Ang mga kasalukuyang overload at ang epekto nito sa pagpapatakbo at buhay ng serbisyo ng mga de-koryenteng motor

Ang pagsusuri ng mga asynchronous na pagkabigo ng motor ay nagpapakita na ang pangunahing sanhi ng kanilang pagkabigo ay pagkasira ng pagkakabukod dahil sa sobrang pag-init.

Overloading ng isang de-koryenteng produkto (device) — lumalampas sa aktwal na halaga ng kapangyarihan o kasalukuyang ng isang de-koryenteng produkto (device) kaysa sa na-rate na halaga. (GOST 18311-80).

Ang temperatura ng pag-init ng windings ng de-koryenteng motor ay depende sa mga thermal na katangian ng motor at ang mga parameter ng kapaligiran. Ang bahagi ng init na nabuo sa motor ay napupunta sa init ng mga coils, at ang natitira ay inilabas sa kapaligiran. Ang proseso ng pag-init ay apektado ng mga pisikal na parameter tulad ng kapasidad ng init at pagwawaldas ng init.

Depende sa thermal condition ng electric motor at ang nakapaligid na hangin, ang antas ng kanilang impluwensya ay maaaring mag-iba.Kung ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng motor at kapaligiran ay maliit at ang inilabas na enerhiya ay makabuluhan, kung gayon ang pangunahing bahagi nito ay hinihigop ng paikot-ikot, stator at rotor na bakal, ang pabahay ng motor at iba pang mga bahagi nito. Mayroong matinding pagtaas sa temperatura ng pagkakabukod... Sa pag-init, ang epekto ng pagpapalitan ng init ay ipinahayag nang higit pa at higit pa. Ang proseso ay itinatag pagkatapos maabot ang isang balanse sa pagitan ng init na nabuo at ang init na inilabas sa kapaligiran.

Ang pagtaas ng kasalukuyang sa itaas ng pinahihintulutang halaga ay hindi agad humahantong sa isang kondisyong pang-emergency... Ito ay tumatagal ng ilang oras para maabot ng stator at rotor ang kanilang matinding temperatura. Samakatuwid, hindi na kailangan para sa proteksyon na tumugon sa bawat overcurrent. Dapat niyang patayin ang makina lamang kapag may panganib ng mabilis na pagkasira ng pagkakabukod.

Mula sa punto ng view ng pag-init ng pagkakabukod, ang magnitude at tagal ng kasalukuyang daloy na lumalampas sa nominal na halaga ay napakahalaga. Ang mga parameter na ito ay pangunahing nakasalalay sa likas na katangian ng teknolohikal na proseso.

Overloading ng isang de-koryenteng motor ng teknolohikal na pinagmulan

Ang sobrang karga ng motor na de koryente ay dulot ng panaka-nakang pagtaas ng metalikang kuwintas sa baras ng pinapatakbong makina. Sa ganitong mga makina at pag-install, ang kapangyarihan ng de-koryenteng motor ay nagbabago sa lahat ng oras. Mahirap obserbahan ang isang mahabang panahon kung saan ang kasalukuyang ay nananatiling hindi nagbabago sa magnitude. Ang mga panandaliang malalaking sandali ng paglaban ay pana-panahong lumilitaw sa baras ng motor, na lumilikha ng mga kasalukuyang pag-alon.

Ang ganitong mga overload ay karaniwang hindi nagiging sanhi ng overheating ng mga windings ng motor, na may medyo mataas na thermal inertia.Gayunpaman, na may sapat na mahabang tagal at paulit-ulit na pag-uulit, mapanganib na pag-init ng de-koryenteng motor… Dapat na "ibahin" ng depensa ang pagitan ng mga rehimeng ito. Hindi ito dapat tumugon sa panandaliang pag-load ng shocks.

Ang ibang mga makina ay maaaring makaranas ng medyo maliit ngunit pangmatagalang overload. Ang mga windings ng motor ay unti-unting umiinit sa isang temperatura na malapit sa maximum na pinahihintulutang halaga. Karaniwan, ang de-koryenteng motor ay may isang tiyak na reserba ng pag-init at maliit na overcurrents, sa kabila ng tagal ng pagkilos, ay hindi maaaring lumikha ng isang mapanganib na sitwasyon. Sa kasong ito, hindi kinakailangan ang pag-shutdown. Sa ganitong paraan, dito rin, ang proteksyon ng motor ay dapat "makilala" sa pagitan ng mapanganib at hindi mapanganib na mga labis na karga.

