От чего зависит срок службы электродвигателей

Содержание

Содержание

Режимы работы электродвигателей – это определенный порядок чередования периодов, который характеризуется:

  • продолжительностью и величиной нагрузки;
  • условиями охлаждения;
  • частотой пуска и отключений;
  • частотой реверса;
  • соотношениями потерь в периоды установившегося движения и пуска.

Так как существует множество режимов, выпуск двигателей для каждого из них нецелесообразен, поэтому серийные двигатели проектируются согласно ГОСТ для работы в восьми номинальных режимах. Номинальные данные содержатся в паспорте электродвигателя. Оптимальное функционирование агрегата гарантируется при его эксплуатации при номинальной нагрузке и в номинальном режиме.

Классы изоляции обмоток электродвигателей (нагревостойкости)

От чего зависит срок службы электродвигателей

Электродвигатель в разрезе

Во время работы электродвигателей происходит их нагрев. Допустимый нагрев электрических двигателей зависит от класса изоляции обмоток. Нагрев электродвигателя является основным критерием выбора его мощности. Электродвигатель считается выбранным правильно, если он выполняет предназначенные ему функции и не перегревается, т.е. изоляция его обмоток выдерживает температуру нагрева, которая не превышает допустимого предела.

Этот предел зависит от срока службы машины и определяется классом изоляции обмоток (нагревостойкости)  электродвигателя.

Температурой окружающего воздуха, при которой электродвигатель может работать с номинальной мощностью, считается 40ºС. При повышении температуры окружающего воздуха более 40ºС, нагрузка на электродвигатель должна быть снижена настолько, чтобы температура отдельных его частей не превышала допустимых значений.

Предельные допустимые превышения температуры активных частей электродвигателей (при температуре окружающей среды 40ºС и высоте над уровнем моря не более 1000 м):

  • Класс Y: допустимая температура нагрева до 90°C.
  • Класс A: допустимая температура нагрева до 105°C.
  • Класс E: допустимая температура нагрева до 120°C.
  • Класс B: допустимая температура нагрева до 130°C.
  • Класс F: допустимая температура нагрева до 130°C.
  • Класс H: допустимая температура нагрева до 180°C.
  • Класс C: допустимая температура нагрева свыше 180°C

В таблице приведены в качестве примера предельно допускаемые превышения температуры Tmax для отдельных частей электрических машин общего применения (О) и тяговых (Т) при продолжительном режиме работы при измерении температуры обмоток по методу сопротивления (т. е. по измерению сопротивления соответствующей обмотки в результате нагрева), а температуры коллектора и контактных колец —с помощью термометров. Эти данные соответствуют температуре окружающей среды +40 °С для машин О и +25 °С для машин Т.

От чего зависит срок службы электродвигателей

Если температура окружающей среды больше или меньше +40 или +25 °С, то стандарт разрешает определенные изменения допустимых превышений температур. При работе машины в горных местностях, где из-за понижения атмосферного давления ухудшается теплоотдача, стандарт предусматривает некоторое уменьшение допустимых превышений температуры.

У асинхронных двигателей, вместе с уменьшением напряжения питающей сети, в  квадрате уменьшается мощность на валу двигателя. Кроме того, уменьшение напряжения ниже 95% от номинального приводит к значительному росту тока двигателя и нагреву обмоток.

Рост напряжения выше 110% от номинального также ведет к росту тока в обмотках двигателя, увеличивается нагрев статора за счет вихревых токов.

Каждое превышение допустимой температуры обмоток на 10°С может сократить срок службы изоляции вдвое. Это иллюстрирует номограмма, приведенная ниже.

От чего зависит срок службы электродвигателей

Чем выше класс изоляции, тем интенсивнее использование электродвигателя по нагреву и тем меньше его размеры при той же мощности. В настоящее время в электрических машинах применяются изоляционные материалы классов Е, В и F. Материалы класса Н используются значительно реже.

Как правило, для частотно-регулируемого электропривода рекомендуется применять электродвигатели с изоляцией класса  F.

