العلاقة بين عدم التحميل الحالي والخسارة وارتفاع درجة الحرارة للمحرك غير المتزامن ثلاثي الطور

0.مقدمة

يعد تيار عدم التحميل وفقدان المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور من نوع القفص من المعالم المهمة التي تعكس الكفاءة والأداء الكهربائي للمحرك.وهي عبارة عن مؤشرات بيانات يمكن قياسها مباشرة في موقع الاستخدام بعد تصنيع المحرك وإصلاحه.إنه يعكس المكونات الأساسية للمحرك إلى حد ما - مستوى عملية التصميم وجودة التصنيع للجزء الثابت والدوار، ويؤثر تيار عدم التحميل بشكل مباشر على عامل الطاقة للمحرك؛يرتبط فقدان عدم التحميل ارتباطًا وثيقًا بكفاءة المحرك، وهو عنصر الاختبار الأكثر بديهية للتقييم الأولي لأداء المحرك قبل تشغيل المحرك رسميًا.

1.العوامل المؤثرة على تيار عدم التحميل وفقدان المحرك

يتضمن تيار عدم التحميل للمحرك غير المتزامن ثلاثي الطور من النوع السنجابي بشكل أساسي تيار الإثارة والتيار النشط عند عدم التحميل، والذي يمثل حوالي 90% منه تيار الإثارة، والذي يستخدم لتوليد مجال مغناطيسي دوار وهو يعتبر تيارًا تفاعليًا يؤثر على عامل القدرة COSφ للمحرك.ويرتبط حجمها بالجهد الطرفي للمحرك وكثافة التدفق المغناطيسي لتصميم قلب الحديد؛أثناء التصميم، إذا تم تحديد كثافة التدفق المغناطيسي عالية جدًا أو كان الجهد أعلى من الجهد المقنن عند تشغيل المحرك، فسيتم تشبع قلب الحديد، وسيزيد تيار الإثارة بشكل كبير، ويكون تيار الحمل فارغًا المقابل وعامل الطاقة منخفض، وبالتالي فإن خسارة عدم التحميل كبيرة.المتبقي10%هو تيار نشط، يستخدم لفقد الطاقة المختلفة أثناء التشغيل بدون تحميل ويؤثر على كفاءة المحرك.بالنسبة للمحرك ذو المقطع العرضي المتعرج الثابت، يكون تيار عدم التحميل للمحرك كبيرًا، وسيتم تقليل التيار النشط المسموح به للتدفق، وسيتم تقليل سعة تحميل المحرك.يكون تيار عدم التحميل للمحرك غير المتزامن ثلاثي الطور من نوع القفص بشكل عام30% إلى 70% من التيار المقنن، والخسارة هي 3% إلى 8% من الطاقة المقدرة.من بينها، يمثل فقدان النحاس للمحركات ذات الطاقة الصغيرة نسبة أكبر، ويمثل فقدان الحديد للمحركات عالية الطاقة نسبة أكبر.أعلى.فقدان عدم التحميل للمحركات ذات حجم الإطار الكبير هو في الأساس خسارة أساسية، والتي تتكون من فقدان التباطؤ وخسارة التيار الدوامي.يتناسب فقدان التباطؤ مع المادة النفاذية المغناطيسية ومربع كثافة التدفق المغناطيسي.يتناسب فقدان التيار الدوامي مع مربع كثافة التدفق المغناطيسي، ومربع سمك المادة النفاذية المغناطيسية، ومربع التردد، والنفاذية المغناطيسية.يتناسب مع سمك المادة.بالإضافة إلى الخسائر الأساسية، هناك أيضا خسائر الإثارة والخسائر الميكانيكية.عندما يكون لدى المحرك خسارة كبيرة في عدم التحميل، يمكن العثور على سبب عطل المحرك من الجوانب التالية.1) التجميع غير الصحيح، الدوران غير المرن للدوار، جودة المحمل الرديئة، وجود الكثير من الشحوم في المحامل، وما إلى ذلك، يسبب فقدان الاحتكاك الميكانيكي المفرط.2) الاستخدام الخاطئ للمروحة الكبيرة أو المروحة ذات الشفرات المتعددة سوف يزيد من احتكاك الرياح.3) نوعية صفائح الفولاذ المصنوعة من السيليكون ذات النواة الحديدية رديئة.4) الطول الأساسي غير الكافي أو التصفيح غير المناسب يؤدي إلى طول فعال غير كافي، مما يؤدي إلى زيادة فقدان الشارد وفقدان الحديد.5) بسبب الضغط العالي أثناء التصفيح، تم سحق الطبقة العازلة من صفائح الفولاذ السيليكونية الأساسية أو أن أداء العزل لطبقة العزل الأصلية لم يلبي المتطلبات.

