0.Giới thiệu
Dòng không tải và tổn thất của động cơ không đồng bộ ba pha kiểu lồng sóc là các thông số quan trọng phản ánh hiệu suất và hiệu suất điện của động cơ.Chúng là các chỉ số dữ liệu có thể được đo trực tiếp tại nơi sử dụng sau khi động cơ được sản xuất và sửa chữa.Nó phản ánh ở một mức độ nhất định các bộ phận cốt lõi của động cơ – Trình độ quá trình thiết kế và chất lượng chế tạo của stato và rôto, dòng điện không tải ảnh hưởng trực tiếp đến hệ số công suất của động cơ;Tổn thất không tải có liên quan chặt chẽ đến hiệu suất của động cơ và là hạng mục kiểm tra trực quan nhất để đánh giá sơ bộ hiệu suất của động cơ trước khi động cơ chính thức được đưa vào vận hành.
1.Các yếu tố ảnh hưởng đến dòng không tải và tổn thất của động cơ
Dòng không tải của động cơ không đồng bộ ba pha loại sóc chủ yếu bao gồm dòng điện kích thích và dòng điện tác dụng không tải, trong đó khoảng 90% là dòng điện kích thích, dùng để tạo ra từ trường quay và được được coi là dòng điện phản kháng, ảnh hưởng đến hệ số công suất COSφ của động cơ.Kích thước của nó liên quan đến điện áp đầu cực động cơ và mật độ từ thông của thiết kế lõi sắt;Trong quá trình thiết kế, nếu chọn mật độ từ thông quá cao hoặc điện áp cao hơn điện áp định mức khi động cơ đang chạy thì lõi sắt sẽ bão hòa, dòng kích thích sẽ tăng đáng kể và dòng tải trống tương ứng lớn và hệ số công suất thấp nên tổn thất không tải lớn.Phần còn lại10%là dòng điện tác dụng, được sử dụng để điều trị các tổn thất điện năng khác nhau trong quá trình vận hành không tải và ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ.Đối với động cơ có tiết diện cuộn dây cố định, dòng không tải của động cơ lớn thì dòng điện tác dụng cho phép chạy qua sẽ giảm, khả năng chịu tải của động cơ cũng giảm.Dòng không tải của động cơ không đồng bộ ba pha kiểu lồng sóc thường30% đến 70% dòng điện định mức và tổn thất là 3% đến 8% công suất định mức.Trong đó, tổn thất đồng của động cơ công suất nhỏ chiếm tỷ lệ lớn hơn, tổn hao sắt của động cơ công suất lớn chiếm tỷ lệ lớn hơn.cao hơn.Tổn hao không tải của động cơ cỡ lớn chủ yếu là tổn hao lõi, bao gồm tổn hao trễ và tổn hao dòng điện xoáy.Mất trễ tỷ lệ thuận với vật liệu thấm từ và bình phương mật độ từ thông.Tổn thất dòng điện xoáy tỷ lệ thuận với bình phương mật độ từ thông, bình phương độ dày của vật liệu thấm từ, bình phương tần số và độ thấm từ.Tỷ lệ thuận với độ dày của vật liệu.Ngoài tổn hao lõi còn có tổn hao kích thích và tổn hao cơ học.Khi động cơ có tổn thất không tải lớn, nguyên nhân gây ra lỗi động cơ có thể được tìm thấy từ các khía cạnh sau.1) Lắp ráp không đúng cách, rôto quay không linh hoạt, chất lượng vòng bi kém, quá nhiều dầu mỡ trong vòng bi, v.v., gây ra tổn thất ma sát cơ học quá mức.2) Sử dụng quạt lớn hoặc quạt có nhiều cánh không đúng cách sẽ làm tăng ma sát gió.3) Chất lượng của tấm thép silic lõi sắt kém.4) Chiều dài lõi không đủ hoặc cán màng không đúng cách sẽ dẫn đến chiều dài hiệu dụng không đủ, dẫn đến tổn thất tạp chất và tổn thất sắt tăng lên.5) Do áp suất cao trong quá trình cán màng, lớp cách nhiệt của tấm thép silicon lõi bị dập nát hoặc hiệu suất cách nhiệt của lớp cách nhiệt ban đầu không đạt yêu cầu.