Популярные товары

Токовые перегрузки и их влияние на работу и срок службы электродвигателей

Анализ повреждений асинхронных двигателей показывает, что основной причиной их выхода из строя является разрушение изоляции из-за перегрева.

Перегрузка электротехнического изделия (устройства) — превышение фактического значения мощности или тока электротехнического изделия (устройства) над номинальным значением. (ГОСТ 18311-80). Температура нагрева обмоток электродвигателя зависит от теплотехнических характеристик двигателя и параметров окружающей среды.

На процесс нагрева влияют такие физические параметры, как теплоемкость и теплоотдача.

В зависимости от теплового состояния электродвигателя и окружающего воздуха степень их влияния может быть различной. Если разность температур двигателя и окружающей среды

Срок службы электродвигателя

Электродвигатели бывают переменного и постоянного тока., их конструкция надежнее, эксплуатация проще, что допускает использование в производстве бытовой техники для дома, лебедок, компрессоров, насосов, станков, вентиляторов для промышленности. О сроке службы необходимо думать на этапе выбора модели.

Если параметры двигателя соответствуют регулярности применения и условиям эксплуатации, он служит долго при условии, что соблюдаются правила эксплуатации.

Оба вида этого оборудования работают от переменного тока. Скорость синхронных двигателей постоянная, частота вращения магнитного поля равна частоте вращения . Отличительные особенности: коэффициент мощности до 0,9; КПД на 1-3% выше, чем у асинхронного оборудования; высокая прочность благодаря сравнительно большому воздушному зазору; низкая чувствительность к скачкам напряжения с электросети;

Советы по эксплуатации

Завод изготовитель к каждому изделию прилагает инструкцию. На протяжении всего срока службы электродвигателя необходимо строго придерживаться описанных в ней требований и рекомендаций. При необходимости или для разъяснения каких-либо спорных вопросов можно сделать запрос заводу-изготовителю.

В работе, на протяжении всего срока службы, электродвигатель нуждается в ежедневном, еженедельном или с другой периодичностью контроле и осмотре:

  • замер сопротивления изоляции обмоток ротора и статора (также проводится перед каждым пуском);
  • замер температуры обмоток (при номинальной нагрузке);
  • контроль температуры подшипников (допускается органолептический метод);
  • контроль вибрации двигателя и приводимого механизма.

Недопустимо использовать электродвигатель в помещениях без вентиляции, это приводит к повышенному нагреву его обмоток, как следствие, значительно сокращается срок службы. Необходимо контролировать и влажность в помещении, влага из воздуха может конденсироваться в электродвигателе из-за разницы температур, что приведет к снижению сопротивления изоляции и повышенному нагреву обмоток. Подшипники электродвигателя тоже могут пострадать из-за конденсата, особенно после длительного простоя.

Одной из наиболее распространенных причин выхода из строя электродвигателя является качество электроэнергии. Качество электроэнергии определяется ГОСТ 32144-2013. При снижении напряжения питающей сети увеличивается ток статора и, соответственно, происходит нагрев обмоток. Нагрев обмоток значительно сокращает срок службы изоляции.

Из-за повышенного напряжения происходит увеличение магнитного потока статора, тока намагничивания, что приводит к нагреву сердечника. Температуры достигают критических отметок, вплоть до пожара стали. К тому же из-за повышенного питающего напряжения происходит отбор реактивной мощности из сети, что отрицательно сказывается на потребителях.

Основные режимы работы электродвигателей

Существуют три основных (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный) и пять дополнительных режимов работы, условно маркированных согласно международной классификации S1-S8. Отечественные электромашиностроительные заводы в обязательном порядке включают номинальные данные на основные режимы в каталоги и паспорт агрегата.

Популярные статьи  Какой счетчик электроэнергии лучше выбрать на 380 Вольт, чтобы был простой и надежный?