Pang-emergency na labis na karga ng de-koryenteng motor

maliban sa overloading ng teknolohikal na pinagmulan, marahil ang mga emergency na overload na naganap para sa iba pang mga kadahilanan (pinsala sa linya ng supply ng kuryente, pag-jam ng mga gumaganang device, pagbaba ng boltahe, atbp.). Lumilikha sila ng mga partikular na mode ng pagpapatakbo ng isang induction motor at nag-aalok ng kanilang mga kinakailangan para sa mga aparatong pangkaligtasan... Isaalang-alang ang pag-uugali ng isang induction motor sa karaniwang mga emergency mode.

Overloads sa patuloy na operasyon na may pare-pareho ang pagkarga

Ang mga de-koryenteng motor ay kadalasang pinipili na may isang tiyak na reserba ng kuryente. Gayundin, kadalasan ang mga makina ay tumatakbo sa ilalim ng pagkarga. Bilang resulta, ang kasalukuyang motor ay madalas na mas mababa sa na-rate na halaga. Ang mga overload ay nangyayari, bilang panuntunan, sa kaso ng mga teknolohikal na paglabag, pagkasira, pag-jamming at pag-jamming sa gumaganang makina.

Ang mga makina tulad ng mga fan, centrifugal pump, conveyor belt at turnilyo ay may tahimik, pare-pareho o bahagyang nag-iiba-iba ang pagkarga.Ang mga panandaliang pagbabago sa daloy ng materyal ay halos walang epekto sa pag-init ng de-koryenteng motor. Maaari silang hindi papansinin. Ito ay isa pang usapin kung ang mga paglabag sa normal na kondisyon sa pagtatrabaho ay mananatili sa mahabang panahon.

Karamihan sa mga electric drive ay may tiyak na reserba ng kuryente. Ang mga mekanikal na overload ay pangunahing nagdudulot ng pinsala sa mga bahagi ng makina. Dahil sa random na katangian ng kanilang paglitaw, hindi ito tiyak na sa ilalim ng ilang mga pangyayari ay ma-overload din ang de-koryenteng motor. Halimbawa, ito ay maaaring mangyari sa mga screw motor. Ang mga pagbabago sa pisikal at mekanikal na mga katangian ng transported na materyal (kahalumigmigan, laki ng butil, atbp.) Ay agad na makikita sa lakas na kinakailangan upang ilipat ito. Dapat isara ng proteksyon ang de-koryenteng motor kung sakaling magkaroon ng labis na karga na magdulot ng mapanganib na pag-init ng mga windings.

Mula sa punto ng view ng impluwensya ng pangmatagalang overcurrents sa pagkakabukod, dalawang uri ng mga overload ay dapat makilala: medyo maliit (hanggang 50%) at malaki (higit sa 50%).

Ang epekto ng una ay hindi lilitaw kaagad, ngunit unti-unti, habang ang mga epekto ng huli ay lumilitaw pagkatapos ng maikling panahon. Kung ang pagtaas ng temperatura sa itaas ng pinahihintulutang halaga ay maliit, ang pagtanda ng pagkakabukod ay nangyayari nang dahan-dahan. Ang mga maliliit na pagbabago sa istraktura ng insulating material ay unti-unting naipon. Habang tumataas ang temperatura, ang proseso ng pagtanda ay bumibilis nang malaki.

Sa palagay ko ang sobrang pag-init sa itaas ng pinapayagan para sa bawat 8 - 10 ° C ay binabawasan ang buhay ng serbisyo ng pagkakabukod ng mga windings ng motor.Samakatuwid, ang sobrang pag-init ng 40 ° C ay binabawasan ang buhay ng pagkakabukod ng 32 beses! Kahit na ito ay marami, ito ay nagpapakita pagkatapos ng maraming buwan ng trabaho.

Sa mataas na labis na karga (higit sa 50%), ang pagkakabukod ay mabilis na bumagsak sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura.

Upang pag-aralan ang proseso ng pag-init, gagamitin namin ang isang pinasimple na modelo ng engine. Ang pagtaas sa kasalukuyang ay humahantong sa pagtaas ng mga variable na pagkalugi. Nagsisimulang uminit ang coil. Ang temperatura ng pagkakabukod ay nagbabago ayon sa graph sa figure. Ang rate ng steady state na pagtaas ng temperatura ay depende sa magnitude ng kasalukuyang.

Ilang oras pagkatapos mangyari ang isang labis na karga, ang temperatura ng mga paikot-ikot ay umabot sa halagang pinahihintulutan para sa ibinigay na klase ng pagkakabukod. Sa mataas na G-forces ito ay magiging mas maikli, sa mababang G-forces ito ay mas mahaba. Kaya, ang bawat overload na halaga ay magkakaroon ng sarili nitong pinahihintulutang oras na maaaring ituring na ligtas na ihiwalay.