Một động cơ YZ250S-4/16-H, có hệ thống điện 690V/50HZ, công suất 30KW/14,5KW và dòng điện định mức 35,2A/58,1A.Sau khi hoàn thành thiết kế và lắp ráp đầu tiên, quá trình thử nghiệm đã được tiến hành.Dòng không tải 4 cực là 11,5A và tổn thất là 1,6KW, bình thường.Dòng không tải 16 cực là 56,5A và tổn thất không tải là 35KW.Người ta xác định rằng 16-Dòng không tải ở cực lớn và tổn thất không tải quá lớn.Động cơ này là một hệ thống làm việc trong thời gian ngắn,chạy ở10/5 phút.16-động cơ cực chạy không tải trong khoảng1phút.Động cơ quá nóng và bốc khói.Động cơ đã được tháo rời và thiết kế lại, đồng thời thử nghiệm lại sau thiết kế thứ cấp.4-dòng không tải cựclà 10,7Avà sự mất mát là1,4KW,đó là bình thường;ngày 16-dòng không tải cực là46Avà tổn thất không tảilà 18,2KW.Người ta đánh giá rằng dòng không tải lớn và tổn thất không tải vẫn quá lớn.Một thử nghiệm tải định mức đã được thực hiện.Công suất đầu vào là33,4KW, công suất đầu ralà 14,5KW, và dòng điện hoạt độnglà 52,3A, nhỏ hơn dòng định mức của động cơcủa 58,1A.Nếu đánh giá chỉ dựa vào dòng điện thì dòng không tải đã đủ tiêu chuẩn.Tuy nhiên, rõ ràng tổn thất không tải là quá lớn.Trong quá trình vận hành, nếu tổn thất phát sinh khi động cơ đang chạy chuyển hóa thành nhiệt năng thì nhiệt độ của từng bộ phận của động cơ sẽ tăng lên rất nhanh.Một thử nghiệm vận hành không tải đã được tiến hành và động cơ bốc khói sau khi chạy được 2phút.Sau khi thay đổi thiết kế lần thứ ba, thử nghiệm được lặp lại.4-dòng không tải cựclà 10,5Avà sự mất mát là1,35KW, đó là điều bình thường;ngày 16-dòng không tải cựclà 30Avà tổn thất không tảilà 11,3KW.Người ta xác định rằng dòng không tải quá nhỏ và tổn thất không tải vẫn quá lớn., tiến hành kiểm tra vận hành không tải và sau khi chạycho 3phút, động cơ quá nóng và bốc khói.Sau khi thiết kế lại, thử nghiệm đã được thực hiện.4-cực về cơ bản không thay đổi,ngày 16-dòng không tải cựclà 26Avà tổn hao không tảilà 2360W.Người ta đánh giá rằng dòng không tải quá nhỏ, tổn thất không tải là bình thường vàngày 16-cực chạy cho5phút không tải, đó là điều bình thường.Có thể thấy tổn hao không tải ảnh hưởng trực tiếp đến độ tăng nhiệt độ của động cơ.
2.Các yếu tố ảnh hưởng chính đến tổn hao lõi động cơ
Trong tổn thất động cơ điện áp thấp, công suất cao và điện áp cao, tổn hao lõi động cơ là yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất.Tổn hao lõi động cơ bao gồm tổn hao sắt cơ bản gây ra bởi sự thay đổi từ trường chính trong lõi, tổn hao bổ sung (hoặc tổn thất tản lạc)trong lõi trong điều kiện không tải,và rò rỉ từ trường và sóng hài do dòng điện làm việc của stato hoặc rôto gây ra.Tổn thất do từ trường gây ra trong lõi sắt.Tổn hao sắt cơ bản xảy ra do sự thay đổi từ trường chính trong lõi sắt.Sự thay đổi này có thể có tính chất từ hóa xen kẽ, chẳng hạn như những gì xảy