Продолжительный режим (S1) предусматривает длительный и беспрерывный рабочий период, во время которого двигатель нагревается до установившейся температуры. Он может «подразделяться» на два вида:

  • Режим с постоянной нагрузкой (без изменения температуры в период работы). В нем функционируют двигатели конвейеров, электроприводы вентиляторов и насосов.
  • Режим с изменяющейся нагрузкой (температура поднимается или падает с изменением нагрузки). Он используется при работе металлорежущих, деревообрабатывающих и прокатных станков.

Кратковременный режим работы электродвигателя (S2) характеризуется непродолжительным рабочим периодом (по стандартам 10, 30, 60, 90 минут) без нагрева двигателя до установившейся температуры с последующим его охлаждением во время паузы до температуры окружающей среды. В этом режиме действуют электроприводы запорных устройств (вентилей, шлюзов, заслонок и т.д.). В паспорте двигателя указывается продолжительность рабочего периода (например, S2 – 60 мин.).

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя (S3) – режим, при котором в течение рабочего периода нагрев двигателя не достигает установившейся температуры, а во время паузы не происходит охлаждения до температуры окружающей среды. Он характеризуется непрерывным чередованием периодов работы под нагрузкой и вхолостую. Так функционируют электроприводы подъемных кранов, экскаваторов и лифтов, то есть устройств, действующих циклично.

Дополнительные режимы работы электродвигателей

Дополнительные режимы обозначены маркерами S4-S8. Они введены для более удобного эквивалентирования произвольных режимов и расширения номенклатуры номинальных режимов.

S4 – повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов. Каждый цикл работы включает в себя:

  • длительный период пуска, в течение которого пусковые потери оказывают влияние на температуру узлов агрегата;
  • период функционирования при постоянной нагрузке без нагрева до устоявшейся температуры;
  • паузу, во время которой не предусмотрено охлаждение двигателя до температуры окружающей среды.

S5 – повторно-кратковременный режим с электрическим торможением. В цикл работы входят:

  • долгое время пуска;
  • время работы при постоянной нагрузке без нагрева до устоявшейся температуры;
  • период быстрого электрического торможения;
  • период работы вхолостую без охлаждения до температуры окружающей среды.

S6 – перемежающийся режим работы. Цикл работы состоит из:

  • периода функционирования с постоянной нагрузкой;
  • паузы.

В течение обоих периодов температура двигателя не достигает установившегося значения.

S7 – перемежающийся режим с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов. В каждый цикл включены:

  • длительный период пуска;
  • время действия машины с постоянной нагрузкой;
  • быстрое электрическое торможение.

Паузы данным режимом не предусмотрены.

S8 – перемежающийся режим с разными частотами вращения (2 или более). В цикл входят периоды:

  • работы с неизменной частотой вращения и постоянной нагрузкой;
  • работы при других неизменных нагрузках, причем каждой из них соответствует определенная частота вращения.

Как и предыдущий, этот режим не содержит пауз.

Если вы знаете характеристики работы электродвигателей, вам не составит труда выбрать агрегат, оптимально подходящий для ваших целей. Указанная в каталогах мощность двигателя предусматривает его эксплуатацию в нормальных условиях в режиме S1 (если это не двигатель с повышенным скольжением). Превышение мощности при режиме S2 допустимо не более чем на 50% в течение 10 минут, 25% в течение 30 минут и 10% в течение 90 минут.

Подписка на рассылку

Рабочая температура электродвигателя (в дальнейшем ЭД) определяется в первую очередь классом нагревостойкости изоляции обмоток. И её контроль очень важен. При перегреве электродвигатель может быть повреждён.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Обмотки – наименее устойчивая к нагреву часть конструкции электродвигателя. Поэтому предел рабочей температуры всего устройства определяется именно температурой, при которой они перегорают.

Выделяют следующие классы нагревостойкости изоляции обмоток:

  • У (максимальная температура – 90 градусов Цельсия). Обмотки выполняются из бумаги или натуральных тканей без дополнительной изоляционной пропитки;
  • А (максимальная температура – 105 градусов Цельсия). Обмотки бумажные или из натуральных тканей с дополнительной изоляционной пропиткой;
  • Е (максимальная температура – 120 градусов Цельсия). Обмотки из органической плёнки синтетического происхождения;
  • B (максимальная температура – 130 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов;
  • F (максимальная температура – 155 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с синтетической связующей пропиткой;
  • H (максимальная температура – 180 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с кремнийорганической связующей пропиткой;
  • С (максимальная температура от 180 градусов Цельсия). Обмотки из термоустойчивых материалов с неорганической связующей пропиткой или без неё.

