Струмові перевантаження електродвигуна

Основна причина виходу з ладу електродвигуна - руйнування ізоляції внаслідок перегріву.

Температура нагріву двигуна залежить від температури навколишнього середовища і характеристик самого електродвигуна. При роботі двигуна виділяється тепло, частина якого йде в навколишнє середовище, а частина на нагрів двигуна. На нагрів двигуна мають вплив значення тепловіддачі і теплоємності. Залежно від температури навколишнього середовища і температури двигуна ступінь їх впливу може бути різною. Якщо різниця в температурі навколишнього середовища і двигуна невелика, а виділяється енергія значна, то вона в основному йде на нагрів муздрамтеатру статора, мідної обмотки, корпусу і ротора, внаслідок чого відбувається сильне нагрівання ізоляційних матеріалів.

Більше проявляється процес тепловіддачі. Процес припиняється після того, як досягається рівновага між виділеним теплом і теплом яке виділяється в атмосферу. Перевищення струму понад номінальний не відразу призводить до аварії. На це потрібен якийсь час. Захист не повинна відключати двигун при кожному стрибку струму, а тільки тоді, коли є небезпека швидкого зносу ізоляції. На нагрів ізоляції впливає тривалість протікання і величина струму перевищує номінальний. Це залежить від технологічного процесу.

У зв'язку зі збільшенням моменту на валу електродвигуна виникає перевантаження. У таких пристроях потужність двигуна змінюється, що призводить до постійної зміни значення електричного струму в двигуні. На валу виникають великі моменти опору, які створюють скачки струму. Такі перевантаження не створюють значного перегріву, тому що протікають дуже швидко. Але якщо ці процеси дуже часто повторюються і протікають досить довго, це призводить до критичного нагрівання обмотки. Захист повинна реагувати тільки на тривалі скачки навантаження, а не на короткочасні.

В інших пристроях виникають невеликі перевантаження, але тривалі за часом. Відбувається поступовий нагрів обмотки до критичного значення температури. Двигун зазвичай має запас по нагріванню, і незважаючи на тривалість, невелике перевищення значення номінального струму не приведуть до виникнення небезпечної ситуації. В даному випадку захист не обов'язково повинна спрацьовувати. Тобто захист повинен розпізнавати критичну перевантаження і не критичну.

Крім перевантажень технологічних, в двигуні виникають і аварійні перевантаження, які можуть бути пов'язані з заклинюванням рухомих частин обладнання, зниженням напруги і аваріями в мережі живлення. Це призводить до своєрідних режимам роботи і вимагає інші засоби захисту.

Асинхронні електродвигуни вибирають із запасом по потужності. Основну частину часу двигуни працюють в недовантажених режимі, струм в двигуні нижче номіналу. Перевантаження виникає при поломки, заклинювання механізмів і порушення технологічного процесу. Наприклад, такі агрегати як стрічкові конвеєри, насоси, вентилятори працюють при постійному навантаженні або навантаженні, яка змінюється незначно. Якщо подача матеріалу змінюється короткочасно, це не впливає на нагрів двигуна. Ними можна знехтувати. Зовсім інша справа, якщо порушення роботи протікає тривалий період часу. Переважна більшість приводів розраховується на запас потужності. До механічних перевантажень в основному приводять поломки деталей машини. Але ці поломки носять випадковий характер і не обов'язково, що при цьому виявиться перевантаженим і електродвигун. Наприклад, це може статися з двигуном транспортерів. Якщо зміняться властивості матеріалу, який транспортується, такі як розмір частинок, їх вологість, це позначиться на потужності, яка потрібна для переміщення. Захист повинна відключити двигун при виникненні перевантажень, які викликають перегрів обмотки.

Якщо розглядати впливу тривалих перевищень струму на ізоляцію існує два види перевантажень: невеликі (до 50%) і великі (понад 50%).

Перші проявляються не відразу, а поступово, другі виявляються через короткий час. При незначному перевищенні температури над допустимим значенням старіння ізоляції протікає повільно. Зміна структури ізоляції проходить поступово. Коли температура зростає, процес прискорюється. При перегрів обмотки двигуна вище допустимого значення на кожні 8-10 ° С відбувається скорочення терміну служби ізоляції в 2 рази. Тобто при перегріванні на 40 ° С термін служби ізоляції скорочується в 32 рази. Але не дивлячись на це процес виявляється після багатьох місяців роботи.

При перевантаженні більше 50% під дією температури ізоляція старіє швидко.

При підвищенні струму збільшуються змінні втрати. Відбувається нагрів обмотки. Через деякий час температура досягне значення, допустимого для даного класу ізоляції. При малих перевантаженнях час буде довшим, при великих - коротше. Кожному значенню перевантаження відповідає своє допустиме безпечне час перегріву.

Залежність допустимої тривалості перевантаження від її величини називається перевантажувальної характеристикою електродвигуна.