Mikä määrää sähkömoottoreiden käyttöiän

Käyttömoottorit toimivat moottori- ja jarrutiloissa muuntaen sähköenergian mekaaniseksi energiaksi tai päinvastoin mekaanisen energian sähköenergiaksi. Energian muuttumiseen tyypistä toiseen liittyy väistämättömiä häviöitä, jotka lopulta muuttuvat lämmöksi.

Osa lämmöstä haihtuu ympäristöön ja loput saa itse moottorin lämpötilan nousemaan ympäristön lämpötilan yläpuolelle (katso lisätietoja täältä - Sähkömoottoreiden lämmitys ja jäähdytys).

Sähkömoottoreiden valmistuksessa käytetyillä materiaaleilla (teräs, kupari, alumiini, eristemateriaalit) on erilaisia ​​fysikaalisia ominaisuuksia, jotka muuttuvat lämpötilan mukaan.

Eristysmateriaalit ovat herkimpiä lämmölle ja niillä on alhaisin lämmönkestävyys verrattuna muihin moottorissa käytettyihin materiaaleihin.Siksi moottorin luotettavuus, sen tekniset ja taloudelliset ominaisuudet sekä nimellisteho määräytyvät käämien eristämiseen käytettyjen materiaalien lämmittämisen perusteella.

Sähkömoottorin eristyksen käyttöikä riippuu eristemateriaalin laadusta ja sen toimintalämpötilasta. Käytäntö on osoittanut, että esimerkiksi noin 90 °C:n lämpötilassa mineraaliöljyyn upotettu puuvillakuitueriste voi toimia luotettavasti 15-20 vuotta. Tänä aikana eristys heikkenee asteittain, eli sen mekaaninen lujuus, elastisuus ja muut normaalin toiminnan kannalta tarpeelliset ominaisuudet heikkenevät.

Käyttölämpötilan nostaminen vain 8-10 °C:lla vähentää tämän tyyppisen eristeen kulumisaikaa 8-10 vuoteen (noin 2 kertaa), ja 150 °C:n käyttölämpötilassa kuluminen alkaa 1,5 kuukauden kuluttua. Käytettäessä noin 200 °C:n lämpötiloja tämä eriste muuttuu käyttökelvottomaksi muutaman tunnin kuluttua.

Häviö, joka aiheuttaa moottorin eristyksen lämpenemisen, riippuu kuormituksesta. Kevyt kuormitus lisää eristeen kulumisaikaa, mutta johtaa riittämättömään materiaalien käyttöön ja nostaa moottorin kustannuksia. Toisaalta moottorin käyttäminen suurella kuormituksella vähentää merkittävästi sen luotettavuutta ja käyttöikää, ja se voi olla myös taloudellisesti epäkäytännöllistä.Siksi eristeen käyttölämpötila ja moottorin kuormitus, eli sen nimellisteho, valitaan teknisistä ja taloudellisista syistä siten, että eristeen kulumisaika ja moottorin käyttöikä normaalikäytössä olosuhteet ovat noin 15-20 vuotta.

Eristysmateriaalien käyttö epäorgaanisista aineista (asbesti, kiille, lasi jne.), joilla on korkeampi lämmönkestävyys, voi vähentää moottoreiden painoa ja kokoa sekä lisätä tehoa. Eristysmateriaalien lämmönkestävyys määräytyy kuitenkin ensisijaisesti niiden lakkojen ominaisuuksien perusteella, joilla eriste on kyllästetty. Kyllästyskoostumuksilla, jopa piipiiyhdisteistä (silikoneista), on suhteellisen alhainen lämmönkestävyys.

Käytettävän koneen käyttämiseen oikean moottorin on vastattava mekaanisia ominaisuuksia, koneen käyttötapaa ja vaadittua tehoa. Moottorin tehoa valittaessa ne lähtevät ensisijaisesti sen lämmittämisestä tai pikemminkin sen eristyksen lämmittämisestä.

Moottorin teho määritetään oikein, jos käytön aikana sen eristeen lämmityslämpötila on lähellä suurinta sallittua Moottorin tehon yliarviointi johtaa eristeen käyttölämpötilan laskuun, kalliiden materiaalien riittämättömään käyttöön, pääomakustannusten nousu ja energiaominaisuuksien heikkeneminen.

Moottorin teho on riittämätön vaadittavaan, jos sen eristeen käyttölämpötila ylittää suurimman sallitun, mikä voi johtaa perusteettomiin pääomakustannuksiin moottorin vaihtoon eristeen ennenaikaisen kulumisen seurauksena.

Nykyään AC-moottoreilla on suuri kysyntä useimpien nykyaikaisten tuotantolaitosten joukossa. Käytännössä asynkroniset moottorit (IM) osoittavat kestävyyttään ja yksinkertaisuuttaan suhteellisen alhaisilla kustannuksilla. Käytön aikana voi kuitenkin tapahtua moottorin osien vaurioituminen, mikä puolestaan ​​johtaa sen ennenaikaiseen rikkoutumiseen.

Tärkeimmät asynkronisen moottorin vian kehittymisen lähteet ovat:

• sähkömoottorin staattorin ylikuormitus tai ylikuumeneminen 31%;
• käännös käännökseen sulkeminen -15%;
• laakerin vika - 12%;
• staattorikäämien tai eristyksen vauriot — 11 %;
• epätasainen ilmarako staattorin ja roottorin välillä - 9%;
• sähkömoottorin toiminta kahdessa vaiheessa - 8%;
• oravahäkin tankojen kiinnityksen murtuminen tai löystyminen - 5 %;
• staattorikäämin kiinnityksen löystyminen - 4%;
• sähkömoottorin roottorin epätasapaino - 3%;
• akselivirhe — 2 %.