Факторы, влияющее на надежность и долговечность работы асинхронных электродвигателей

Обеизвестно, что асинхронные общепромышленные и крановые электродвигатели состаявляют основу привода большинства механизмов. Поэтому вопрос целесообразности ремонта вышедшего из строя мотора постоянно актуален для соответсвующих служб большинства промышленных предприятий.

Неизбежными факторами, влияющими на надежность и долговечность работы асинхронных электродвигателей, являются:

- температура обмоток;

- вибрация;

- воздействие влаги.

Рассмотрим влияние вышеуказанных факторов на работу электродвигателя после капитального ремонта.

1. Капитальный ремонт электродвигателя предполагает полную замену обмоток статора и ротора, если он фазный. Для извлечения старой обмотки в 90% случаев применяется тепловая обработка статора вместе со станиной при температуре 200-250°С в течение 2-3 часов. Такая операция, особенно проводимая повторно, существенно ухудшает свойства электротехнической стали, значительно увеличивает ее магнитные потери, прежде всего, из-за разрушения электроизоляционного покрытия между отдельными листами магнитопровода. ГОСТ на электротехническую сталь нормирует, так называемый, «коэффициент старения». Он характеризует процент увеличения удельных потерь в стали при выдержке ее в течение 120 часов в температурном режиме 120-150°С и составляет 3-8% для сталей различных марок. Несложно представить, каким будет «коэффициент старения» стали при неоднократном воздействии на сердечник статора температуры 250°С. Большие магнитные потери заметно снижают К.П.Д. двигателя и приводят к интенсивному нагреву его обмоток, особенно если мощность двигателя более 15-30 кВт. В этом случае стальные потери могут составлять до 40% от общих потерь.
2. Нагрев статора до предельно высокой температуры приводит к деформации посадочных поверхностей замков, что весьма ощутимо для электродвигателей в алюминиевом корпусе; как следствие нарушается равномерность воздушного зазора между статором и ротором, появляется касание ротора о статор, увеличивается общая вибрация электромашины.

Из комплектующих изделий при «рециклировании» заменяются, как правило, только подшипники. Подшипниковые щиты, крышки подшипников и ротора используют от двигателей, отработавших свой ресурс. Бывшие в употреблении детали имеют зачастую недопустимый износ посадочных поверхностей, особенно ступиц щитов под посадку подшипников. Неоднократная напрессовка и распрессовка деталей приводного механизма вызывает повышенное радиальное биение выходного конца вала. Перечисленные отклонения также негативно сказываются на равномерности воздушного зазора между статором и ротором с последствиями повышенной вибрации, о которых говорилось выше.

Многочисленные проверки восстановленных электромоторов в контрольных лабораториях нашего предприятия показали, что допуски установочно-присоединительных размеров на всех проверяемых двигателях не соответствуют предусмотренным ГОСТ 8592-79. Наибольшую погрешность имеют параллельность опорной поверхности лап оси вращения двигателя, радиальное биение выходного конца вала, радиальное и особенно торцевое биение крепительного фланца.

1. Из-за отсутствия стандартных запасных частей в «рециклированных» электродвигателях нередко применяются резиновые уплотнения кустарного производства. Их использование между станиной и коробкой выводов, между крышкой и коробкой выводов приводит к нарушению степени защиты электромашины, установленной заводом- изготовителем, к опасности проникновения влаги внутрь двигателя, особенно работающего на открытом воздухе.

Все вышесказанное убедительно доказывает, что «рециклированные» электродвигатели при работе испытывают на себе повышенное воздействие всех трех неблагоприятных факторов: тепла, вибрации, влаги.

Нельзя забывать про общеизвестное правило «десяти градусов»: срок службы изоляции уменьшается вдвое при превышении рабочей температуры изоляции на 10°С выше допустимой.

