Нагрівання електродвигунів класи ізоляції статті
Під час роботи електродвигунів відбувається їх нагрівання. Температура нагріву може бути різною, тобто одні двигуни нагріваються менше, інші - більше. Величина сталої температури двигуна залежить від навантаження на його валу. При великому навантаженні виділяється велика кількість теплоти в одиницю часу, значить, вище встановилася температура двигуна. Допустимий нагрів електричних двигунів залежить від класу ізоляції обмоток.
На табличці електродвигуна з усіма даними вказано і параметр, званий клас ізоляції.
Нагревостойкость - одне з найважливіших якостей електроізоляційних матеріалів, так як вона визначає допустиме навантаження електричних машин і апаратів. Здатність електроізоляційних матеріалів витримати без шкоди для них вплив підвищеної температури, а також різкі зміни температури називається нагревостойкостью. Необхідно знати, що з підвищенням температури обмоток електродвигунів понад допустимі значення, різко скорочується термін служби ізоляції. З цього, нагревостойкость ізоляції є основною вимогою, що визначає надійність роботи і термін служби електричної машини, який нормально повинен становити 15-20 років.
Електричні машини з ізоляцією класу А практично не виготовляються, а класу Е - знаходять обмежене застосування в машинах малої потужності. Застосовують в основному ізоляцію класів В і F, а в спеціальних машинах, що працюють у важких умовах (металургія, гірнича обладнання, транспорт), - класу Н. В результаті використання більш нагревостойких матеріалів, поліпшення властивостей електротехнічних сталей і поліпшення конструкцій за останні 60-70 років вдалося зменшити масу електричних машин в 2,5-3 рази.
При незмінному навантаженні на валу в двигуні виділяється певна кількість теплоти в одиницю часу.
Граничні допустимі перевищення температури активних частин електродвигунів
t 0 (при температурі навколишнього середовища 40ºС):
- Клас E: допустима температура нагріву до 120 ° C.
- Клас B: допустима температура нагріву до 130 ° C.
- Клас F: допустима температура нагріву до 155 ° C.
- Клас H: допустима температура нагріву до 180 ° C.
У таблиці наведено для прикладу гранично допустимі перевищення температури для окремих частин електричних машин загального застосування (О) і тягових (Т) при тривалому режимі роботи при вимірюванні температури обмоток за методом опору (т. Е. По вимірюванню опору відповідної обмотки в результаті нагрівання) , а температури колектора і контактних кілець за допомогою термометрів. Ці дані відповідають температурі навколишнього середовища +40 ° С для машин О і +25 ° С для машин Т.
Гранично допустимі перевищення температури, 0 С, при класі ізоляції
Температурою навколишнього повітря, при якій загальнопромисловий електродвигун може працювати з номінальною потужністю, вважається 40ºС.
Якщо температура навколишнього середовища більше або менше +40 для загальнопромислового виконання електродвигуна, то стандарт дозволяє певні зміни допустимих перевищень температур.
При підвищенні температури навколишнього повітря більш 40ºС, навантаження на електродвигун повинна бути знижена настільки, щоб температура окремих його частин не перевищувала допустимих значень. При роботі машини в гірських місцевостях, де з-за зниження атмосферного тиску погіршується тепловіддача, стандарт передбачає деяке зменшення допустимих перевищень температури.
Незалежно від зниження температури навколишнього повітря, збільшувати струмові навантаження більш ніж на 10% номінального не допускається. У асинхронних двигунів на це може впливати зміна напруги мережі живлення, разом зі зменшенням напруги мережі живлення, в квадраті зменшується потужність на валу двигуна і крім того, зменшення напруги нижче 95% від номінального призводить до значного зростання струму двигуна і нагрівання обмоток. Зростання напруги вище 110% від номінального також веде до зростання струму в обмотках двигуна, збільшується нагрів статора за рахунок вихрових струмів.
При підвищенні температури багато з матеріалів починають обвуглюватися і стають провідниками. Всі матеріали від тривалого впливу підвищених температур задовго до обвуглювання набувають крихкість, легко руйнуються і втрачають свої ізолюючі властивості. Цей процес називається тепловим старінням. Досвід показує, що підвищення температури ізоляції на 10 ° С скорочує термін її служби приблизно в два рази. Так, для ізоляції класу А підвищення температури з 95 до 105 ° С скорочує термін її служби з 15 до 8 років, а нагрів до 120 ° С - до двох років. В основі цього явища лежить загальний закон залежності швидкості хімічних реакцій від температури, описуваний рівнянням Ван-Гоффа-Арі-ніуса.
Тобто технологічні перевантаження робочих машин або коливання напруги в мережі живлення ведуть за собою збільшення струму в обмотках машин і перевищення температури обмоток вище допустимих для даного класу, в результаті термін служби машин швидко зменшується.
