Электродвигатель асинхронный трехфазный срок службы. Срок службы электродвигателя. Причины нагрева двигателей

ГОСТом предусмотрено 10 номинальных режимов для электродвигателей, которые обозначаются как S 1- S 10, их описание приведено ниже.

S 1 - продолжительный режим работы электродвигателя , характеризуется работой электродвигателя при постоянной нагрузке (Р) и потерях (Р V) на протяжении длительного времени, пока все части машины не достигнут неизменной температуры (Ɵ max = Ɵ нагр).

На выше приведенном рисунке Ɵ 0 - температура внешней среды.

S 2 - кратковременный режим работы электродвигателя - это работа электродвигателя на протяжении небольшого отрезка времени (Δ t p) при постоянной нагрузке (P). При работе за определенное время (Δ t p) составляющие двигателя не успевают нагреваться до установившейся температуры (Ɵ max), после этого машину останавливают и она охлаждается до температуры внешней среды (превышая не более чем на 2 0 С).

S 3 - периодический повторно-кратковременный режим работы электродвигателя , представляет собой последовательность одинаковых циклов, работа в которых происходит при постоянной, неизменной нагрузке. За это время электродвигатель не успевает нагреться до максимальной температуры и при останове не охлаждается до температуры окружающей среды. Не учитываются потери, возникшие при запуске двигателя (пусковой ток не оказывает большого влияния), то есть они не нагревают детали машины. Длительность цикла не превышает десяти минут.

Где Δ t p - время работы двигателя; Δ t R - время простоя, охлаждения; Ɵ нагр1 - температура двигателя при максимальном охлаждении во время цикла; Ɵ нагр2 - максимальная температура нагрева.

Продолжительность включения (ПВ) характеризует данный режим работы и находится по формуле:

Существуют нормированные значения ПВ: 60%, 40%, 25%, 15%.

Указанные в каталогах мощности приводятся для «Продолжительного режима работы (S 1)». Если же двигатель будет работать в других режимах, к примеру, S 2 или S 3, то нагревание его будет происходить медленнее, что позволит увеличить нагрузку на некоторое время. Для режима S 2 допускается увеличение нагрузки на 50% на период времени 10 минут, 25% - 30 минут, 10% - 90 минут. Для работы механизма в режиме S 3 лучше всего применять приводной асинхронный двигатель с повышенным скольжением.

S 1 - S 3 являются основными режимами работы, а S 4 - S 10 были введены для расширения возможностей первых, и предоставления более широкого ряда электродвигателей под конкретные задачи.

S 4 - повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов , представляется в виде циклической последовательности, в каждом цикле выполняется пуск двигателя за время (Δ t d), работа двигателя при постоянной нагрузке в течении (Δ t p), за эти промежутки времени машина не успевает достичь максимальной температуры (установившейся), а за время паузы (Δ t R) не остывает до внешней среды.

S 5 - Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов включает в себя те же характерности режима, что и S 4, с осуществлением торможения электродвигателя за время (Δ t F).

Этот режим работы характерен для электропривода лифтов.

S 6 - перемежающийся режим работы электродвигателя - последовательность циклов , при которой работа происходит в течении времени (Δ t р) с нагрузкой, и время (Δ t V) работает на холостом ходу. Двигатель не нагревается до предельной температуры.

S 7 - Перемежающийся режим работы электродвигателя с влиянием пусковых токов и электрическим торможением , особенностью является отсутствие пауз в работе, что обеспечивает 100% периодичность включения. Описывается работа в данном режиме последовательными циклами с достаточно долгим пуском (Δ t d), нормальной работой при неизменной нагрузке и торможением двигателя.

. Так же как и предыдущий режим, этот не содержит пауз, соответственно ПВ=100%. Реализация данного S 8 режима происходит в асинхронных двигателях при переключении пар полюсов . Каждый последовательный цикл состоит из времени разгона (Δ t d), работы (Δ t р) и торможения (Δ t F), но при разных нагрузках, а соответственно при разных скоростях вращения ротора (n).

. Режим, при котором обычно нагрузка и частота вращения изменяются непериодически в допустимом рабочем диапазоне. Этот режим часто включает в себя перегрузки, которые могут значительно превышать базовую нагрузку Для этого типа режима постоянная нагрузка, выбранная соответствующим образом и основанная на типовом режиме S1, берется как базовая (см. рисунок ниже) для определения перегрузки.

Режим, состоящий из ограниченного числа дискретных нагрузок (или эквивалентных нагрузок) и, если возможно, частот вращения, при этом каждая комбинация нагрузки/частоты вращения сохраняется достаточное время для того, чтобы машина достигла практически установившегося теплового состояния (рисунок ниже). Минимальная нагрузка в течение рабочего цикла может иметь и нулевое значение (холостой ход, покой или бестоковое состояние). Для этого типового режима постоянная нагрузка, выбранная в соответствии с типовым режимом S1, принимается за базовую для дискретных нагрузок. Дискретные нагрузки являются, как правило, эквивалентной нагрузкой, интегрированной за определенный период времени. Нет необходимости, чтобы каждый цикл нагрузки точно повторял предыдущий, однако каждая нагрузка внутри цикла должна поддерживаться достаточное время для достижения установившегося теплового состояния, и каждый нагрузочный цикл должен интегрированно давать ту же вероятность относительного ожидаемого термического срока службы изоляции машины.

Длительность рабочего цикла, характер действующей нагрузки, ее величина, потери при пуске, торможении и во время установившегося режима работы, способ охлаждения - все эти параметры описывают режимы работы электродвигателей. Возможные комбинации выше приведенных характеристик имеют огромное разнообразие и потому изготовление двигателей для каждого из них не целесообразно. По наиболее часто использованным и востребованным характерам работы были выделены номинальные режимы, для которых собственно и изготовляются серийные электродвигатели. Параметры электрической машины, которые указаны в паспорте, характеризуют ее работу в одном из номинальных режимов. Изготовитель гарантирует нормальную, безотказную работу эл. двигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке. Необходимо обязательно учитывать режим работы электропривода при выборе двигателя, это обеспечит надежную работу механизма.