ra ở răng stato hoặc rôto của động cơ;nó cũng có thể có bản chất từ hóa quay, chẳng hạn như những gì xảy ra trong ách sắt stato hoặc rôto của động cơ.Cho dù đó là từ hóa xen kẽ hay từ hóa quay, hiện tượng trễ và tổn thất dòng điện xoáy sẽ gây ra trong lõi sắt.Tổn thất lõi chủ yếu phụ thuộc vào tổn thất sắt cơ bản.Tổn thất lõi lớn, chủ yếu là do vật liệu sai lệch so với thiết kế hoặc do nhiều yếu tố không thuận lợi trong quá trình sản xuất dẫn đến mật độ từ thông cao, đoản mạch giữa các tấm thép silicon và tăng độ dày của thép silicon một cách trá hình. tờ..Chất lượng thép tấm silic không đạt yêu cầu.Là vật liệu dẫn điện từ chính của động cơ, việc tuân thủ hiệu suất của tấm thép silicon có tác động lớn đến hiệu suất của động cơ.Khi thiết kế, chủ yếu đảm bảo rằng loại tấm thép silicon đáp ứng yêu cầu thiết kế.Ngoài ra, cùng một loại thép tấm silicon là của các nhà sản xuất khác nhau.Có sự khác biệt nhất định về tính chất vật liệu.Khi lựa chọn vật liệu, bạn nên cố gắng hết sức để lựa chọn vật liệu từ các nhà sản xuất thép silicon tốt.Trọng lượng của lõi sắt không đủ và các mảnh không được nén chặt.Trọng lượng của lõi sắt không đủ dẫn đến dòng điện quá lớn và thất thoát sắt quá mức.Nếu tấm thép silicon được sơn quá dày, mạch từ sẽ bị bão hòa quá mức.Lúc này, đường cong quan hệ giữa dòng điện không tải và điện áp sẽ bị bẻ cong nghiêm trọng.Trong quá trình sản xuất và gia công lõi sắt, hướng hạt của bề mặt đục lỗ của tấm thép silicon sẽ bị hỏng, dẫn đến tổn thất sắt tăng lên dưới cùng một cảm ứng từ.Đối với động cơ có tần số thay đổi, cũng phải tính đến tổn hao sắt bổ sung do sóng hài gây ra;đây là điều cần được xem xét trong quá trình thiết kế.Tất cả các yếu tố được xem xét.khác.Ngoài các yếu tố trên, giá trị thiết kế của tổn thất sắt trong động cơ phải dựa trên quá trình sản xuất và xử lý lõi sắt thực tế và cố gắng khớp giá trị lý thuyết với giá trị thực tế.Các đường cong đặc tính do các nhà cung cấp vật liệu nói chung cung cấp được đo theo phương pháp vòng tròn vuông Epstein và hướng từ hóa của các bộ phận khác nhau của động cơ là khác nhau.Tổn thất sắt quay đặc biệt này hiện chưa thể tính đến.Điều này sẽ dẫn đến sự không nhất quán giữa giá trị tính toán và giá trị đo được ở các mức độ khác nhau.
3.Ảnh hưởng của việc tăng nhiệt độ động cơ đến kết cấu cách điện
Quá trình làm nóng và làm mát động cơ tương đối phức tạp và mức tăng nhiệt độ của nó thay đổi theo thời gian theo đường cong hàm mũ.Để ngăn chặn sự tăng nhiệt độ của động cơ vượt quá yêu cầu tiêu chuẩn, một mặt, tổn thất do động cơ tạo ra sẽ giảm;mặt khác khả năng tản nhiệt của động cơ được tăng lên.Khi công suất của một động cơ tăng lên từng ngày, việc cải thiện hệ thống làm mát và tăng khả năng tản nhiệt đã trở thành những biện pháp quan trọng để cải thiện khả năng tăng nhiệt độ của động cơ.