Если рабочая температура асинхронного двигателя слишком мала, то перевести его на более высокий класс нагревостойкости можно лишь при капитальном ремонте с заменой обмоток.

Рабочая температура подшипников электродвигателей

Кроме обмоток, к температурным условиям работы также очень чувствительны и подшипники электродвигателя. Установленные нормы нагрева следующие:

  • Подшипники качения – 95-100 градусов Цельсия;
  • Подшипники скольжения – 80-85 градусов Цельсия;
  • Стальные детали коллектора и контактных колец – 105-110 градусов Цельсия.

При достижении критических значений температуры подшипника необходимо либо уменьшить нагрузку на используемый ЭД, либо организовать систему охлаждения.

Влияние токовых перегрузок

на работу и срок службы электродвигателей

Анализ повреждений асинхронных двигателей показывает, что основной причиной их выхода из строя является разрушение изоляции из-за перегрева.

Температура нагрева обмоток электродвигателя

зависит от теплотехнических характеристик двигателя и параметров окружающей среды. Часть выделяемого в двигателе тепла идет на нагрев обмоток, а остальное отдается в окружающую среду. На процесс нагрева влияют такие физические параметры, как теплоемкость

итеплоотдача .

В зависимости от теплового состояния электродвигателя и окружающего воздуха

степень их влияния может быть различной. Если разность температур двигателя и окружающей среды невелика, а выделяемая энергия значительна, то ее основная часть поглощается обмоткой, сталью статора и ротора, корпусом двигателя и другими его частями. Происходит интенсивный рост температуры изоляции

Как измерить температуру двигателя?

Есть несколько способов.

  1. Рука . Да, рука терпит температуру до 60 гр, дальше — больно. Проверено на практике
  2. Нос . Если температура больше 80 гр, начитает «пахнуть жареным». Начинает интенсивно испаряться масло, пахнуть пыль, краска, и т.п.
  3. Термометр с контактным датчиком . Более точный способ, но может быть проблематично или опасно залезть в некоторые места
  4. Термометр с дистанционным датчиком (ИК) . Более простой и безопасный способ, но бывает большая погрешность.
  5. Тепловизор . Лучший способ для оперативной проверки. Сразу видна вся картина.
  6. Встроенные датчики. Это могут быть термопары, терморезисторы или позисторы. Можно завести на температурный контроллер или индикатор, а можно — на пороговое устройство, выключающее двигатель по аварии.Лучший способ для постоянного и оперативного контроля температуры двигателя.

Какой способ контроля используете вы?

Необходимое оборудование

Для оперативной и качественной проверки состояния смазки (надлежащего она качества или нет) рекомендуется недорогой и простой тестер масла

. Переносной аппарат, сравнив диэлектрическую проницательность масел (нового и имеющегося в узле), способен за несколько минут выдать заключение. Он может порекомендовать сменить масло или продолжить его эксплуатацию.

Решить проблему отсутствия дисбаланса ротора призван виброметр-балансировщик «ПРОТОН-Баланс-II». С его помощью можно проконтролировать вибрацию (измерить виброперемещение или виброскорость) и быстро и просто ликвидировать имеющийся дисбаланс.

Подписка на рассылку

Рабочая температура электродвигателя (в дальнейшем ЭД) определяется в первую очередь классом нагревостойкости изоляции обмоток. И её контроль очень важен. При перегреве электродвигатель может быть повреждён.

Популярные статьи  Нормативы потребления электроэнергии на человека без счетчика

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Обмотки – наименее устойчивая к нагреву часть конструкции электродвигателя. Поэтому предел рабочей температуры всего устройства определяется именно температурой, при которой они перегорают.