Срок службы электродвигателя – это период времени, в течение которого изготовитель обязуется обеспечивать потребителю возможность использовать электродвигатель по назначению и несет ответственность за существенные недостатки, которые могут возникнуть в электродвигателя.

Актуальность статьи проверена нашими юристами по состоянию на 21.12.2019 г.

В течение срока службы электродвигателя потребитель имеет полное право на:

• возможность использования электродвигателя;
• ремонт и соответствующее обслуживание электродвигателя;
• предъявление требований об безвозмездном устранении существенных недостатках электродвигателя, даже, если кончился гарантийный срок;
• возмещение вреда, возникшего из-за электродвигателя.

Если срок службы на электродвигатель не установлен

Если срок службы электродвигателя не установлен, то производитель обязан обеспечить вышеуказанные права потребителя в течение 10 лет. Таким образом, как правило, производителю гараздо выгодней установить срок службы, чем его не устанавливать.

Как узнать срок службы электродвигателя

Срок службы товара устанавливается изготовителем, при этом изготовитель (исполнитель, продавец) обязан своевременно предоставлять потребителю необходимую и достоверную информацию относительно электродвигателя, которая в обязательном порядке должна содержать сведения о сроке службы электродвигателя.

Когда изготовитель обязан установить срок службы

изготовитель обязан устанавливать срок службы товара длительного пользования, в том числе комплектующих изделий (деталей, узлов, агрегатов), которые по истечении определенного периода могут:

• представлять опасность для жизни, здоровья потребителя,
• причинять вред его имуществу или окружающей среде.

Список товаров длительного пользования, в том числе комплектующих изделий (деталей, узлов, агрегатов), которые по истечении определенного периода могут представлять опасность для жизни, здоровья потребителя, причинять вред его имуществу или окружающей среде содержится в , утверждаемом Правительством Российской Федерации.

Когда изготовитель не обязан устанавливать срок службы

Во всех остальных случаях установление срока службы является правом изготовителя, т.е. он может и не устанавливать срок службы.

исчисление срока службы электродвигателя

Срок службы может исчисляться единицами времени, а также иными единицами измерения -километрами, метрами и т. п. исходя из функционального назначения товара.

Срок службы на электродвигатель начинает течь с момента передачи электродвигателя потребителю, если договором не предусмотрено иное.

Классификация условий эксплуатации. Влияние условий эксплуатации на срок службы электродвигателей. Непрерывное диагностирование электрических машин. Классификация методов непрерывного диагностирования электрических машин.

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

ЭКСПЛУАТАЦИЯ и ремонт ОБОРУДОВАНИЯ (5 курс)

ЛЕКЦИЯ №5

выбор оборудования на заданный срок службы

Учебные вопросы:

1. Классификация условий эксплуатации. Влияние условий эксплуатации на срок службы электродвигателей.

3. Техническая реализация задач контроля за использованием ресурса.

1. Классификация условий эксплуатации.

Классификация оборудования по местам установки электродвигателей без учета режимов их работы приведена в таблице 1.
Во ВНИПТИЭМ разработана новая классификация условий эксплуатации электродвигателей, учитывающая место установки электродвигателя, режим его работы, условия и частоту пусков, уровень вибрации и другие факторы, влияющие на надежность электродвигателя.

Условия эксплуатации разделены на

Легкие,

нормальные,

жесткие и

особо жесткие.

Легкие условия эксплуатации означают, что один или несколько факторов, влияющих на надежность электродвигателя, отклоняются от номинальных режимов в сторону их облегчения.
Жесткие условия характеризуются наличием одного из факторов, значение которого выше номинального уровня.

Особо жесткие условия характеризуются наличием двух и более факторов, превышающих номинальные значения, либо один из факторов из-за чрезвычайно высокого отклонения от номинального уровня значительно снижает надежность электродвигателя.

Таблица 1

Классификация оборудования по местам установки электродвигателей

Режимы работы электродвигателей (S1...S8) приняты по ГОСТ 183-74 (2001) (Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия).
Кратковременный режим работы S2 отнесен к жестким условиям эксплуатации, так как из-за малого периода его работы температура электродвигателя не достигает установившегося значения и его изоляция не успевает высохнуть. В период пауз электродвигатель остывает практически до холодного состояния.

Режимы с частыми пусками и реверсами S4, S5, S6, S7 сопровождаются значительными тепловыми, коммутационными и механическими воздействиями на обмотку и механическими на подшипники и поэтому отнесены к особо жестким условиям эксплуатации.

Условия пусков в зависимости от режима работы электродвигателей приняты следующие:

Для легких условий эксплуатации — 0,2 пуска в час;

Жестких — более 10;

Нормальных — 2... 10;

Особо жестких— значительно больше 10 пусков в час.
Исследования влияния продолжительности пуска электродвигателей на надежность позволили принять следующую градацию продолжительностей по условиям эксплуатации:

для легких — менее 1 с;

нормальных — 1...3;

жестких — 3...10;

особо жестких — более 10 с.

Коэффициенты загрузки приняты следующие:

для легких условий эксплуатации — менее 1;

нормальных— 1;

жестких и особо жестких— более 1.

Уровень вибрации принят, исходя из условий эксплуатации:

менее 10 мм/с — для легких и нормальных и

Более 10 мм/с — для жестких и особо жестких.

Условия окружающей среды, согласно ГОСТ 15150-69 (МАШИНЫ, ПРИБОРЫ И ДРУГИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ ИСПОЛНЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ РАЙОНОВ. КАТЕГОРИИ, УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ В ЧАСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ), приняты следующие:

легкие условия эксплуатации — закрытые помещения с искусственно регулируемым климатом;

нормальные — закрытые помещения с естественной вентиляцией; жесткие — открытый воздух,

навесы и помещения с повышенной влажностью.