محرك YZ250S-4/16-H واحد، مع نظام كهربائي 690V/50HZ، وقوة 30KW/14.5KW، وتيار مقنن 35.2A/58.1A.بعد الانتهاء من التصميم الأول والتجميع، تم إجراء الاختبار.كان تيار عدم التحميل ذو الأربعة أقطاب 11.5 أمبير، وكانت الخسارة 1.6 كيلو وات، طبيعية.تيار عدم التحميل ذو 16 قطب هو 56.5A وخسارة عدم التحميل 35KW.ومن المقرر أن 16-تيار عدم التحميل للقطب كبير وخسارة عدم التحميل كبيرة جدًا.هذا المحرك هو نظام العمل لفترة قصيرة،تشغيل في10/5 دقيقة.16-يعمل محرك القطب بدون تحميل لمدة حوالي1دقيقة.يسخن المحرك ويدخن.تم تفكيك المحرك وإعادة تصميمه وإعادة اختباره بعد التصميم الثانوي.4-القطب عدم التحميل الحاليهو 10.7 أوالخسارة هي1.4 كيلو واط،وهو أمر طبيعي.16-القطب الحالي عدم التحميل هو46 أوخسارة عدم التحميلهو 18.2 كيلو واط.يتم الحكم على أن تيار عدم التحميل كبير وأن الخسارة لا تزال كبيرة جدًا.تم إجراء اختبار الحمل المقنن.وكانت قوة الإدخال33.4 كيلو واط، طاقة الإخراجكانت 14.5 كيلو واط، والتيار التشغيليكان 52.3 أ، والذي كان أقل من التيار المقنن للمحركمن 58.1 أ.إذا تم تقييمه على أساس التيار فقط، فإن تيار عدم التحميل كان مؤهلاً.ومع ذلك، فمن الواضح أن خسارة عدم التحميل كبيرة جدًا.أثناء التشغيل، إذا تم تحويل الخسارة الناتجة أثناء تشغيل المحرك إلى طاقة حرارية، فإن درجة حرارة كل جزء من المحرك سترتفع بسرعة كبيرة.تم إجراء اختبار التشغيل بدون حمل وتم تدخين المحرك بعد التشغيل لمدة 2دقائق.وبعد تغيير التصميم للمرة الثالثة تم تكرار الاختبار.4-القطب عدم التحميل الحاليكان 10.5 أوكانت الخسارة1.35 كيلو واط، وهو أمر طبيعي؛16-القطب عدم التحميل الحاليكان 30 أوخسارة عدم التحميلكان 11.3 كيلو واط.لقد تقرر أن تيار عدم التحميل كان صغيرًا جدًا وأن خسارة عدم التحميل لا تزال كبيرة جدًا.، أجرى اختبار التشغيل بدون تحميل، وبعد التشغيلل 3دقائق، المحرك يسخن ويدخن.بعد إعادة التصميم، تم إجراء الاختبار.4-القطب لم يتغير بشكل أساسي،16-القطب عدم التحميل الحاليهو 26 أ، وخسارة عدم التحميلهو 2360 واط.يُعتقد أن تيار عدم التحميل صغير جدًا، وأن فقدان عدم التحميل أمر طبيعي، و16-القطب يعمل ل5دقائق دون تحميل، وهو أمر طبيعي.يمكن ملاحظة أن فقدان عدم التحميل يؤثر بشكل مباشر على ارتفاع درجة حرارة المحرك.