Выделяют следующие классы нагревостойкости изоляции обмоток:

Если рабочая температура асинхронного двигателя слишком мала, то перевести его на более высокий класс нагревостойкости можно лишь при капитальном ремонте с заменой обмоток.

Рабочая температура подшипников электродвигателей

Кроме обмоток, к температурным условиям работы также очень чувствительны и подшипники электродвигателя. Установленные нормы нагрева следующие:

При достижении критических значений температуры подшипника необходимо либо уменьшить нагрузку на используемый ЭД, либо организовать систему охлаждения.

Температурный режим эксплуатации электродвигателей

Нормальные значения температуры внешней среды, при которых электродвигатель работает с номинальной мощностью, определяются климатическим исполнением ЭД. Так, машины с исполнением У1 и ХЛ1 предназначены для эксплуатации при температуре внешней среды до +40 градусов Цельсия, У3 и Т2 – до +45 градусов Цельсия, Т1 – до +50 градусов Цельсия. Если температура внешней среды превышает данный параметр и организовать охлаждение не получится, то необходимо снизить нагрузку на используемый электродвигатель.

Устройства плавного пуска позволяют экономить на электродвигателях большой мощности

Устройство плавного пуска  теоретически может снизить счет за электричество, но очень не значительно. При пуске они ограничивают пусковой ток, путем регулирования подводимого к обмоткам напряжения. Однако, снижая пусковой ток, они генерируют высшие гармоники тока, что негативно сказывается на сети, а также на самом двигателе, вызывая его дополнительный нагрев. Но, несмотря на эти недостатки устройства плавного пуска позволяют увеличить срок службы электродвигателей с частыми пусками и остановами.

При использовании устройства плавного пуска снижается пусковой ток. Да, это можно считать экономией электроэнергии, ведь пусковой ток для асинхронных машин может достигать 5-7 номиналов. Но, учитывая, что данный пик длится не более нескольких секунд, и то, что с использованием УПП затягивается время пуска, экономический эффект от его использования крайне сомнителен. Устройства плавного пуска применяют, как правило, для снижения пусковых токов и механических ударов для машин большой мощности, а не для целей экономии электроэнергии.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание должно проводиться в сроки и в объемах, указанных в инструкции по эксплуатации. Техобслуживание также регламентируется документами: Правила технической эксплуатации электроустановок потребителя (ПТЭЭП) и Правила устройства электроустановок. При соблюдении всех требований, изложенных в инструкции на устройство и нормативных документах, срок службы двигателя превысит указанный в техпаспорте.

От чего зависит срок службы электродвигателей

При мощности электроустановок до 100 кВт, как правило, выбирают трёхфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Это обусловлено простотой конструкции, легкостью обслуживания и использования в работе, высокой надежностью и дешевизной. Техническое обслуживание таких двигателей проводится не реже раз в полгода.

При эксплуатации коллекторных и синхронных двигателей особое внимание стоит уделить коллекторно-щеточному аппарату, отслеживать состояние щеток и убирать угольно-графитовую пыль с коллекторов и колец. К слову, двигатели серии СДБМ оснащены бесщеточной системой возбуждения

От чего зависит срок службы электродвигателей

Влияние условий эксплуатации на срок службы электродвигателя доказано многими методами оценки отказов и поломок. Правильный выбор двигателя — это первичный способ сохранения и продления срока эксплуатации. Условия работы никак не повлияют, если изначально двигатель будет работать, например, с перегрузом или в помещении с высокой температурой, а исполнение будет для северных стран, вместо тропического и так далее.

Основные параметры электродвигателя

Момент электродвигателя

Вращающий момент (синонимы: вращательный момент, крутящий момент, момент силы) — векторная физическая величина, равная произведению радиус вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.

,

  • где M – вращающий момент, Нм,
  • F – сила, Н,
  • r – радиус-вектор, м

Справка: Номинальный вращающий момент Мном, Нм, определяют по формуле

,

  • где Pном – номинальная мощность двигателя, Вт,
  • nном — номинальная частота вращения, мин-1

Начальный пусковой момент — момент электродвигателя при пуске.