Запыленность определена по данным исследований и классифицирована следующим образом: при содержании пыли менее
16 мг/м 3 —легкие условия; 16...60 мУ/м 3 — нормальные и свыше 60 мг/м 3 — жесткие.

Загазованность определена по техническим условиям на электродвигатели для сельскохозяйственного производства и по аммиаку

Для легких условий составляет менее 0,03 г/м 3 ;

Нормальных — 0,03 и

Жестких - более 0,03 г/м 3 .

Сочетание влажности и аммиака представляет особо жесткие условия эксплуатации электродвигателей, особенно общепромышленного исполнения.
Степень влияния аварийного состояния приводного механизма на электродвигатель определяют следующим образом.

При 10 отказах привода, приходящихся на 1 отказ электродвигателя, условно принято считать влияние приводного механизма на электродвигатель незначительным при меньшем числе отказов привода — значительным.

Влияние условий эксплуатации на вероятность безотказной работы и срок службы электродвигателей, второй серии общепромышленного исполнения иллюстрируется данными, приведенными в таблице 2.

Таблица 2

Влияние условий эксплуатации на вероятность безотказной работы и срок службы электродвигателей

Данные таблицы убедительно показывают непригодность электродвигателей общепромышленного исполнения второй серии к использованию в тяжелых (жёстких) и особо тяжелых {особо жестких) условиях сельскохозяйственного производства.

В последнее время для бытовых нужд сельского населения и для орошения земель широко используются подземные воды. Почти в каждом совхозе, колхозе имеется несколько скважин, оборудованных погружными электронасосами. В связи с этим в сельском хозяйстве все более заметную роль начинают играть погружные электродвигатели. В краях и областях созданы и создаются новые организации по эксплуатации и ремонту электрифицированных установок для подземного водоснабжения.
Проведенные наблюдения показывают, что срок службы погружных электронасосов значительно меньше срока, установленного заводами-изготовителями, и составляет в среднем 40% нормированного. Согласно статистике, около 70% неисправностей электронасосов приходится на электродвигатели.

Надежность погружных электродвигателей зависит от конструктивных и технологических факторов, устройств защиты от аварийных режимов, а также от условий и уровня эксплуатации.

Основные причины выхода - погружных электродвигателей из строя следующие:

а) недостаточный уровень технической эксплуатации (по этой причине происходит 30% всех повреждений);

б) особо жесткие условия эксплуатации;

в) отсутствие надежной защиты от аварийных режимов (перегрузка, работа на двух фазах и др.) —35%.

В настоящее время в эксплуатации находятся в основном электронасосы следующих двух типов: МАПЗМ и ПЭДВ (соответственно: машина асинхронная погружная третьей серии модернизированная и погружной электрический двигатель водонаполненный).
Погружные двигатели старых серий негерметизированы, их полость соприкасается с водой через мелкий сетчатый фильтр. Вода химически воздействует на изоляцию обмотки и металлические части двигателя, а абразивные частицы, несмотря на наличие фильтра, вызывают износ изоляции и подшипников.

Электродвигатель типа МАПЗМ — полугерметизированный, а ПЭДВ — полностью герметизирован. Двигатели ПЭДВ имеют наилучшую эксплуатационную надежность. Однако их надежность недостаточна, наработка до ремонта колеблется в пределах от 2600 до 4200 ч, что почти в два раза ниже гарантированной заводами- изготовителями. Вероятность безотказной работы нового электродвигателя составляет в среднем не более 0,2 вместо нормированной 9.

Средний срок службы колеблется в пределах от 1,2 до 1,5 года.
Одна из основных причин неудовлетворительной надежности погружных электронасосов — процессы коррозии металлических частей и старение изоляции обмоток. Эти процессы происходят как в работающем, так и в неработающем электродвигателе, который рекомендуется заливать дистиллированной водой.

Для повышения эксплуатационной надежности погружных электродвигателей необходимо защитить их от воздействия окружающей среды. В качестве такой защиты предложено заполнять электродвигатели дистиллированной ингибированной водой. Как правило, все воды скважин содержат различные примеси. В герметизированном электродвигателе, заполненном дистиллированной водой, состав добавляемого ингибитора остается постоянным. Оптимальный состав этого ингибитора следующий: уротропин — 2,4 г/л; нитрит натрия 1,09 г/л; хромат калия — 0,62 г/л. При таком составе ингибитора скорость коррозии деталей и узлов электродвигателей значительно замедляется.

Ингибированная дистиллированная вода наименее активна и по отношению к изоляции обмоток. Опыт показывает, что в погружных электродвигателях слабым узлом является место соединения обмотки с кабелем. Применение липкой полихлорвиниловой ленты не дает положительного эффекта. Усиление изоляции в месте соединения лаком цапон привело к желаемому результату.

Более 100 штук погружных электродвигателей, залитых ингибированной дистиллированной водой с изоляцией мест соединения обмоток, усиленной при помощи лака цапон, были поставлены на пробную эксплуатацию, которая показала, что средний срок их службы возрос более чем в 2,5 раза.

Следует учесть дешевизну ингибитора и возможность его приготовления в любой химической лаборатории. Приготовленный раствор дистиллированной воды с оптимальным составом ингибитора имеет длительный срок хранения. Он может быть заранее подготовлен и расходоваться по мере надобности.

Погружные электродвигатели снабжаются станциями управления старой серии ПЭТ и новой, изготовленной на логических элементах, типа ШЭТ. При комплектовании электродвигателей станциями типа ПЭТ по вине последних выходит из строя 15% электродвигателей, а при наличии станции типа ШЭТ — только 8%.

Таким образом, эксплуатационная надежность погружных электродвигателей может быть заметно повышена простыми мерами при очередных ремонтах и ревизиях их в эксплуатации.

2. Непрерывное диагностирование электрических машин. Классификация методов непрерывного диагностирования электрических машин.

В практике технического обслуживания электрических машин в сельском хозяйстве сегодня можно выделить три стратегии обслуживания:

По необходимости (при выходе из строя электрической машины);

Планово-профилактическую (профилактические мероприятия проводятся независимо от технического состояния электрической машины);

Планово-диагностическую (профилактические мероприятия проводятся с учетом технического состояния электрической машины путем ее дискретного диагностирования).

Ни одна из указанных стратегий технического обслуживания не позволяет контролировать развитие процессов повреждения и износа отдельных элементов конструкции электрической машины, в первую очередь изоляционной конструкции (изоляции).

В основу методов непрерывного дигностирования и прогнозирования технического состояния электрических машин в процессе их эксплуатации положена стратегия раннего предупреждения развития процессов повреждения и износа изоляции обмоток и других элементов конструкции.

Сущность стратегии раннего предупреждения развития процессов повреждения и износа изоляции обмоток асинхронных электродвигателей заключается в

Непрерывном контроле за изменением одного или нескольких параметров, характеризующих процессы повреждения и износа изоляции,

В непрерывном контроле параметров, характеризующих текущее техническое состояние изоляции,

В своевременной подаче сигнала обслуживающему персоналу о ненормальном развитии процессов в электрической машине с целью дальнейшего более глубокого диагностирования ее технического состояния и связанных с ней систем в технологические паузы, не отключая электрическую машину в ходе технологического процесса и не нанося этим самым технологического ущерба производству.

Отключение же электрической машины должно производиться только в том случае, когда дальнейшая ее работа в таком режиме может привести к резкому ухудшению ее технического состояния или выходу из строя до окончания технологического процесса, а восстановительная стоимость электрической машины будет выше технологического ущерба. Защиту электродвигателей от работы в аварийных режимах следует рассматривать как крайнюю меру.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Проведенные исследования показывают, что непрерывным диагностированием должны быть охвачены:

Тепловые процессы электрических машин;

Процессы, сопровождающиеся сверхтоками;

Процессы при неполнофазных режимах электрических машин;

Текущее состояние изоляции электрических машин.

Непрерывное диагностирование тепловых процессов электрических машин может быть осуществлено одним из следующих методов:

Непрерывным контролем тока, потребляемого электрической машиной и сравнением его с номинальным значением;

Непрерывным контролем превышения температуры обмотки над температурой окружающей среды и сравнением его с номинальным значением;

Непрерывным контролем температуры обмотки и сравнением ее с номинальным значением;

Непрерывным контролем превышения температуры стали над температурой окружающей среды и сравнением его с номинальным значением;

Непрерывным контролем температуры стали и сравнением ее с номинальным значением;

Непрерывным контролем скорости теплового износа изоляции и сравнением ее с номинальным значением;

Непрерывным учетом теплового износа изоляции и выдачей информации с нарастающим итогом;

Непрерывным учетом квадрата кратности потребляемого тока и выдачей информации с нарастающим итогом;

Моделированием тепловых процессов с помощью аналоговых электрических моделей.

Непрерывное диагностирование процессов, сопровождающихся сверхтоками, может быть осуществлено одним из следующих методов:

Непрерывным контролем импульса возникающего сверхтока и сравнением его с допустимым значением;

Непрерывным учетом импульсов возникающих сверхтоков и выдачей информации с нарастающим итогом;

Непрерывным учетом износа изоляции от совокупного воздействия температуры обмотки и сверхтока и выдачей информации с нарастающим итогом.

Непрерывное диагностирование процессов при неполнофазных режимах может быть осуществлено одним из следующих способов:

Непрерывным контролем импульса сверхтока, возникающего при опрокидывании электродвигателя в результате неполнофазного режима и сравнением его с допустимым значением;

Непрерывным контролем напряжения нулевой последовательности и сравнения его с допустимым значением;

Непрерывным контролем токов утечки и сравнением их с допустимым значением.

Рис. 1. Классификация методов непрерывного диагностирования электрических машин

Непрерывное диагностирование текущего состояния изоляции может быть осуществлено непрерывным измерением токов утечки и сравнением их с допустимым значением.

Классификация методов непрерывного диагностирования электрических машин приведена на рис. 1.

3. Техническая реализация задач контроля за использованием ресурса

задача контроля за расходованием ресурса возникает в связи с тем, что при выборе электрооборудования для конкретных условий эксплуатации могут быть допущены ошибки (недостаточная представительность исходных данных) и в процессе эксплуатации могут изменяться условия или дестабилизирующие воздействия. Непрерывный контроль за использованием ресурса в эксплуатационный период позволяет электротехническому персоналу вмешиваться в процесс расходования ресурса, т.е. выполнять функцию ресурсосбережения.

Допустимый годовой износ изоляции:

Е г.доп = Д н /Т сл

где: Д н – нормативный ресурс;

Т сл – экономически целесообразный срок службы (для АД=10 лет).

Условия сохранения ресурса:

Е г.факт ≤ Е г.доп

ε факт ≤ ε доп

ε – скорость старения

Если израсходованный ресурс или скорость старения превышает допустимую, то система действует на оповещение обслуживающего персонала, либо на отключение электроустановки.

PAGE \* MERGEFORMAT 14

Добрый день, уважаемые читатели блога сайт

В рубрике «Общее» рассмотрим техническое обслуживание асинхронных электродвигателей. Чтобы увеличить срок службы и предотвратить возникновение неполадок в асинхронных необходимо проводить их регулярную оценку технического состояния. Технический осмотр и проверку технического состояния электродвигателей и принадлежностей нужно проводить не реже, чем один раз в полгода. К основным причинам выхода из строя электродвигателей следует отнести неправильное хранение, некачественное или несвоевременное проведение технического обслуживание и нарушение условий эксплуатации. Для предотвращения выше перечисленных причин и необходимо проведение технического обслуживания (ТО). Основной целью ТО и является обеспечить эксплуатацию и функционирование оборудования в соответствии с требованиями заводов производителей и нормативных документов. Эти работы необходимы для поддержания КПД электрического двигателя на достаточно высоком уровне в течение всего его срока эксплуатации. Мы рассмотрим, что собой представляет профилактический осмотр, что такое профилактическое обслуживание и техническое обслуживание с проведением ремонта. ТО проводится на месте монтажа и эксплуатации оборудование без проведения разборки или демонтажа. Объем ТО предполагает собой проведение очистки оборудования от грязи и пыли, проверку сопротивления изоляции и исправности заземления, надежность крепления электродвигателя и его элементов к основанию, степень нагрева, уровень шума и вибрации, надежность контактных соединений. Все выявленные замечания, неполадки и неисправности необходимо устранить.

