Причины перегрева обмоток асинхронных электродвигателей

Причины выхода из строя асинхронных двигателей

Причины перегрева обмоток асинхронных электродвигателей

В современных электрических машинах изоляция трех классов нагревостойкости. Класс нагревостойкости определяется максимально допустимой температурой нагрева.

1. Перегрузка рабочей машины. Перегрузки рабочей машины вызывающие перегрев обмотки двигателя могут быть как технологического характера, так и вызванные неисправностями механизма.

Перегрузки технологического характера вызваны превышением режима работы машины над номинальным: увеличение подачи насоса, повышение вязкости перемещаемой среды, увеличение подачи рабочего органа (резца, фрезы, рабочего органа земснаряда), перемещение груза по массе большего чем номинальный.

Перегрузка вызванная неисправностью рабочей машины вызывается, например, поломкой механической передачи, заклиниванием рабочего органа, неисправностью тормоза.

С точки зрения влияния на изоляцию следует различать два вида перегрузок: небольшие (до 1,5 М/М_ном) и свыше 1,5 М/М_ном.

В случае если перегрузка не более 1,5 М/М_ном ее действие появляется не сразу. Если превышение температуры над допустимым значением невелико, то старение изоляции происходит медленно. Небольшие изменения в структуре изолирующего материала накапливаются постепенно. Выход из строя машины по причине разрушения изоляции произойдет после многих месяцев эксплуатации

При небольших перегрузках защита выполненная на тепловых реле может не сработать из-за неопределенности защитной характеристики. Так, например, в каталоге на тепловые реле серии ТРН-8 говорится: «Реле не срабатывает при длительном обтекании обоих полюсов током уставки и срабатывают в течении 20 мин при увеличении тока на 20 – 30%. Таким образом, при перегрузке до 20% двигатели могут и не отключаться.

При больших (свыше 1,5 М/М_ном) перегрузках правильно выбранные тепловые реле надежно защищают двигатель.

2. Затяжной пуск. Пусковой ток асинхронного короткозамкнутого электродвигателя в 6 –7 раз превышает номинальный. Скорость нарастания температуры в обмотке асинхронного электродвигателя достигает 5 – 7 градусов в секунду. При температуре окружающей среды +40⁰С температура обмоток достигнет предельного для изоляции класса F значения за 16 секунд.

Таким образом, в случае увеличения по каким-либо причинам длительности пуска двигатель долгое время будет находиться под пусковым

током, что может привести к перегреву изоляции.

Причиной увеличения длительности пуска может быть:

· Пониженное напряжение в питающей сети;

· Увеличение момента инерции механизма;

· Увеличение момента нагрузки;

Наиболее частой причиной увеличения времени пуска является снижение напряжения в сети. При снижении напряжения снижается пусковой момент и пусковой ток. При этом ток снижается пропорционально напряжению, а пусковой момент пропорционально квадрату напряжения, поэтому длительность пуска увеличивается в большей степени, чем снижается пусковой ток.

Количество тепла выделяющееся при пуске:

Для того, чтобы при пуске обмотка не перегревалась, количество тепла выделяющееся при пуске под номинальным и пониженным напряжением должно быть одинаково:

Допустимое время разгона под пониженным напряжением:

Учитывая, что пусковой ток пропорционален напряжению

Где U_п – напряжение на статоре АД при пуске