2.العوامل المؤثرة الرئيسية لفقدان النواة الحركية

في حالات فقدان المحركات ذات الجهد المنخفض والعالي والجهد العالي، يعد فقدان قلب المحرك عاملاً رئيسيًا يؤثر على الكفاءة.تتضمن خسائر قلب المحرك خسائر الحديد الأساسية الناتجة عن التغيرات في المجال المغناطيسي الرئيسي في القلب، أو خسائر إضافية (أو شاردة).في القلب أثناء ظروف عدم التحميل،وتسرب المجالات المغناطيسية والتوافقيات الناجمة عن تيار العمل للجزء الثابت أو الدوار.الخسائر الناجمة عن المجالات المغناطيسية في قلب الحديد.تحدث خسائر الحديد الأساسية نتيجة للتغيرات في المجال المغناطيسي الرئيسي في قلب الحديد.يمكن أن يكون هذا التغيير ذو طبيعة مغنطة متناوبة، مثل ما يحدث في الجزء الثابت أو الأسنان الدوارة للمحرك؛يمكن أيضًا أن تكون ذات طبيعة مغنطة دورانية، مثل ما يحدث في الجزء الثابت أو الجزء الدوار من نير الحديد للمحرك.سواء كان ذلك مغنطة متناوبة أو مغنطة دورانية، فإن التباطؤ وخسارة التيار الدوامي سوف تحدث في قلب الحديد.تعتمد الخسارة الأساسية بشكل أساسي على فقدان الحديد الأساسي.الخسارة الأساسية كبيرة، ويرجع ذلك أساسًا إلى انحراف المادة عن التصميم أو العديد من العوامل غير المواتية في الإنتاج، مما يؤدي إلى ارتفاع كثافة التدفق المغناطيسي، وقصر الدائرة بين صفائح فولاذ السيليكون، وزيادة مقنعة في سمك فولاذ السيليكون. أوراق..جودة صفائح السيليكون الفولاذية لا تلبي المتطلبات.باعتبارها المادة الموصلة المغناطيسية الرئيسية للمحرك، فإن امتثال أداء صفائح السيليكون الفولاذية له تأثير كبير على أداء المحرك.عند التصميم، يتم التأكد بشكل أساسي من أن درجة صفائح السيليكون الفولاذية تلبي متطلبات التصميم.بالإضافة إلى ذلك، نفس الدرجة من صفائح الفولاذ السيليكونية تأتي من شركات مصنعة مختلفة.هناك بعض الاختلافات في خصائص المواد.عند اختيار المواد، يجب أن تبذل قصارى جهدك لاختيار المواد من الشركات المصنعة الجيدة لصلب السيليكون.وزن النواة الحديدية غير كافي والقطع غير مضغوطة.وزن قلب الحديد غير كافٍ، مما يؤدي إلى زيادة التيار وفقدان الحديد الزائد.إذا تم طلاء صفائح السيليكون الفولاذية بشكل سميك جدًا، فستكون الدائرة المغناطيسية مشبعة بشكل مفرط.في هذا الوقت، منحنى العلاقة بين تيار عدم التحميل والجهد سوف ينحني بشكل خطير.أثناء إنتاج ومعالجة قلب الحديد، سوف يتضرر اتجاه الحبوب لسطح التثقيب لصفائح فولاذ السيليكون، مما يؤدي إلى زيادة فقدان الحديد تحت نفس الحث المغناطيسي.بالنسبة للمحركات ذات التردد المتغير، يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار فقدان الحديد الإضافي الناتج عن التوافقيات؛وهذا ما يجب مراعاته في عملية التصميم.جميع العوامل في الاعتبار.آخر.بالإضافة إلى العوامل المذكورة أعلاه، يجب أن تعتمد القيمة التصميمية لفقد حديد المحرك على الإنتاج الفعلي ومعالجة قلب الحديد، ومحاولة مطابقة القيمة النظرية مع القيمة الفعلية.يتم قياس المنحنيات المميزة المقدمة من موردي المواد العامة وفقًا لطريقة دائرة إبشتاين المربعة، وتختلف اتجاهات المغنطة لأجزاء مختلفة من المحرك.لا يمكن حاليًا أخذ هذا الفقد الحديدي الدوار الخاص في الاعتبار.سيؤدي ذلك إلى عدم الاتساق بين القيم المحسوبة والقيم المقاسة بدرجات متفاوتة.

3.تأثير ارتفاع درجة حرارة المحرك على هيكل العزل

تعتبر عملية تسخين وتبريد المحرك معقدة نسبيًا، ويتغير ارتفاع درجة حرارته مع مرور الوقت في منحنى أسي.من أجل منع ارتفاع درجة حرارة المحرك من تجاوز المتطلبات القياسية، من ناحية، يتم تقليل الخسارة الناتجة عن المحرك؛ومن ناحية أخرى، يتم زيادة قدرة تبديد الحرارة للمحرك.مع زيادة قدرة المحرك الواحد يومًا بعد يوم، أصبح تحسين نظام التبريد وزيادة قدرة تبديد الحرارة من الإجراءات المهمة لتحسين ارتفاع درجة حرارة المحرك.