Профилактический осмотр электродвигателей

Данный вид необходим для предупреждения неисправностей и обеспечения надежной и бесперебойной работы оборудования в процессе его эксплуатации. Профилактический осмотр включен обычно в план программы направленной для поддержания всей производственной или технологической системы в рабочем состоянии. Обычно внеплановые простои сопровождаются значительными убытками, так как они связаны чаще всего с полной остановкой производственного или технологического процесса. При регулярном проведении профилактических осмотров можно предупредить в электродвигателях возникновение неисправностей и, следовательно, исключить незапланированные остановки производства. На (Рис. 1) приведены основные факторы, влияющие на срок эксплуатации двигателя при отсутствии регулярного профилактического осмотра.

Основными элементами профилактического осмотра асинхронных электрических двигателей являются:

• Вентиляция электродвигателя. Когда насосное оборудование установлено и эксплуатируется в условии с плохой вентиляцией, то температура электрического двигателя может подняться до величины, опасной для изоляции обмоток статора и консистентной смазки в подшипниках, что может привести к заклиниванию или разрушению подшипников и выходу из строя двигателя. Часто бывает, что вентиляционные решетки и каналы забиваются пылью или грязью. Для того чтобы не допускать перегрева электрического двигателя, необходимо регулярно с поверхностей насоса и двигателя удалять грязь и пыль при помощи сжатого воздуха. Хотя двигатель и защищен от попадания пыли в его внутреннюю часть, очень важно обеспечить для него хорошую вентиляцию на месте эксплуатации, чтобы высокая температура не способствовала повреждению изоляции и перегреву подшипников. Чем ниже температура при эксплуатации электродвигателя, тем его ресурс больше. Для этого нужно крышку вентилятора и охлаждающие ребра двигателя держать в чистоте.
• Влажность и конденсат. В электродвигателях с классом защиты IP55 водяной пар находящийся внутри статора, может конденсироваться и попадать в обмотки и подшипники. Для исключения образования конденсата при отключениях или остановках двигателя температура в таком типе двигателя должна быть выше, чем температура окружающей среды. Второй способ для решения данной проблемы это удаление пробок из сливных отверстий двигателя, чтобы образовывающийся конденсат вытекал. После удаления пробок степень защиты электродвигателя поменяется с IP55 на IP44.
• Неплотные соединения. Все электрические подключения и соединения должны быть зажаты и плотно затянуты в соответствии с рекомендациями. Во время эксплуатации кабельные соединения, плавкие предохранители, контакты в пускателях и автоматах защиты двигателя отходят и ослабевают, поэтому их нужно регулярно проверять и подтягивать.
• • Асимметрия напряжений и токов. В наших сетях асимметрия напряжения на фазах довольно распространенное явление. Поэтому необходимо постоянно проверять и контролировать значения напряжения и тока, и тем самым не допустить выходу из стоя асинхронного электрического двигателя. Асимметрия напряжения возникает тогда, когда напряжения на фазах отличаются друг от друга. Асимметрия напряжений на фазах вызывает в свою очередь и асимметрию линейных токов. Как следствие появляются проблемы связанные с вибрацией, перегревом одной или нескольких обмоток статора и пульсацией вращающего момента. Асимметрия напряжения приводит к сокращению ресурса двигателя и понижению его КПД. Например: напряжение на фазах составляет U1=410, U2=402, и U3=388 вольт. Среднее напряжение можно посчитать по формуле: U сред. =(U1+U2+U3)/3=400В. Асимметрия определяется как разница между самым большим и самым маленьким значениям напряжения на фазах. В нашем случае разница между U1=410 и U3=388 составляет ΔU=22В. В процентном отношении асимметрию можно посчитать по формуле ΔU/U сред. *100%=5,5%. Для защиты асинхронных электрических двигателей от асимметрии используется (РКФ). Данное реле способно защитить двигатель от перекоса (асимметрии) и пропадания фаз, а также нарушения чередования фаз.
• Повышенное и пониженное напряжение. Колебания напряжения сокращает срок службы изоляции статора асинхронного электрического двигателя. Пониженное напряжение способствует резкому увеличению температуры в обмотках статора и изоляции. Если электродвигатель однофазный, то происходит «тяжелый» пуск двигателя и увеличивается нагрузка на пусковой конденсатор. В такой ситуации очень часто конденсатор или пусковая обмотка однофазного асинхронного двигателя выходят из строя. При пониженном напряжении электродвигатель работает с пониженным , имеет меньший вращающий момент, увеличенное скольжение, повышенную рабочую температуру и, следовательно, меньший срок службы Обычно индуктивные электрические двигатели справляются с перенапряжением. Хотя большое электрическое перенапряжение может привести к межвитковым и междуфазным коротким замыканиям или коротким замыканием между фазой и корпусом двигателя. Проще говоря, происходит пробой обмоток между собой или на корпус.
• Подшипники и смазка . в настоящее время являются наиболее изнашиваемыми элементом электрического двигателя. Благодаря высокому КПД, у современных двигателей тепловые потери небольшие, изоляция обмоток не подвергается воздействию высоких температур, и короткое замыкание в обмотках больше не является самой частой проблемой при эксплуатации двигателей. На передний план вышли такие проблемы как повышенный шум от подшипников, а также повреждение подшипников. Теперь при проведении осмотра двигателя одной из основных является задача по замене и техническом обслуживании подшипников. В современных двигателях применяются необслуживаемые подшипники или подшипники с постоянной консистентной смазкой. Понятие «необслуживаемые» не означают, что этим подшипникам не требуется абсолютно никакого технического обслуживания. Со временем необслуживаемые подшипники следует менять. Когда именно, это зависит от срока службы подшипника и консистентной смазки применяемой в подшипниках и условий эксплуатации оборудования. Обычно срок службы необслуживаемых подшипников составляет 16000 – 40000 часов. Срок службы консистентной смазки составляет не меньше 40000 часов при нормальных условиях эксплуатации.

Профилактическое техническое обслуживание

Основной целью профилактического технического обслуживания асинхронных электродвигателей является проведение необходимых процедур по техническому обслуживанию в нужное время. Для этого необходимо регулярно контролировать работу электрического двигателя, что позволяет своевременно определить неисправности до того пока они возникнут. Профилактическое техническое обслуживание направлено на сокращение эксплуатационных расходов путем обнаружения и решения возникших проблем на ранних стадиях. Данные про температуру электродвигателя, вибрация и др. – это только некоторые параметры, помогающие определить, когда двигатель необходимо будет ремонтировать или менять

Состоянии подшипников

Спрогнозировать срок службы подшипника невозможно. При соблюдении нормальных условий эксплуатации, срок службы подшипников находится в пределах 16000 – 40000 часов. Известно, что имеются три периода процесса изнашивания деталей оборудования при эксплуатации. Первый период – это процесс приработки, в котором темп изнашивания очень высокий в результате приработки и истирания начальных неровностей или при наличии перекосов поверхностей сопряженных деталей. Второй – это установившийся износ, где происходят естественные изменения форм и размеров деталей в процессе эксплуатации оборудования. Третий – износ это катастрофический, при котором интенсивность износа резко возрастает из-за недопустимых изменений в сопряженных деталях. В этом периоде и происходит выход из строя узла. Чтобы увеличить ресурс и надежность оборудования и сократить затраты, связанные с ремонтами и простоями, необходима очень точная и надежная система диагностики текущего технического состояния подшипников. Одним из таких способов контроля и диагностики подшипников широко распространенным во всём мире является метод, базирующийся на измерении параметров вибрации. Обусловлено это тем, что вибрация несет в себе информацию о состоянии подшипников в частности и механизма в целом. Теория и практика анализов вибрационных сигналов в настоящее времени отработана так, что с ее помощью можно получить достоверную информацию о текущем состоянии не только подшипников, но и его элементов.

Состоянии изоляции

Испытание изоляции электродвигателя на прочность позволяет прогнозировать неисправности электрических двигателей. Существует несколько распространённых способов проверки изоляции, при помощи которых можно заранее определить возможную неисправность электродвигателя. Это измерение сопротивления изоляции на корпус, проверка импульсами высокой частоты, проверка показателя поляризации и проверка высоким напряжением.

Измерение сопротивления изоляции на корпус. Этот метод является самым простым способом проверки, и предупреждения большей части неисправностей электродвигателя. Измеряется сопротивление изоляции при помощи мегомметра. В процессе измерения напряжение 500 или 1000 В подаётся на обмотки статора и корпуса. Мегомметр – это омметр предназначен для измерения сопротивления в высоких диапазонах. В процессе проведения измерений и сразу после них на клеммах мегомметра присутствует опасное напряжение, и прикасаться к ним нельзя.

• Минимальное сопротивление изоляции у новых и обмоток после проведения чистки или ремонта на корпус составляет 10 МОм или больше.
• Минимальное сопротивление изоляции, можно вычислить путем умножения номинального напряжения U n , на постоянный множитель 0,5 МОм/кВ. Например: U n =690 В=0,69 кВ, то минимальное сопротивление изоляции составляет 0,69 кВ*0,5 МОм/кВ=0,35 МОм

Процесс измерения:

• Минимальное сопротивление изоляции обмоток статора относительно корпуса измеряется напряжением 500 вольт. Температура обмоток при проведении измерений должна быть 25°C +/– 15°C.
• Максимальное сопротивление изоляции обмоток статора относительно корпуса измеряется напряжением 500 вольт при рабочей температуре обмоток 80–120°C в зависимости от типа электродвигателя и КПД.

Проверка показателя поляризации:

• Если сопротивление изоляции электродвигателя меньше 10 МОм, то высока вероятность того, что в обмотки статора могла попасть влага и их необходимо сушить.
• Если электрический двигатель работает в течение длительного периода времени, то его минимальное сопротивление может снизиться до критического уровня. Электродвигатель можно эксплуатировать до тех пор, пока величина измеренного значения сопротивления изоляции не упадёт ниже расчётного минимального значения. Если значение сопротивления будет ниже предельного, то чтобы не допустить обслуживающий персонал поражению блуждающими токами, электродвигатель необходимо немедленно вывести из эксплуатации.

Измерение сопротивления изоляции позволяет определить срок, когда необходимо проводить ремонт или замену электродвигателя. Проводить его необходимо регулярно, чтобы прослеживать тенденцию, позволяющую предотвратить неисправность. На (Рис. 2) показан график изменения сопротивления изоляции от времени эксплуатации.

На графике видно, что сопротивление изоляции достигло своего критического значения через 60 месяцев после начала эксплуатации двигателя. Электродвигатель необходимо вывести из эксплуатации и провести сушку его обмоток, это лучший случай. В худшем статор электродвигателя необходимо поменять или перемотать.

Чистка и сушка обмоток статора

Если величина сопротивления изоляции не достигла значения минимального сопротивления изоляции, значит, в обмотках находится влага и им требуется сушка. Сушить обмотки необходимо с большой осторожностью. Высокая температура и резкое её увеличение приводит к образованию пара, и высока вероятность того, что можно повредить обмотки. Для предотвращения этого, скорость увеличения температуры при сушке не должна превышать 5°C/ч, а сами обмотки не должны нагреваться на температуру выше, чем 150°C для электродвигателей класса F . Во время сушки надо внимательно контролировать температуру и проводить замеры сопротивления изоляции. В начале сушки сопротивление изоляции уменьшается из-за увеличения температуры, но в процессе сушки оно возрастает. Время продолжительности сушки, может быть разным и каких либо указаний по ее продолжительности нет. Сушка производится до тех пор, пока замеряемые величины сопротивления изоляции будут постоянными и выше чем минимальное значение. Если после проведения сушки значение сопротивления изоляции не достигло минимального, то это означает, что изоляция нарушена, и электродвигатель необходимо менять или перематывать статор. Электрический двигатель, в который попала влага, масло или токопроводящая пыль, необходимо очень тщательно очистить и высушить. Для удаления загрязнений, масла и пыли из ротора, статора или клеммной коробки применяется горячая вода и специальные моющие растворы. После проведения процесса очистки статор нужно высушить. Для достижения необходимого значения сопротивления изоляции, необходимо от нескольких часов до нескольких дней.

Проверка импульсами высокой частоты

Если с помощью проверки сопротивления изоляции можно определить износ статора на последней стадии, то импульсами высокой частоты проверяется износ изоляции обмоток на ранней стадии. При проверке импульсами высокой частоты проверяется состояние межвитковой и межфазной изоляции обмоток. Межфазная изоляция защищает обмотки от пробоя между фазами и на корпус. Межвитковая изоляция это изоляция, нанесенная на поверхность медного провода. Во время проверки импульсами высокой частоты в изоляции межвитковой и межфазной создаётся напряжение. Для создания этого напряжения применяется конденсатор, который разряжается на обмотку и образует колебательный контур. С помощью осциллографа, можно посмотреть результаты испытаний по каждой из фаз статора. Три фазы электродвигателя одинаковые, и, следовательно, полученные формы импульсов должны быть одинаковы. Если импульсы разные то это означает, что в электродвигателе изоляция повреждена. На (Рис. 3) так примерно выглядят форма сигнала на дефектной и рабочей обмотках.

Температура электродвигателя

Как было сказано выше, температура электрического двигателя очень сильно влияет на срок эксплуатации и является точной индикацией его состояния. Если температура электродвигателя превышает предельно допустимое значение на 10°C для определённого класса изоляции, например, класса F, то срок службы его изоляции может сократиться на 50%. На фирменной табличке всегда указывается класс нагревостойкости изоляции. Изоляция любого класса нагревостойкости двигателя должна выдерживать температуру, равную температуре окружающей среды плюс повышение температуры при условии эксплуатации с максимальной нагрузкой. Поэтому контроль температуры подшипников также является частью процесса технического обслуживания. Температура в подшипниках с консистентной смазкой не должна превышать ∆Т=60. Если взять максимальную температуру окружающей среды 40°C, то абсолютная температура подшипника вычисляется как сумма ∆Т и максимальной температуры окружающей среды В нашем случае абсолютная температура подшипников НЕ ДОЛЖНА превышать 100°C. Максимальную температуру подшипников электродвигателя нужно постоянно контролировать с помощью внешних термометров. В таблице приведены данные для двух наиболее распространённых классов нагревостойкости изоляции: B и F .

Термографическое исследование

При помощи инфракрасного сканирования можно определить скрытую неисправность в электродвигателе и этот способ очень хорошо для этого подходит. С помощью инфракрасного сканирования, определяются места с повышенной температурой. Например, какая степень износа подшипников. Инфракрасное исследование позволяет распознавать и при необходимости сделать снимки мест локального перегрева в двигателе. Таким образом, сканирование обеспечивает своевременный ремонт в случаях, когда было найдено место локального перегрева, и не допустить выхода из строя электродвигателя. В обычных условиях инфракрасное сканирование выполняются при нормальной работе и при полной нагрузке. Полученные данные затем анализируются для определения возникших проблем в электродвигателе, и решение которых возможно при помощи ТО. Термографическое изображение насоса, перекачивающего горячую воду, изображено на (Рис. 4)

Техническое обслуживание с проведением ремонта

Основной целью этого типа технического обслуживания является выполнение ремонта или замены двигателя в случае возникновении неисправностей. Техническое обслуживание с проведением ремонта или аварийный ремонт не являются регулярными работами.

Анализ неисправностей

Чтобы определить место и причину поломки, при возникших неисправностях в электродвигателе, его следует осмотреть. Обычно профилактический осмотр помогает предотвратить неисправность. Если неисправность могла возникнуть из-за какого-либо ненадёжного компонента, узла или плохого технического обслуживания, то необходимо проверить всё оборудование этого типа, чтобы подобная неисправность не появилась где-либо в другом электродвигателе или в системе. Из-за больших затрат на электроэнергию основной задачей для пользователей является обеспечение требуемого КПД электродвигателя. При возникновении в электродвигателе неисправности, по какой-либо причине, стоит вопрос, необходимо ли ремонтировать старый двигатель или купить новый. Из-за роста цен на электроэнергию потребители очень часто стараются купить новый электродвигатель, особенно тогда, когда стоимость ремонта старого соизмерима со стоимостью нового. Если перемотка или ремонт электродвигателя стоит дешевле, чем новый двигатель, тогда ремонтируется старый. Здесь следует отметить, что КПД перемотанного двигателя не может быть лучшим, чем КПД у нового двигателя.

Замена подшипников

Подшипники в электродвигателях являются самими часто изнашиваемыми узлами, и за один срок службы электродвигателя менять их приходится по нескольку раз. Вот общие рекомендации по разборке двигателя снятию старых подшипников и установке новых, а также мерам по обеспечении правильного монтажа подшипников в электродвигателе.

Разборка

Для выполнения технического обслуживания и текущего ремонта узлов электродвигателя приходится необходимо разобрать двигатель и снять подшипники. При этом ротор и крышки не меняются. Во время проведения разборки необходимо соблюдать чистоту и аккуратность. Для демонтажа подшипников применяются различные съемники подшипников.

Установка новых подшипников

Перед тем как устанавливать новый подшипник необходимо тщательно очистить элементы электродвигателя, корпус и вал. Если не удалять оставшуюся консистентную смазку и грязь, новые подшипники могут шуметь, и срок службы их будет меньше. При выполнении монтажа подшипников усилие запрессовки необходимо передаваться только на напрессовываемое кольцо. На внутреннее кольцо, если монтаж производится на вал, и на наружное кольцо, если в корпус. Проводить монтаж так, чтобы усилие с одного кольца передавалось на другое кольцо через тела качения запрещено. В случае, когда подшипник одновременно насаживается и в корпус и на вал, тогда усилия должны передаваться на торцы обоих колец. При монтаже запрещено прикладывать усилие к сепаратору. Нельзя прикладывать усилие напрямую на кольцо, допускается наносить легкие удары, по кольцу только применяя втулку из мягкого металла. В случае монтажа подшипников открытого типа, подшипник необходимо предварительно прогреть в масляной ванне. Подшипник погружается в ванну с чистым минеральным маслом, нагретым до температуры 80-90°С, и выдерживается 15-20 мин в зависимости от типоразмеров подшипника. При монтаже закрытых подшипников с постоянной консистентной смазки их нагрев до такой же температуры необходимо производить в термостате. Нагретый в масле подшипник устанавливают на вал и с небольшим усилием насаживают на место. Сторона подшипника, где находится заводское клеймо, должна быть снаружи.

Меры предосторожности при монтаже подшипников

Подшипники всегда должны быть чистыми. В случае попадание в подшипник грязи или загрязняющих веществ может привести преждевременному его разрушению. Основные рекомендации по обращению с подшипниками и поддержанию их в чистоте.

• Монтаж подшипников всегда необходимо производить на чистом рабочем месте и при помощи чистых инструментов.
• Не нужно удалять с поверхностей подшипника консервационное масло. Практически все подшипники монтируются без удаления с их поверхностей масла.
• Не следует ронять и деформировать подшипники. При изменении геометрической формы работа подшипника будет нарушена.
• Для монтажа подшипника используются только инструменты из дерева или мягкого металла. Запрещается применять инструменты, которые могут повредить поверхность подшипника.
• Упаковку подшипника необходимо открывать непосредственно перед его монтажом

Эксплуатационные испытания

Для того чтобы определить, правильно ли смонтирован подшипник в двигателе, надо провести его испытания. Сначала необходимо провернуть вал ротора вручную. Если никаких проблем при этом не возникло, испытать подшипник можно на малой скорости вращения без нагрузки. Если все нормально, то необходимо постепенно увеличивать нагрузку и скорость вращения до номинальной скорости. Если в процессе проведения испытаний обнаружены вибрация и необычный шум, или повышение температуры, испытания необходимо незамедлительно прекратить и проверить, правильно ли собран электродвигатель.

Заключение

Целью технического обслуживания асинхронных электродвигателей является предупреждение и сокращение внеплановых простоев, которые могут отрицательно сказаться на производственном или технологическом процессе. Профилактический осмотр, способствует повышению КПД электродвигателя, а, следовательно, и КПД всей насосной установки. Техническое обслуживание позволяет определить сроки замены электродвигателя на более новый и высокотехнологичный. И последнее, но тоже очень важное: необходимость в ТО с проведением ремонта возникает тогда, когда осмотр и профилактическое ТО выполнялись формально, или если электрический двигатель неправильно сконструирован, или неправильно подобраны его материалы. ТО с проведением ремонта является крайней мерой, так как это связано с устранением повреждений возникших в электродвигателе и, следовательно, приводит к простою производства. Здесь уместно также напомнить, что заменяемые узлы и запчасти для электродвигателей должны быть оригинальными.

Спасибо за внимание.

Электродвигатели – незаменимые помощники на различных производственных, промышленных и других предприятиях, где необходимо наладить качественную работу множества механизмов, а также привести в действие какие-либо приборы.

Срок эксплуатации электродвигателей

Если Вы планируете приобрести какой-либо электродвигатель, то, в первую очередь, ориентируйтесь на его технические характеристики, ведь моделей и разновидностей электродвигателей достаточно много. Так в продаже имеются крановые, фланцевые, щеточные, маломощные, высокооборотистые и другие электродвигатели, которые отличаются не только мощностью, но и необходимым напряжением и питанием от сети.

Необходимо помнить, что срок службы электродвигателя напрямую зависит от условий его эксплуатации. Поэтому перед применением внимательно ознакомьтесь с инструкцией к электродвигателю, так как многие двигатели не рекомендуется использовать при температуре выше, а также ниже 40 С.

Кроме этого, обращайте внимание на степень защиты, так как большинство электродвигателей не предназначены для работы во взрывоопасных помещениях. По последним данным, ежегодно из строя выходит около 20% двигателей в год, что происходит в результате физического износа инструментов. Обязательно проводите диагностику двигателя и соблюдайте правила эксплуатации, что обеспечит долгосрочный срок службы.

Что необходимо проверять при работе двигателей

Контролируйте наличие и исправность прокладок, а также состояние фланцевых соединений, которые обеспечивают защиту прибора от любых внешних воздействий. Кроме этого, нужно обращать внимание на целостность изоляционных деталей и на наличие защиты от перегрузки. Следите за состоянием средств контроля уровня масла, высотой слоя масла, соответствием масла необходимым нормативным требованиям, а также обеспечивайте исправность системы подачи защитного газа в вентиляторах, фильтрах и трубопроводах.

Установку электрических двигателей следует доверять только проверенным компаниям. Желательно не монтировать электродвигатель самостоятельно, особенно, если Вы не знаете особенностей подключения электрических составляющих. Наша компания может вам предложить не только монтаж двигателей, но и ремонт электродвигателей , вышедших из строя.