Khi động cơ hoạt động trong thời gian dài ở điều kiện định mức và nhiệt độ của động cơ đạt đến mức ổn định thì giá trị giới hạn cho phép về mức tăng nhiệt độ của từng bộ phận của động cơ được gọi là giới hạn tăng nhiệt độ.Giới hạn tăng nhiệt độ của động cơ đã được quy định trong tiêu chuẩn quốc gia.Giới hạn tăng nhiệt độ về cơ bản phụ thuộc vào nhiệt độ tối đa cho phép của cấu trúc cách điện và nhiệt độ của môi chất làm mát, nhưng nó cũng liên quan đến các yếu tố như phương pháp đo nhiệt độ, điều kiện truyền nhiệt và tản nhiệt của cuộn dây và cường độ dòng nhiệt cho phép được tạo ra.Các tính chất cơ, điện, vật lý và các tính chất khác của vật liệu được sử dụng trong cấu trúc cách điện của cuộn dây động cơ sẽ dần xấu đi dưới tác động của nhiệt độ.Khi nhiệt độ tăng đến một mức nhất định, các tính chất của vật liệu cách nhiệt sẽ có những thay đổi cơ bản, thậm chí mất khả năng cách điện.Trong công nghệ điện, các cấu trúc cách nhiệt hoặc hệ thống cách nhiệt trong động cơ và các thiết bị điện thường được chia thành nhiều cấp chịu nhiệt tùy theo nhiệt độ khắc nghiệt của chúng.Khi một cấu trúc hoặc hệ thống cách nhiệt hoạt động ở mức nhiệt độ tương ứng trong thời gian dài, nhìn chung nó sẽ không tạo ra những thay đổi hiệu suất quá mức.Các kết cấu cách nhiệt của một loại chịu nhiệt nhất định có thể không sử dụng tất cả các vật liệu cách nhiệt có cùng loại chịu nhiệt.Cấp chịu nhiệt của kết cấu cách nhiệt được đánh giá toàn diện bằng cách tiến hành thử nghiệm mô phỏng trên mô hình kết cấu được sử dụng.Cấu trúc cách điện hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt được chỉ định và có thể đạt được tuổi thọ sử dụng tiết kiệm.Đạo hàm lý thuyết và thực tiễn đã chứng minh rằng có mối quan hệ hàm mũ giữa tuổi thọ sử dụng của kết cấu cách nhiệt và nhiệt độ nên rất nhạy cảm với nhiệt độ.Đối với một số động cơ chuyên dụng, nếu tuổi thọ sử dụng của chúng không cần quá dài thì để giảm kích thước của động cơ, có thể tăng nhiệt độ giới hạn cho phép của động cơ dựa trên kinh nghiệm hoặc dữ liệu thử nghiệm.Mặc dù nhiệt độ của môi trường làm mát thay đổi tùy theo hệ thống làm mát và môi trường làm mát được sử dụng, nhưng đối với các hệ thống làm mát khác nhau hiện đang được sử dụng, nhiệt độ của môi trường làm mát về cơ bản phụ thuộc vào nhiệt độ khí quyển và về mặt số lượng giống với nhiệt độ khí quyển.Giống nhau nhiều.Các phương pháp đo nhiệt độ khác nhau sẽ dẫn đến sự khác biệt khác nhau giữa nhiệt độ đo được và nhiệt độ của điểm nóng nhất trong bộ phận được đo.Nhiệt độ tại điểm nóng nhất trên bộ phận được đo chính là chìa khóa để đánh giá xem động cơ có thể hoạt động an toàn trong thời gian dài hay không.Trong một số trường hợp đặc biệt, giới hạn tăng nhiệt của cuộn dây động cơ thường không hoàn toàn được xác định bởi nhiệt độ tối đa cho phép của kết cấu cách điện được sử dụng mà còn phải xem xét các yếu tố khác.Việc tăng thêm nhiệt độ của cuộn dây động cơ thường có nghĩa là tăng tổn thất động cơ và giảm hiệu suất.Việc tăng nhiệt độ cuộn dây sẽ làm tăng ứng suất nhiệt trong vật liệu của một số bộ phận liên quan.Những thứ khác, chẳng hạn như đặc tính điện môi của vật liệu cách điện và độ bền cơ học của vật liệu kim loại dẫn điện, sẽ có những tác động bất lợi;nó có thể gây khó khăn trong quá trình vận hành hệ thống bôi trơn ổ trục.Do đó, mặc dù một số cuộn dây động cơ hiện nay sử dụng loạiCấu trúc cách nhiệt loại F hoặc loại H, giới hạn tăng nhiệt của chúng vẫn tuân theo quy định loại B.Điều này không chỉ tính đến một số yếu tố trên mà còn làm tăng độ tin cậy của động cơ trong quá trình sử dụng.Nó có lợi hơn và có thể kéo dài tuổi thọ của động cơ.
4.Tóm lại là
Dòng không tải và tổn thất không tải của động cơ không đồng bộ ba pha lồng phản ánh mức tăng nhiệt độ, hiệu suất, hệ số công suất, khả năng khởi động và các chỉ số hoạt động chính khác của động cơ ở một mức độ nhất định.Việc nó có đủ tiêu chuẩn hay không ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của động cơ.Nhân viên phòng thí nghiệm bảo trì phải nắm vững các quy tắc giới hạn, đảm bảo rằng các động cơ đủ tiêu chuẩn rời khỏi nhà máy, đưa ra đánh giá về các động cơ không đủ tiêu chuẩn và tiến hành sửa chữa để đảm bảo rằng các chỉ số hoạt động của động cơ đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn sản phẩm.a
Thời gian đăng: 16-11-2023