عندما يعمل المحرك في ظل الظروف المقدرة لفترة طويلة وتصل درجة حرارته إلى الاستقرار، فإن القيمة الحدية المسموح بها لارتفاع درجة الحرارة لكل مكون من مكونات المحرك تسمى حد ارتفاع درجة الحرارة.تم تحديد حد ارتفاع درجة حرارة المحرك في المعايير الوطنية.يعتمد حد ارتفاع درجة الحرارة بشكل أساسي على درجة الحرارة القصوى التي يسمح بها هيكل العزل ودرجة حرارة وسط التبريد، ولكنه يرتبط أيضًا بعوامل مثل طريقة قياس درجة الحرارة، وظروف نقل الحرارة وتبديد الحرارة للملف، و كثافة التدفق الحراري المسموح بتوليدها.سوف تتدهور الخصائص الميكانيكية والكهربائية والفيزيائية وغيرها من المواد المستخدمة في هيكل عزل لف المحرك تدريجيًا تحت تأثير درجة الحرارة.عندما ترتفع درجة الحرارة إلى مستوى معين، فإن خصائص المادة العازلة ستخضع لتغييرات أساسية، وحتى فقدان القدرة العازلة.في التكنولوجيا الكهربائية، غالبًا ما يتم تقسيم هياكل العزل أو أنظمة العزل في المحركات والأجهزة الكهربائية إلى عدة درجات مقاومة للحرارة وفقًا لدرجات حرارتها القصوى.عندما يعمل هيكل أو نظام العزل عند مستوى مماثل من درجة الحرارة لفترة طويلة، فإنه لن ينتج عنه عمومًا تغييرات غير ضرورية في الأداء.لا يجوز للهياكل العازلة ذات درجة معينة من المقاومة للحرارة أن تستخدم جميعها مواد عازلة من نفس الدرجة المقاومة للحرارة.يتم تقييم درجة مقاومة الهيكل العازل للحرارة بشكل شامل من خلال إجراء اختبارات المحاكاة على نموذج الهيكل المستخدم.يعمل الهيكل العازل تحت درجات حرارة قصوى محددة ويمكنه تحقيق عمر خدمة اقتصادي.لقد أثبت الاشتقاق النظري والممارسة أن هناك علاقة أسية بين عمر خدمة هيكل العزل ودرجة الحرارة، لذلك فهو حساس جدًا لدرجة الحرارة.بالنسبة لبعض المحركات ذات الأغراض الخاصة، إذا لم يكن من الضروري أن يكون عمر الخدمة طويلًا جدًا، فمن أجل تقليل حجم المحرك، يمكن زيادة درجة الحرارة القصوى المسموح بها للمحرك بناءً على الخبرة أو بيانات الاختبار.على الرغم من أن درجة حرارة وسط التبريد تختلف باختلاف نظام التبريد ووسط التبريد المستخدم، إلا أنه بالنسبة لأنظمة التبريد المختلفة المستخدمة حاليًا، فإن درجة حرارة وسط التبريد تعتمد بشكل أساسي على درجة حرارة الغلاف الجوي، وهي نفس درجة حرارة الغلاف الجوي عدديًا.الى حد كبير نفس.ستؤدي الطرق المختلفة لقياس درجة الحرارة إلى اختلافات مختلفة بين درجة الحرارة المقاسة ودرجة حرارة النقطة الأكثر سخونة في المكون الذي يتم قياسه.تعد درجة حرارة النقطة الأكثر سخونة في المكون الذي يتم قياسه هي المفتاح للحكم على ما إذا كان المحرك يمكنه العمل بأمان لفترة طويلة.في بعض الحالات الخاصة، غالبًا لا يتم تحديد حد ارتفاع درجة حرارة ملف المحرك بالكامل من خلال الحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها لهيكل العزل المستخدم، ولكن يجب أيضًا مراعاة عوامل أخرى.زيادة درجة حرارة اللفات المحرك بشكل عام يعني زيادة في خسائر المحرك وانخفاض الكفاءة.ستؤدي الزيادة في درجة حرارة الملف إلى زيادة الإجهاد الحراري في مواد بعض الأجزاء المرتبطة.البعض الآخر، مثل الخصائص العازلة للعزل والقوة الميكانيكية للمواد المعدنية الموصلة، سيكون لها آثار ضارة؛فقد يسبب صعوبات في تشغيل نظام تزييت المحمل.لذلك، على الرغم من أن بعض اللفات الحركية تعتمد حاليًا الفئةالهياكل العازلة من الفئة F أو H، لا تزال حدود ارتفاع درجة حرارتها متوافقة مع لوائح الفئة B.وهذا لا يأخذ في الاعتبار بعض العوامل المذكورة أعلاه فحسب، بل يزيد أيضًا من موثوقية المحرك أثناء الاستخدام.إنه أكثر فائدة ويمكن أن يطيل عمر خدمة المحرك.

4.ختاماً

يعكس تيار عدم التحميل وفقدان عدم التحميل للمحرك غير المتزامن ثلاثي الطور ارتفاع درجة الحرارة والكفاءة وعامل الطاقة والقدرة على البدء ومؤشرات الأداء الرئيسية الأخرى للمحرك إلى حد ما.سواء كان مؤهلاً أم لا يؤثر بشكل مباشر على أداء المحرك.يجب على موظفي مختبر الصيانة إتقان قواعد الحد، والتأكد من مغادرة المحركات المؤهلة للمصنع، وإصدار الأحكام على المحركات غير المؤهلة، وإجراء الإصلاحات للتأكد من أن مؤشرات أداء المحركات تلبي متطلبات معايير المنتج.