Влияние режимов работы и условий эксплуатации на изоляцию электродвигателей

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 10Следующая ⇒

В различных отраслях сельскохозяйственного производства режимы работы электродвигателей неодинаковы. Они наиболее легкие в мастерских и подсобных предприятиях, более тяжелые в растениеводстве и наиболее тяжелые в животноводстве. Температура воздуха в животноводческих помещениях не превышает 15 °С, что благоприятно для электродвигателей, работающих с перегрузкой.

Исследования показали, что в животноводстве электродвигатели, как правило, работают с недогрузкой. Это относится к приводам центробежных насосов, доильных установок типа «карусель», вакуум-насосов, кормораздатчиков и транспортеров: для уборки навоза. У электродвигателей, работающих с недогрузкой, снижаются КПД и cos φ. Электродвигатели, в том числе и серии 4А и АИ, имеют запас по температуре нагрева. Установлено, что для электродвигателей старых серий мощностью до 40 кВт этот запас относительно большой и составляет 20...30°С. Для электродвигателей меньшей мощности тепловой запас больше, что позволяет допускать при необходимости перегрузку электродвигателей без снижения срока их службы (по нагревостойкости изоляции).

Сезонность и односменность работы, характерные для сельскохозяйственного производства, определяют относительно низкую степень использования установленного электрооборудования в течение суток и на протяжении года. В мастерских и подробных предприятиях электродвигатели работают в разных режимах. Наждачные и сверлильные, а часто и токарные, фрезерные и долбежные станки работают в кратковременном режиме, вентиляторные установки — в длительном режиме, деревообрабатывающие станки — в повторно-кратковременном режиме.

На зернотоках часть электродвигателей работает кратковременно, часть — в повторно-кратковременном режиме, а большая часть — в длительном и в две смены. Различны режимы работы электродвигателей, используемых на орошении.

Большая часть электродвигателей в животноводстве установлена на кормораздаче, дойке и уборке навоза и используется в кратковременном режиме работы.

Только в мастерских и подсобных предприятиях электродвигатели работают на протяжении всего года; в животноводстве используют только в стойловый период; на орошении электродвигатели работают два-три месяца, а на зерноочистке — всего несколько недель. Исследования показали, что использование электродвигателей в течение суток в основных процессах животноводства (кормоприготовление, кормораздача, уборка навоза, доение) составляет 0, 17, с учетом водоснабжения и вентиляции — 0, 25, а в целом по сельскохозяйственному производству — 0, 25.

Большинство электродвигателей работает кратковременно — только в течение четвертой части суток с несколькими включениями за этот период.

Следует учесть, что на всех кратковременных процессах, как правило, установлены электродвигатели общепромышленного исполнения, рассчитанные на длительную работу при номинальной нагрузке. Малая продолжительность использования электродвигателей позволяет допускать их перегрузки без ущерба для срока службы. Однако длительность использования электродвигателей тесно связана с явлениями тепло- и вла-гообмена между изоляцией электродвигателя и окружающей средой.

Режимы работы электродвигателей влияют на изоляцию обмоток и, как следствие, на надежность электродвигателей. При малом времени использования электродвигателей особую значимость приобретают режимы пуска. Пуск электродвигателей в сельскохозяйственном производстве из-за большой протяженности воздушных распределительных сетей и относительно малой мощности трансформаторов может оказаться затяжным. Кроме того, ряд технологических машин (дробилки, пилорамы и другие) имеют значительный статический момент сопротивления при пуске, что также усложняет пуск электродвигателя. Следует учитывать и тяжелые условия эксплуатации электродвигателей, используемых в сельскохозяйственном производстве. Низкие температуры окружающей среды, при которых работают, например, навозоуборочные транспортеры, приводят к примерзанию транспортера к лотку, по которому он перемещается, и электродвигатель при пуске оказывается «заклиненным». Аналогичный режим наблюдается при пуске электродвигателей, рабочие машины которых остались загруженными от предыдущей технологической операции, например, машина по сортировке зерна оставлена заполненная зерном. Причем остановка рабочей машины может произойти не только по технологическим причинам, но и в результате отключения электродвигателя или питающей сети. В рабочие машины, помимо перерабатываемого сырья, попадают посторонние предметы, например, в корнерезку вместе с корнеплодами попадают камни и другие предметы. Такие включения в сырье приводят к заклиниванию рабочей машины и мгновенной остановке электродвигателя.

Перечисленные выше режимы работы электродвигателей сопровождаются опасными для обмотки динамическими и тепловыми воздействиями от значительных пусковых и аварийных токов.

При хорошем бандаже обмоток и качественной их пропитке динамический удар на обмотку неопасен. Тепловой удар приводит к резкому увеличению температуры обмотки и увеличению размеров ее проводников, несмотря на относительно плотную их укладку в пазу электродвигателя. Увеличение размеров проводников при нагреве электродвигателя и уменьшение их при его охлаждении вызывает расширение и сужение изоляционной лаковой пленки. При малом цикле нагрева и охлаждения нового электродвигателя эластичная лаковая пленка проводников легко меняет свои размеры. Однако после соответствующего температурного старения происходит деструкция пленки, она становится хрупкой. Потеря эластичности пленки приводит к тому, что при нагреве электродвигателя и увеличении размеров проводников обмотки пленка не расширяется, а разрывается. При охлаждении электродвигателя и уменьшении размеров проводников обмотки пленка не возвращается в исходное положение. При этом в пленке образуются микротрещины, число которых растет с увеличением времени эксплуатации электродвигателя. В образовавшиеся поры и трещины лаковой пленки проводников обмотки электродвигателя проникают влага и агрессивные компоненты, содержащиеся в окружающей среде. В результате, помимо увеличения влагосодержания обмотки, образуются проводящие мостики между отдельными проводниками обмотки, что и приводит к электрическому пробою между ними при включении электродвигателя в сеть. Некачественные бандаж и пропитка обмотки приводят к вибрации проводников во время работы электродвигателя, особенно в период пуска или реверса электродвигателя, что еще больше повышает вероятность возникновения Межвитковых замыканий в обмотке. Они могут возникнуть и при отсутствии влаги внутри электродвигателя, так как возрастает вероятность прямого контакта оголенных участков проводников между собой.

Исследования показали, что наиболее слабый элемент асинхронного электродвигателя — обмотка, на долю которой приходится свыше 80% отказов от их общего числа.

Возникновение проводящих мостиков внутри обмотки электродвигателя зависит от условий, в которых он работает. Образование мостика между двумя соседними несоприкасающимися проводниками возможно только при наличии внутри электродвигателя влаги или других проводящих компонентов.

Эксплуатация электродвигателя в кратковременном режиме работы значительно ухудшает состояние изоляции. Постоянно включенный в работу электродвигатель оказывается все время нагретым, влага из окружающей среды не может проникать внутрь оболочки электродвигателя, и он работает с сухой изоляцией обмотки. В этом случае изоляция обмотки претерпевает только естественные изменения, связанные с тепловым старением. Если температура обмотки электродвигателя не превышает допустимой для данного класса изоляции, то электродвигатель будет надежно работать.

Любое увлажнение изоляции обмоток электродвигателей нежелательно, так как снижение ее сопротивления может достигнуть опасной степени. Однако еще более нежелателен процесс влагообмена в агрессивной среде, например в животноводческих помещениях с содержанием аммиака. Таким образом, электродвигатели с кратковременным режимом работы, особенно во влажной агрессивной среде, быстрее увлажняются и выходят из строя.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8910 Следующая ⇒