Справка: В английской системе мер сила измеряется в унция-сила (oz, ozf, ounce-force) или фунт-сила (lb, lbf, pound-force)

1 oz = 1/16 lb = 0,2780139 N (Н)1 lb = 4,448222 N (Н)

момент измеряется в унция-сила на дюйм (oz∙in) или фунт-сила на дюйм (lb∙in)

1 oz∙in = 0,007062 Nm (Нм)1 lb∙in = 0,112985 Nm (Нм)

Мощность электродвигателя

Мощность электродвигателя — это полезная механическая мощность на валу электродвигателя.

Мощность электродвигателя постоянного тока

Механическая мощность

Мощность — физическая величина, показывающая какую работу механизм совершает в единицу времени.

,

  • где P – мощность, Вт,
  • A – работа, Дж,
  • t — время, с

Работа — скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направление F и пути s, проходимого точкой приложения силы .

,

где s – расстояние, м

Для вращательного движения

,

где – угол, рад,

,

где – углавая скорость, рад/с,

Таким образом можно вычислить значение механической мощности на валу вращающегося электродвигателя

Справка: Номинальное значение — значение параметра электротехнического изделия (устройства), указанное изготовителем, при котором оно должно работать, являющееся исходным для отсчета отклонений.

Коэффициент полезного действия электродвигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя — характеристика эффективности машины в отношении преобразования электрической энергии в механическую.

,

  • где – коэффициент полезного действия электродвигателя,
  • P1 — подведенная мощность (электрическая), Вт,
  • P2 — полезная мощность (), Вт
  • При этом

потери в электродвигатели обусловлены:
электрическими потерями — в виде тепла в результате нагрева проводников с током;
магнитными потерями — потери на перемагничивание сердечника: потери на вихревые токи, на гистерезис и на магнитное последействие;
механическими потерями — потери на трение в подшипниках, на вентиляцию, на щетках (при их наличии);
дополнительными потерями — потери вызванные высшими гармониками магнитных полей, возникающих из-за зубчатого строения статора, ротора и наличия высших гармоник магнитодвижущей силы обмоток.

КПД электродвигателя может варьироваться от 10 до 99% в зависимости от типа и конструкции.

Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission) определяет требования к эффективности электродвигателей. Согласно стандарту IEC 60034-31:2010 определено четыре класса эффективности для синхронных и асинхронных электродвигателей: IE1, IE2, IE3 и IE4.

где n — частота вращения электродвигателя, об/мин

Момент инерции ротора

Момент инерции — скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси, равна сумме произведений масс материальных точек на квадраты их расстояний от оси

,

  • где J – момент инерции, кг∙м2,
  • m — масса, кг

Справка: В английской системе мер момент инерции измеряется в унция-сила-дюйм (oz∙in∙s2)

1 oz∙in∙s2 = 0,007062 kg∙m2 (кг∙м2)

Момент инерции связан с моментом силы следующим соотношением

,

где – угловое ускорение, с-2

,

Справка: Определение момента инерции вращающейся части электродвигателя описано в ГОСТ 11828-86

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение (англ. rated voltage) — напряжение на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики .

Электрическая постоянная времени

Электрическая постоянная времени — это время, отсчитываемое с момента подачи постоянного напряжения на электродвигатель, за которое ток достигает уровня в 63,21% (1-1/e) от своего конечного значения.

,

где – постоянная времени, с

Механическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения вала от электромагнитного момента при неизменном напряжении питания.

Нагрев подшипников качения

Здравствуйте, уважаемые читатели моего блога!

Популярные статьи  Особенности ремонта люминесцентных светильников

В одной из статей мы с вами рассмотрели явление вибрации подшипников качения и причины её возникновения. В качестве основной причины этого явления мы определили износ подшипников. По вопросам, наиболее часто задаваемым в сети Интернет, пользователей беспокоит ещё одно явление, которое, кстати, сопутствует вибрации, — нагрев подшипников качения.