Наведені граничні температури нагріву для окремих класів ізоляції не можуть бути повністю використані в практиці, так як в умовах експлуатації електричних машин і апаратів не представляється можливим встановити точний контроль за температурою ізоляції найбільш нагрітих деталей.
Тому існуючі стандарти на електричні машини встановлюють більш низькі межі допустимих температур окремих деталей машин в залежності від конструкції цих деталей і розташування їх в машині. Нормують не власними температури, а максимально допустимі перевищення температур? Max, так як від навантаження машини залежить тільки перевищення температури.
У виробничих умовах вимірювання температури вузлів електричних машин і електроапаратури виконується безпосередньо термометром або побічно на основі вимірювання їх опору.
Контроль температури нагрівання електродвигунів потужністю вище 100 кВт проводять за допомогою вбудованих дистанційних термометрів. Для вимірювання температури електродвигунів меншої потужності, а також для вимірювання температури в точках електродвигунів, де установка дистанційних термометрів неможлива, користуються переносними спиртовими або ртутними термометрами. При вимірах ртутними термометрами слід мати на увазі, що в області змінних магнітних полів виникає позитивна похибка, т. Е. Термометр покаже завищене значення температури. Для більш точного вимірювання температури нижню частину термометра обгортають тонкою алюмінієвою фольгою, обминаючи її так, щоб прилягання до місця вимірювання було щільним. Зверху оболонку з фольги накривають для теплоізоляції ватою. У важкодоступних місцях вимірювання проводять відразу після зупинки електродвигуна.
Методом опору вимірюють середню температуру. Він заснований на зміні опору провідника зі зміною його температури. Заміряючи опір провідника в холодному і гарячому стані, розраховують температуру провідника.
Підвищення температури двигуна відбувається нерівномірно. Спочатку вона зростає швидко: майже вся теплота йде на підвищення температури, і лише мала кількість її йде в навколишнє середовище. Перепад температур (різниця між температурою двигуна і температурою навколишнього повітря) поки ще невеликий. Однак у міру збільшення температури двигуна перепад зростає і тепловіддача в навколишнє середовище збільшується. Зростання температури двигуна сповільнюється.
Температура двигуна припиняє зростати, коли вся знову виділяється теплота буде повністю розсіюватися в навколишнє середовище. Така температура двигуна називається сталою. Величина сталої температури двигуна залежить від навантаження на його валу. При великому навантаженні виділяється велика кількість теплоти в одиницю часу, значить, вище встановилася температура двигуна.
Після відключення двигун охолоджується. Температура його спочатку знижується швидко, так як перепад її великий, а потім у міру зменшення перепаду - повільно.
В окремих точках частин машини температура може бути вищою за середню. Так, наприклад, у відкритих машинах з повітряним охолодженням, у яких добре охолоджуються лобові частини обмоток, пазові частини нагріваються більше, ніж лобові. Перевищення температури в окремих найбільш нагрітих точках повинні бути не більше: 65 ° - для ізоляції класу А, 90 ° С - для ізоляції класу В, ПО і 135 ° С - відповідно для ізоляції класів F та Н.
Чутливими до нагрівання є і деякі механічні вузли і деталі електродвигунів. Для них в паспортах електродвигунів задаються допустимі перевищення температур над температурою навколишнього середовища 35 ° С. Допустимі перевищення температури для підшипників кочення становлять 60 ° С, для підшипників ковзання - 45 ° С, для сталевих деталей колекторів і контактних кілець - 70 ° С. Температуру підшипників ковзання можна виміряти, занурюючи термометр безпосередньо в масло підшипника.
При достатньому навичці орієнтоване уявлення про ступінь нагріву можна отримати, доторкаючись долонею до нагрітого елементу конструкції (долоню без больових відчуттів зазвичай витримує температуру близько 60 ° С), але важливо пам'ятати перш за все безпека.
Граничні допустимі перевищення температури частин електричних машин при температурі газоподібної охолоджуючої середовища 40 ° С і висоті над рівнем моря не більше 1000 м повинні бути не більше значень, зазначених в таблиці. При температурах більше 40 С і висоті понад 1000 м ці значення повинні бути зменшені відповідно до ГОСТ (Машини електричні обертові. Загальні технічні вимоги). Безпосередні виміри температури за допомогою термометрів або термощупів дають надійні результати, але не дозволяють визначати температуру внутрішніх найбільш нагрітих частин обмотки. На основі вимірювання омічного опору обмотки можна визначити тільки деякий середнє значення її температури. Тому норми гранично допустимої температури обмоток вказуються з урахуванням методу її вимірювання.
Працюємо з юридичними і фізичними особами
Для отримання оформленого комерційної пропозиції по формі для організацій або оформлення рахунку на юридичну особу, скористайтеся будь-яким з варіантів
Оформлення бухгалтерських документів по НК Україна з ПДВ
Рахунок-фактура установленого зразка
Товарна накладна за формою ТОРГ-12