Ang pag-asa ng pinahihintulutang tagal ng labis na karga sa magnitude nito ay tinatawag na labis na karga na katangian ng de-koryenteng motor... Thermophysical properties mga de-koryenteng motor ng iba't ibang uri may ilang pagkakaiba at iba rin ang kanilang mga katangian. Ang isa sa mga tampok na ito ay ipinapakita sa figure na may isang solidong linya.

Katangian ng sobrang karga ng motor (solid na linya) at ninanais na katangian ng proteksyon (dashed line)

Mula sa ibinigay na mga katangian, maaari naming bumalangkas ng isa sa mga pangunahing kinakailangan sa kasalukuyang nakadepende sa overload na proteksyon… Dapat itong itaas depende sa laki ng labis na karga.Ginagawa nitong posible na ibukod ang mga maling alarma na may hindi mapanganib na kasalukuyang mga spike, na nangyayari halimbawa kapag ang makina ay nagsimula. Ang proteksyon ay dapat gumana lamang kapag ito ay nahulog sa zone ng hindi katanggap-tanggap na kasalukuyang mga halaga at ang tagal ng daloy nito. Ang ninanais na katangian nito, na ipinapakita sa figure na may dashed line, ay dapat palaging nasa ibaba ng overload na katangian ng motor.

Ang pagpapatakbo ng proteksyon ay apektado ng isang bilang ng mga kadahilanan (kakulangan ng mga setting, pagkakalat ng mga parameter, atbp.), Bilang isang resulta kung saan ang mga paglihis mula sa average na mga halaga ng oras ng pagtugon ay sinusunod. Samakatuwid, ang putol-putol na linya sa graph ay dapat makita bilang isang uri ng karaniwang katangian. Upang hindi tumawid sa mga katangian bilang isang resulta ng pagkilos ng mga random na kadahilanan, na hahantong sa hindi tamang paghinto ng engine, kinakailangan na magbigay ng isang tiyak na margin. Sa katunayan, ang isa ay dapat gumana hindi sa isang hiwalay na katangian, ngunit may proteksiyon na zone, na isinasaalang-alang ang pamamahagi ng oras ng reaksyon ng proteksyon.

Sa mga tuntunin ng eksaktong mga aksyon sa proteksyon ng motor, ito ay kanais-nais na ang parehong mga katangian ay mas malapit hangga't maaari sa bawat isa. Maiiwasan nito ang hindi kinakailangang pag-trip sa malapit sa pinapahintulutang labis na karga. Gayunpaman, kung mayroong isang malaking pagkalat ng parehong mga katangian, hindi ito makakamit. Upang hindi mahulog sa zone ng hindi katanggap-tanggap na kasalukuyang mga halaga sa kaso ng mga random na paglihis mula sa kinakalkula na mga parameter, kinakailangan na magbigay ng isang tiyak na margin.

Ang proteksiyon na katangian ay dapat na matatagpuan sa isang tiyak na distansya mula sa labis na karga na katangian ng motor upang ibukod ang kanilang kapwa pagtawid.Ngunit ito ay humahantong sa pagkawala ng katumpakan ng pagkilos ng proteksyon ng motor.

Sa rehiyon ng mga alon na malapit sa nominal na halaga, lumilitaw ang isang uncertainty zone. Kapag pumapasok sa zone na ito, imposibleng sabihin nang sigurado kung gagana ang proteksyon o hindi.

Ang disbentaha na ito ay wala sa proteksyon na tumatakbo depende sa temperatura ng paikot-ikot... Hindi tulad ng overcurrent na proteksyon, ito ay kumikilos depende sa sanhi ng pag-iipon ng pagkakabukod, ang pag-init nito. Kapag naabot ang isang temperatura na mapanganib sa paikot-ikot, pinasara nito ang motor, anuman ang dahilan na nagdulot ng pag-init. Ito ay isa sa mga pangunahing bentahe ng proteksyon mula sa temperatura.

Gayunpaman, ang kakulangan ng overcurrent na proteksyon ay hindi dapat palakihin. Ang katotohanan ay ang mga motor ay may isang tiyak na kasalukuyang reserba. Ang rate ng kasalukuyang ng motor ay palaging mas mababa kaysa sa kasalukuyang kung saan ang temperatura ng windings ay umabot sa pinahihintulutang halaga. Ito ay itinatag, ginagabayan ng mga kalkulasyon sa ekonomiya. Samakatuwid, sa rated load, ang temperatura ng windings ng motor ay mas mababa sa pinahihintulutang halaga. Dahil dito, ang isang thermal reserve ng engine ay nilikha, na sa ilang mga lawak ay nagbabayad para sa kakulangan mga thermal relay.

Maraming mga kadahilanan kung saan nakasalalay ang kondisyon ng thermal ng pagkakabukod ay may mga random na paglihis. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang pagtutukoy ng mga katangian ay hindi palaging nagbibigay ng nais na resulta.

Sobra sa variable na tuluy-tuloy na operasyon

Lumilikha ang ilang gumaganang katawan at mekanismo ng mga load na nag-iiba-iba sa malawak na hanay, gaya ng pagdurog, paggiling at iba pang katulad na operasyon. Dito, ang mga panaka-nakang overload ay sinasamahan ng mga underload hanggang idle.Ang anumang pagtaas sa kasalukuyang, kinuha nang hiwalay, ay hindi humantong sa isang mapanganib na pagtaas sa temperatura. Gayunpaman, kung marami at sapat na paulit-ulit ang mga ito, ang epekto ng tumaas na temperatura sa pagkakabukod ay mabilis na naipon.

Ang proseso ng pag-init ng de-koryenteng motor sa isang variable na pagkarga ay naiiba sa proseso ng pag-init sa isang pare-pareho o bahagyang variable na pagkarga. Ang pagkakaiba ay ipinahayag kapwa sa kurso ng mga pagbabago sa temperatura at sa likas na katangian ng pag-init ng mga indibidwal na bahagi ng makina.

Habang nagbabago ang pagkarga, nagbabago rin ang temperatura ng mga likid. Dahil sa thermal inertia ng engine, ang mga pagbabago sa temperatura ay hindi gaanong laganap. Sa isang sapat na mataas na dalas ng paglo-load, ang temperatura ng mga windings ay maaaring ituring na halos hindi nagbabago. Ito ay magiging katumbas ng tuluy-tuloy na operasyon na may pare-parehong pagkarga. Sa mababang dalas (sa pagkakasunud-sunod ng hundredths ng isang hertz at mas mababa) nagiging kapansin-pansin ang mga pagbabago sa temperatura. Ang pana-panahong overheating ng winding ay maaaring paikliin ang buhay ng pagkakabukod.

Sa malaking pagbabago ng pagkarga sa mababang dalas, ang motor ay patuloy na nasa isang lumilipas na proseso. Ang temperatura ng coil nito ay nagbabago pagkatapos ng pagbabagu-bago ng pagkarga. Dahil ang mga indibidwal na bahagi ng makina ay may iba't ibang thermophysical parameter, ang bawat isa sa kanila ay umiinit sa sarili nitong paraan.

Ang kurso ng mga thermal transient sa ilalim ng variable load ay isang kumplikadong phenomenon at hindi palaging napapailalim sa pagkalkula. Samakatuwid, ang temperatura ng mga windings ng motor ay hindi matantya mula sa kasalukuyang dumadaloy sa anumang naibigay na oras. Dahil sa ang katunayan na ang mga indibidwal na bahagi ng de-koryenteng motor ay pinainit sa iba't ibang paraan, ang init ay pumasa mula sa isang bahagi patungo sa isa pa sa de-koryenteng motor.Posible rin na pagkatapos patayin ang de-koryenteng motor, ang temperatura ng mga windings ng stator ay tataas dahil sa init na ibinibigay ng rotor. Kaya, ang magnitude ng kasalukuyang ay maaaring hindi sumasalamin sa antas ng pag-init ng pagkakabukod. Dapat ding tandaan na sa ilang mga mode ang rotor ay magpapainit nang mas masinsinan at mas lumalamig kaysa sa stator.

Ang pagiging kumplikado ng mga proseso ng paglipat ng init ay nagpapahirap na kontrolin ang pag-init ng motor... Kahit na ang direktang pagsukat ng temperatura ng mga windings ay maaaring magbigay ng isang error sa ilalim ng ilang mga kondisyon. Ang katotohanan ay na sa hindi matatag na mga proseso ng init, ang temperatura ng pag-init ng iba't ibang bahagi ng makina ay maaaring magkakaiba, at ang pagsukat sa isang pagkakataon ay hindi maaaring magbigay ng isang tunay na larawan. Gayunpaman, ang pagsukat ng temperatura ng coil ay mas tumpak kaysa sa iba pang mga pamamaraan.

Pana-panahong gawain maaaring i-refer sa pinaka hindi kanais-nais mula sa punto ng view ng aksyon ng proteksyon. Ang pana-panahong pagsasama sa trabaho ay nagpapahiwatig ng posibilidad ng panandaliang labis na karga ng motor. Sa kasong ito, ang magnitude ng labis na karga ay dapat na limitado sa kondisyon ng pag-init ng mga windings, na hindi lalampas sa pinahihintulutang halaga.

Ang proteksyon na "pagsubaybay" sa estado ng pag-init ng coil ay dapat makatanggap ng kaukulang signal. Dahil ang kasalukuyan at temperatura ay maaaring hindi tumutugma sa isa't isa sa mga lumilipas na kondisyon, ang proteksyon batay sa kasalukuyang pagsukat ay hindi maaaring gumanap ng maayos ang papel nito.