Для введения в тему сразу оговоримся, почему подшипники греются и что считается нормальной рабочей температурой подшипников качения.

В процессе эксплуатации механической или электромеханической машины совершается работа, часть которой расходуется на нагрев её исполнительных органов и узлов трения. Подшипник качения, будучи узлом трения, нагревается как от рассеиваемой тепловой энергии, так и от внутреннего трения. Всё это совместно создаёт определённый температурный фон. Нормальной температурой в полости подшипника считается температура до 65⁰С. При температуре, не превышающей 65⁰С, реализуется максимальный эксплуатационный ресурс подшипника. Допускается, однако, перегрев подшипника до температуры 95⁰С. Но это уже критическая температура, при которой происходит повышенный износ рабочих деталей и изменяются свойства смазочного материала. Следствием изменения свойств смазки (масла) снова становится повышенный износ. Перегрев подшипника – явление не нормальное и требует исследования его причин.

1 Область применения

Некоммерческое Партнерство «Инновации в электроэнергетике» СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ СТО 70238424.29.160.30.001-2009 ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ УСЛОВИЯ ПОСТАВКИ НОРМЫ И ТРЕБОВАНИЯ Дата введения — 2009-05-15 Москва 2009 Предисловие Цели и принципы стандартизации НП «ИНВЭЛ» в Российской Федерации установлены Федеральным законом Российской Федерации от 27 декабря 2002 г. № «О техническом регулировании», а правила применения стандарта организации — «Стандартизация в Российской Федерации.

Стандарты организаций. Общие положения». Построение, изложение, оформление и содержание стандарта организации выполнены с учетом «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты национальные Российской Федерации. Правила построения, изложения, оформления и обозначения». Сведения о стандарте РАЗРАБОТАН ОАО «Энергетический институт им.

Что греется в электродвигателе

Основной источник нагрева — обмотка статора

. Как и любая катушка, намотанная проводом, она греется. И максимальная температура нагрева ограничена температурной стойкостью изоляции обмоточного провода.

Термическая стойкость провода характеризуется параметром класс нагревостойкости. По этим классам максимальные температуры обозначаются буквами:

Y, A, E, B

— эти классы не терпят температуры выше 130 гр, сейчас двигателя с такими обмотками практически не выпускаются.

F — 155 гр

— именно с таким классом изготавливается большинство современных двигателей

Н — 180 гр

— это уже двигатели спец.исполнения, которые работают в тяжелых условиях — например, в горячих цехах и под палящим солнцем.

Температуры максимума по классам в разных справочниках могут разниться, это зависит от скорости нагрева и условий применения.

Второй источник внутреннего нагрева — подшипники

. Подшипники будут греться только тогда, когда они неисправны, либо работают в запредельных режимах.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Уровень допустимого нагрева зависит от класса нагревостойкости изоляции обмоток, которая является наименее теплостойкой частью конструкции. Он условно обозначается следующими маркерами:

  • У – предельная t 90 С. Материалы – бумага, пряжа, шелковые или хлопчатобумажные ткани без пропитки изолирующим составом.
  • А — предельная t 105 С. Материалы те же, но с пропиткой.
  • Е — предельная t 120 С. Материал – синтетическая органическая пленка.
  • В — предельная t 130 С. Материалы – стекловолокно, слюда, асбест с органическим связующим веществом.
  • F — предельная t 155 С. Материалы те же что и в В c синтетическим пропитывающим и связующим веществом.
  • Н — предельная t 180 С. Материалы те же что в В с кремнийорганическим пропитывающим и связующим веществом.
  • С — предельная t от 180 С и выше. Материалы – стекло, керамика, кварц, слюда с неорганическим связующим составом или без. Допустимая температура электродвигателя при работе в этом случае ограничивается только свойствами изоляционных материалов.

Температура электродвигателя при разных режимах работы

При продолжительном режиме работы электродвигателя электромотор работает непрерывно при неизменной температуре окружающего воздуха. При повторно-кратковременном режиме работа электромотора чередуется с периодическими остановками, поэтому температура не достигает установленных значений и во время паузы электродвигатель охлаждается до температуры окружающей среды. То же самое происходит при кратковременном режиме.