Интересные результаты по исследованию совместного влияния высокой температуры и повышенной вибрации на срок службы асинхронных электродвигателей представлены в книге Гольдберга О. Д. «Качество и надежность асинхронных двигателей», М., «Энергия», 1968г. В ней представлены результаты экспериментов по определению надежности обмоток двух партий асинхронных двигателей А2-71-4. Первая партия электродвигателей проверялась на воздействие только одного фактора - теплового старения при повышенной температуре. Вторая партия испытывалась при воздействии двух факторов - теплового старения и вибрационного ускорения равного 1,5g. По результатам испытаний средняя наработка на отказ первой партии составила 1432 часа, а второй - 330 часов. Другими словами, при добавлении к фактору теплового старения фактора вибрации средняя наработка на отказ уменьшилась более чем в 4 раза!Суммарное воздействие неблагоприятных факторов, которым неизбежно подвергается «рециклированный» электродвигатель, кратно уменьшает показатели их надежности в сравнении с теми, которые гарантирует завод - изготовитель.

http://www.edvin-barnaul.ru/statii/istori_dvigat.php

Введение. Распространенность применения электродвигателей в наше время не вызывает никаких сомнений. Вы можете найти электродвигатель практически в любом агрегате: в стиральной машине, пылесосе, токарном станке, погружном водяном насосе, системе вентиляции угольных шахт, топливораздаточной колонке на АЗС и в бормашине стоматолога. Поэтому мы решили в какой-то степени

облегчить восприятие сухих технических формулировок для посетителя нашего сайта или потенциального покупателя, желающего понимать в приобретаемом товаре несколько больше. Очевидно, что крупные покупатели и промышленники прекрасно разбираются в предмете покупки, но тем не менее мы также обращаем внимание на множество неприоритетных факторов и показателей, которые могут создавать такой продукции, как электродвигатель, свою репутацию.

. Историческая справка. Сам электродвигатель был изобретен в 1834 г. Б. С. Якоби, русским физиком и электротехником, причем двигатель был вполне работоспособным и достаточно мощным, его усовершенствованная модель в 1838 г., установленная на боте, позволила двигаться по реке со скоростью около 4,5 км/ч с десятком человек на борту. Источником тока ему служила мощная батарея гальванических элементов. Для сравнения, первый рабочий образец ДВС появился только во второй половине 19 века. Однако, до тех пор, пока не был изобретен и внедрен в производство совершенный электрический генератор, электродвигатели не могли найти широкого применения, так как питать их от батареи было слишком дорого и невыгодно. Двигатель переменного тока построил в 1841 году Чарльз Уитстон.

. Началом практического применения переменного тока для целей электропривода следует считать 1889 год, когда выдающийся русский инженер М. О. Доливо-Добровольский предложил для практического применения трехфазную систему переменного тока и построил трехфазный асинхронный двигатель и трехфазный трансформатор. Первая линия электропередачи трехфазного переменного тока протяженностью 175 км при напряжении 15 тысяч вольт с применением трехфазных трансформаторов была сооружена Доливо-Добровольским в 1891 году. Результаты испытаний этой линии подтвердили возможность применения системы трехфазного тока для передачи значительных количеств электроэнергии при сравнительно высоком КПД. К началу 20 века были созданы все основные виды электрических машин и разработаны основы их теории.

Начиная с этого времени быстрыми темпами происходит электрификация промышленности и транспорта. В связи с этим растут мощности электростанций, создаются турбогенераторы – машины, непосредственно соединенные с паровой турбиной. Увеличивается мощность генераторов и трансформаторов. Если в 1900 году мощность генератора не превышала 5 тыс. кВт, то к 1920 году были построены турбогенераторы мощностью 60 тыс. кВт. Применение водородного охлаждения дало возможность строить турбогенераторы мощностью более 500 тыс. кВт. Параметры электромоторов (упрощенная версия). К общепонимаемым и доступным характеристикам электродвигателей относятся:

1. Номинальная (максимальная) мощность, измеряется в Ваттах. Первый и важнейший параметр, определяется конструкцией, применяемыми материалами, качеством и технологией изготовления. Достаточно сказать: два однотипных электродвигателя, с одинаковыми размерами и массой, могут различаться по мощности в два и более раз, только за счет качества изготовления. Собственно этим пунктом в основном и определяется цена мотора;

2. Номинальные ток и напряжение, сопротивление обмотки – характеризуют данные провода, которым намотан двигатель. Соответственно Амперы, Вольты и Омы (мили Омы). Эти параметры связаны между собой: при намотке более толстым проводом, его сопротивление ниже, возрастает максимально допустимый ток. При номинальной мощности, двигатель рассчитан на более низкое напряжение питания. Определяют соотношение следующих параметров;

3. Номинальные обороты (об. в мин.) и момент на валу (Ньютон/метр). Мощность можно распределить по-разному – в зависимости что предпочтительней, высокие обороты или высокий крутящий момент. Кроме параметров обмоток, сама конструкция электродвигателя направлена на получение либо высоких оборотов, либо высокого момента, действует так же простое правило рычага - двигатель большего диаметра будет иметь более высокий момент и низкие обороты. Под известной нагрузкой, измерив обороты, вычисляют отдаваемую мощность двигателя;

4. КПД, коэффициент полезного действия – отношение отдаваемой мощности к подводимой. Взяв из паспорта номинальные (максимальные) значения напряжения и тока, перемножив их, получим подводимую мощность в Ваттах, ее то производитель и указывает, а вот чтобы узнать, сколько Вт достанется винту или попадет на вход редуктора, необходимо учесть кпд мотора;

5. Геометрические размеры, масса. Думаю, пункт не требует комментариев;

6. В связи с использованием постоянных магнитов, важный параметр – критическая температура - максимальная температура, при которой магниты сохраняют свои свойства. Нагрев свыше критического приводит к необратимому снижению магнитных свойств материала, соответственно, падению мощности и КПД. Обычно ниже температуры, которую выдерживают обмотки, потому двигатель можно запороть и без дыма.

Для тех, кого напугал предыдущий абзац: в большинстве двигателей формируется два магнитных поля – неподвижное и переменное, причем неподвижное создается постоянными магнитами, а переменное – обмоткой (электромагнитом). С неподвижным полем все ясно – у магнита существует два полюса, северный и южный, разноименные полюса притягиваются, одноименные отталкиваются, т.е. появляется сила взаимодействия. Чтобы заставить двигатель вращаться, необходимо периодически изменять направление взаимодействия – притянули полюс, оттолкнули, опять притянули – оттолкнули. В коллекторных электродвигателях подобную функцию выполняет узел коллектор/щетки, являющийся частью самого мотора, в бесколлекторных, внешняя электронная схема – контроллер. Т.е. основное отличие коллекторного мотора от БК в способе формирования переменного электромагнитного поля. Ротором, т.е. вращаться, может как блок постоянных магнитов, так и обмотки, ротор может быть как внутри статора, так и снаружи, охватывать его. Это конструктивные варианты исполнения. Большинство силовых коллекторных электромоторов для моделей имеют неподвижные магниты на внешнем статоре и, соответственно, подвижные обмотки ротора – якорь, коллектор смонтирован непосредственно на якоре. Большинство же БК моторов имеют неподвижные обмотки на статоре и вращающийся ротор с постоянными магнитами, т.к. пропадает необходимость в щеточном узле для передачи электроэнергии на подвижную часть.

Главной связующей нитью между продукцией нашего торгового знака ЭНЕРАЛ и излагаемым техническим материалом модно считать вполне определенную экономическую выгоду для приобретающего нашу продукцию пользователя. ООО «ЭДВиН», будучи поставщиком асинхронных общепромышленных и крановых двигателей проводило полноценное тестирование параметров своей продукции. Главным направлением, кроме определения соответствия требуемым параметрам ГОСТов , было определить сильные и слабые стороны электродвигателей ЭНЕРАЛ. Данные испытания лаборатории электротехнических изделий «РегионТест» ГОУ ВПО ИГХТУ показали, что все параметры продукции бренда ЭНЕРАЛ соответствуют типовым данным для серийного производства.

В качестве поставщика электродвигателей ЭНЕРАЛ мы испытываем определенное удовлетворение тем фактом, что можем обозначать статистический показатель брака среди продукции не более 3%.

Учитывая вышеизложенное, и присовокупив к этому наилучшие коммерческие условия, предлагаемым ООО «ЭДВиН» (цена, условия дистрибьюции в регионы, складской ассортимент), можно уверенно утверждать, что продукция ЭНЕРАЛ станет Вашим надежным спутником в бизнесе….

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: