перегрелся и задымил.После перепроектирования было проведено испытание.4-полюс практически не изменился,16-полюсный ток холостого ходасоставляет 26Аи потери на холостом ходусоставляет 2360 Вт.Считается, что ток холостого хода слишком мал, потери холостого хода нормальны и16-полюс проходит за5минут без нагрузки, это нормально.Видно, что потери на холостом ходу напрямую влияют на повышение температуры двигателя.
2.Основные факторы, влияющие на потерю сердечника двигателя
При потерях в низковольтных, мощных и высоковольтных двигателях потери в сердечнике двигателя являются ключевым фактором, влияющим на эффективность.Потери в сердечнике двигателя включают основные потери в железе, вызванные изменениями основного магнитного поля в сердечнике, дополнительные (или паразитные) потери.в активной зоне в условиях холостого хода,и магнитные поля утечки и гармоники, вызванные рабочим током статора или ротора.Потери, вызванные магнитными полями в железном сердечнике.Основные потери в железе происходят из-за изменений основного магнитного поля в железном сердечнике.Это изменение может иметь переменную природу намагничивания, например, то, что происходит в зубцах статора или ротора двигателя;оно также может иметь вращательную природу намагничивания, например, то, что происходит в железном ярме статора или ротора двигателя.Будь то переменная намагниченность или вращательная намагниченность, в железном сердечнике будут возникать гистерезис и потери на вихревые токи.Потери в сердечнике в основном зависят от основных потерь в железе.Потери в сердечнике велики, в основном из-за отклонения материала от конструкции или многих неблагоприятных факторов при производстве, приводящих к высокой плотности магнитного потока, короткому замыканию между листами кремнистой стали и скрытому увеличению толщины кремниевой стали. листы..Качество листа кремнистой стали не соответствует требованиям.Как основной магнитопроводящий материал двигателя, соответствие характеристик листа кремниевой стали оказывает большое влияние на производительность двигателя.При проектировании в основном обеспечивается соответствие марки кремнистой стали проектным требованиям.Кроме того, одна и та же марка листа кремнистой стали производится разными производителями.Имеются определенные различия в свойствах материалов.При выборе материалов старайтесь выбирать материалы от хороших производителей кремнистой стали.Вес железного сердечника недостаточен и куски не уплотняются.Вес железного сердечника недостаточен, что приводит к чрезмерному току и чрезмерным потерям в железе.Если лист кремнистой стали окрашен слишком толсто, магнитная цепь будет перенасыщена.В это время кривая зависимости между током холостого хода и напряжением будет серьезно искривлена.Во время производства и обработки железного сердечника ориентация зерен на поверхности штамповки листа кремнистой стали будет повреждена, что приведет к увеличению потерь в железе при той же магнитной индукции.Для двигателей с регулируемой частотой также необходимо учитывать дополнительные потери в железе, вызванные гармониками;это то, что следует учитывать в процессе проектирования.Учтены все факторы.другой.В дополнение к вышеуказанным факторам, расчетное значение потерь в железе двигателя должно основываться на фактическом производстве и обработке железного сердечника и стараться сопоставить теоретическое значение с фактическим значением.Характеристические кривые, предоставленные основными поставщиками материалов, измерены в соответствии с методом квадратного круга Эпштейна, а направления намагничивания различных частей двигателя различны.Эти особые потери при вращении железа в настоящее время невозможно принять во внимание.Это приведет к несоответствию расчетных значений и измеренных значений в той или иной степени.
3.Влияние повышения температуры двигателя на структуру изоляции
Процесс нагрева и охлаждения двигателя относительно сложен, и повышение его температуры изменяется со временем по экспоненциальной кривой.Чтобы предотвратить превышение стандартных требований по повышению температуры двигателя, с одной стороны, уменьшаются потери, создаваемые двигателем;с другой стороны, увеличивается теплоотдача двигателя.Поскольку мощность одного двигателя увеличивается с каждым днем, улучшение системы охлаждения и увеличение мощности рассеивания тепла стали важными мерами по снижению повышения температуры двигателя.
Когда двигатель работает в номинальных условиях в течение длительного времени и его температура достигает стабильности, допустимое предельное значение повышения температуры каждого компонента двигателя называется пределом повышения температуры.Предел повышения температуры двигателя установлен национальными стандартами.Предел повышения температуры в основном зависит от максимальной температуры, допускаемой изоляционной конструкцией, и температуры охлаждающей среды, но он также связан с такими факторами, как метод измерения температуры, условия теплопередачи и рассеивания тепла обмотки, а также условия разрешенная интенсивность теплового потока.Механические, электрические, физические и другие свойства материалов, используемых в конструкции изоляции обмоток двигателя, под воздействием температуры постепенно ухудшаются.При повышении температуры до определенного уровня свойства изоляционного материала претерпят существенные изменения, вплоть до потери изоляционной способности.В электротехнике изоляционные конструкции или системы изоляции в двигателях и электроприборах часто разделяют на несколько классов термостойкости в зависимости от их экстремальных температур.Когда изоляционная конструкция или система работает при соответствующем уровне температуры в течение длительного времени, она, как правило, не приводит к нежелательным изменениям характеристик.В изоляционных конструкциях определенного класса термостойкости не всегда могут использоваться изоляционные материалы одного и того же класса термостойкости.Степень термостойкости изоляционной конструкции комплексно оценивается путем проведения имитационных испытаний на модели используемой конструкции.Изоляционная конструкция работает при определенных экстремальных температурах и может обеспечить экономичный срок службы.Теоретические выводы и практика доказали, что существует экспоненциальная зависимость между сроком службы изоляционной конструкции и температурой, поэтому она очень чувствительна к температуре.Для некоторых двигателей специального назначения, если срок их службы не должен быть очень продолжительным, с целью уменьшения габаритов двигателя допустимая предельная температура двигателя может быть увеличена на основании опыта или данных испытаний.Хотя температура охлаждающей среды варьируется в зависимости от используемой системы охлаждения и охлаждающей среды, для различных используемых в настоящее время систем охлаждения температура охлаждающей среды в основном зависит от температуры воздуха и численно равна температуре воздуха.Почти такой же.Различные методы измерения температуры приводят к разным различиям между измеренной температурой и температурой самой горячей точки измеряемого компонента.Температура самой горячей точки измеряемого компонента является ключом к оценке того, сможет ли двигатель безопасно работать в течение длительного времени.В некоторых особых случаях предел повышения температуры обмотки двигателя часто не полностью определяется максимально допустимой температурой используемой изоляционной конструкции, но необходимо учитывать и другие факторы.Дальнейшее повышение температуры обмоток двигателя обычно означает увеличение потерь двигателя и снижение КПД.Увеличение температуры обмотки вызовет увеличение термических напряжений в материалах некоторых связанных деталей.Другие, такие как диэлектрические свойства изоляции и механическая прочность металлических материалов проводника, будут иметь неблагоприятные последствия;это может вызвать затруднения в работе системы смазки подшипников.Поэтому, хотя некоторые обмотки двигателей в настоящее время соответствуют классуИзоляционные конструкции класса F или H, их пределы превышения температуры по-прежнему соответствуют нормам класса B.Это не только учитывает некоторые из вышеперечисленных факторов, но и повышает надежность мотора в процессе эксплуатации.Это более выгодно и может продлить срок службы двигателя.
4.в заключение
Ток холостого хода и потери холостого хода трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым двигателем в определенной степени отражают повышение температуры, КПД, коэффициент мощности, пусковую способность и другие основные показатели производительности двигателя.От того, квалифицирован он или нет, напрямую зависит производительность двигателя.Персонал лаборатории технического обслуживания должен освоить правила пределов, обеспечивать выпуск квалифицированных двигателей с завода, выносить суждения о неквалифицированных двигателях и проводить ремонт для обеспечения соответствия показателей работы двигателей требованиям стандартов на продукцию.
Время публикации: 16 ноября 2023 г.