Исходя из этого, можно отметить, при продолжительном режиме работы электродвигателя температура прямо пропорциональна нагрузкам на валу. Теплоемкость электрического двигателя – значительная величина, от которой зависит установка предельно допустимой температуры во время работы электродвигателя

Вот почему так важно при покупке выбрать электродвигатель нужной мощности

Источник

Разновидности

Коллекторные, с щёточноколлекторным переключателем тока

С одним коллектором (щёточноколлекторным узлом) и 2⋅n{\displaystyle 2\cdot n} обмотками, где n{\displaystyle n} — число пар полюсов ротора, с соединением обмоток ротора в кольцо (по этой классификации двигатель на рис. 2 является полуторным, имеет полторы пары полюсов и 2⋅1,5=3{\displaystyle 2\cdot 1{,}5=3} обмотки ротора). Имеют большую, короткозамкнутую щётками, часть обмотки ротора, равную:

k⋅α(2⋅π){\displaystyle k\cdot \alpha /(2\cdot \pi )}, где k{\displaystyle k} — число щёток, α{\displaystyle \alpha } — угловая ширина одной щётки (рад), π{\displaystyle \pi } — число пи (3,14…).

С двумя коллекторами (щёточноколлекторными узлами, в бесколлекторных — с инвертором на двух параллельных мостах) и двумя обмотками синусной и косинусной (синусно-косинусный, двухфазный) с неоднородным (синусообразным) магнитным полем полюсов статора. Имеют малую нерабочую часть под кривой крутящего момента, равную:

8⋅2⋅Bm⋅I⋅L⋅r⋅∫δ2(sin⁡(w⋅t))2d(w⋅t){\displaystyle 8\cdot 2\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \int \limits _{0}^{\delta /2}(\sin(w\cdot t))^{2}d(w\cdot t)},
где δ=β−α{\displaystyle \delta =\beta -\alpha }, a β{\displaystyle \beta } — угловая ширина зазора между пластинами коллектора (ламелями).

Подобен двухфазному бесколлекторному.

С тремя коллекторами и тремя обмотками (в бесколлекторных с инвертором на трёх параллельных мостах, трёхфазный).

С четырьмя коллекторами (щёточноколлекторными узлами) и двумя обмотками синусной и косинусной (синусно-косинусные), специальные. Специальная конструкция коллектора с четырьмя коллекторами (один коллектор на одну щётку) позволяет почти до нуля уменьшить нерабочую часть крутящего момента (нерабочая часть крутящего момента в этом двигателе зависит от точности изготовления деталей) и сделать используемую часть крутящего момента независимой от угловой ширины щётки. При этом угловая ширина одной пластины коллектора равна:

γ=π−α{\displaystyle \gamma =\pi -\alpha }, где α{\displaystyle \alpha } — угловая ширина одной щётки.

С четырьмя коллекторами и четырьмя обмотками (в бесколлекторных — с инвертором на четырёх параллельных мостах, четырёхфазный).

С восемью коллекторами (щёточноколлекторными узлами). В этом двигателе уже нет рамок, а ток подаётся через коллекторы в отдельные стержни ротора.

И др.

Бесколлекторные, с электронным переключателем тока

Электронным аналогом щёточно-коллекторного узла является инвертор с датчиком положения ротора (ДПР) (вентильный электродвигатель).

Ротор является постоянным магнитом, а обмотки статора переключаются электронными схемами — инверторами.

Бесколлекторный двигатель постоянного тока с выпрямителем (мостом) может заменить универсальный коллекторный двигатель (УКД).

Другие виды электродвигателей постоянного тока

  • Униполярный электродвигатель (униполярный генератор)
  • Универсальный коллекторный двигатель, — работает и на постоянном токе, и на переменном. Применяется в ручных электроинструментах (электродрели, электролобзики, электропилы, электрорубанки и др.), пылесосах, кофемолках, блендерах и др.
Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: