Wat bepaalt de levensduur van elektromotoren

Aandrijfmotoren werken in motor- en remmodus en zetten elektrische energie om in mechanische energie of, omgekeerd, mechanische energie in elektrische energie. De transformatie van energie van het ene type naar het andere gaat gepaard met onvermijdelijke verliezen, die uiteindelijk in warmte veranderen.

Een deel van de warmte verdwijnt in de omgeving en de rest zorgt ervoor dat de motor zelf in temperatuur stijgt tot boven de omgevingstemperatuur (voor meer details zie hier — Verwarming en koeling van elektromotoren).

De materialen die worden gebruikt om elektromotoren te maken (staal, koper, aluminium, isolatiematerialen) hebben verschillende fysieke eigenschappen die veranderen met de temperatuur.

Isolatiematerialen zijn het meest gevoelig voor warmte en hebben de laagste hittebestendigheid in vergelijking met andere materialen die in de motor worden gebruikt.Daarom worden de betrouwbaarheid van de motor, de technische en economische kenmerken en het nominale vermogen bepaald door de verwarming van de materialen die worden gebruikt om de wikkelingen te isoleren.

De levensduur van de isolatie van de elektromotor is afhankelijk van de kwaliteit van het isolatiemateriaal en de temperatuur waarbij deze werkt. De praktijk heeft aangetoond dat bijvoorbeeld katoenvezelisolatie ondergedompeld in minerale olie bij een temperatuur van ongeveer 90 ° C betrouwbaar kan werken gedurende 15 - 20 jaar. Gedurende deze periode is er een geleidelijke verslechtering van de isolatie, dat wil zeggen dat de mechanische sterkte, elasticiteit en andere eigenschappen die nodig zijn voor normaal gebruik verslechteren.

Het verhogen van de bedrijfstemperatuur met slechts 8-10 ° C vermindert de slijtagetijd van dit type isolatie tot 8-10 jaar (ongeveer 2 keer), en bij een bedrijfstemperatuur van 150 ° C begint de slijtage na 1,5 maand. Werken bij temperaturen rond de 200°C zal deze isolatie na enkele uren onbruikbaar maken.

Het verlies dat ervoor zorgt dat de motorisolatie opwarmt, is afhankelijk van de belasting. Lichte belasting verhoogt de draagtijd van de isolatie, maar leidt tot onvoldoende materiaalgebruik en verhoogt de kosten van de motor. Omgekeerd zal het draaien van een motor bij hoge belasting de betrouwbaarheid en levensduur drastisch verminderen, en kan het ook economisch onpraktisch zijn.Daarom worden de bedrijfstemperatuur van de isolatie en de belasting van de motor, dat wil zeggen het nominale vermogen, om technische en economische redenen zodanig gekozen dat de slijtagetijd van de isolatie en de levensduur van de motor bij normaal bedrijf omstandigheden zijn ongeveer 15-20 jaar.

Het gebruik van isolatiematerialen van anorganische stoffen (asbest, mica, glas, enz.), Die een hogere hittebestendigheid hebben, kan het gewicht en de afmetingen van motoren verminderen en het vermogen vergroten. De hittebestendigheid van isolatiematerialen wordt echter vooral bepaald door de eigenschappen van de lakken waarmee de isolatie is geïmpregneerd. Impregnerende samenstellingen, zelfs van silicium siliciumverbindingen (siliconen), hebben een relatief lage hittebestendigheid.

De juiste motor om de aangedreven machine aan te drijven moet passen bij de mechanische eigenschappen, de bedrijfsmodus van de machine en het benodigde vermogen. Bij het kiezen van het vermogen van de motor gaan ze voornamelijk uit van de verwarming, of liever van de verwarming van de isolatie.

Het vermogen van de motor zal correct worden bepaald als tijdens bedrijf de verwarmingstemperatuur van de isolatie dicht bij het maximaal toegestane ligt.Overschatting van het vermogen van de motor leidt tot een verlaging van de werktemperatuur van de isolatie, onvoldoende gebruik van dure materialen, een stijging van de kapitaalkosten en een verslechtering van de energiekenmerken.

Het vermogen van de motor zal onvoldoende zijn voor het vereiste als de bedrijfstemperatuur van de isolatie de maximaal toegestane overschrijdt, wat kan leiden tot ongerechtvaardigde kapitaalkosten voor het vervangen van de motor als gevolg van voortijdige slijtage van de isolatie.

Tegenwoordig is er veel vraag naar wisselstroommotoren bij de meeste moderne fabrieken. In de praktijk bewijzen asynchrone motoren (IM) hun duurzaamheid en eenvoud tegen relatief lage kosten. Tijdens bedrijf kan er echter schade aan motorelementen optreden, wat op zijn beurt leidt tot voortijdige uitval.

De belangrijkste bronnen van ontwikkeling van asynchrone motorstoringen zijn:

• overbelasting of oververhitting van de stator van de elektromotor 31%;
• turn-to-turn sluiting - 15%;
• lageruitval - 12%;
• schade aan de statorwikkelingen of isolatie - 11%;
• ongelijke luchtspleet tussen de stator en de rotor - 9%;
• werking van de elektromotor in twee fasen — 8%;
• breken of losraken van de bevestiging van de spijlen in de eekhoornkooi — 5%;
• losmaken van de bevestiging van de statorwikkeling - 4%;
• onbalans in de rotor van de elektromotor — 3%;
• verkeerde uitlijning van de as — 2%.