Vad bestämmer livslängden för elmotorer

Drivmotorer arbetar i motor- och bromslägen, och omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi eller, omvänt, mekanisk energi till elektrisk energi. Omvandlingen av energi från en typ till en annan åtföljs av oundvikliga förluster, som i slutändan förvandlas till värme.

En del av värmen försvinner i miljön och resten gör att motorn själv stiger i temperatur över omgivningstemperaturen (för mer information se här — Uppvärmning och kylning av elmotorer).

Materialen som används för att tillverka elmotorer (stål, koppar, aluminium, isoleringsmaterial) har olika fysikaliska egenskaper som förändras med temperaturen.

Isoleringsmaterial är känsligast för värme och har lägst värmebeständighet jämfört med andra material som används i motorn.Därför bestäms motorns tillförlitlighet, dess tekniska och ekonomiska egenskaper och märkeffekten av uppvärmningen av materialen som används för att isolera lindningarna.

Livslängden för isoleringen av elmotorn beror på kvaliteten på isoleringsmaterialet och temperaturen vid vilken den arbetar. Praxis har fastställt att till exempel bomullsfiberisolering nedsänkt i mineralolja vid en temperatur på cirka 90 ° C kan fungera tillförlitligt i 15 - 20 år. Under denna period sker en gradvis försämring av isoleringen, det vill säga dess mekaniska styrka, elasticitet och andra egenskaper som är nödvändiga för normal drift försämras.

Att öka driftstemperaturen med endast 8-10 ° C minskar slittiden för denna typ av isolering till 8-10 år (cirka 2 gånger), och vid en driftstemperatur på 150 ° C börjar slitage efter 1,5 månader. Drift vid temperaturer runt 200°C kommer att göra denna isolering oanvändbar efter några timmar.

Förlusten som gör att motorisoleringen värms upp beror på belastningen. Lätt belastning ökar slittiden på isoleringen, men leder till otillräcklig användning av material och ökar kostnaden för motorn. Omvänt kommer att driva en motor med hög belastning drastiskt minska dess tillförlitlighet och livslängd, och kan också vara ekonomiskt opraktisk.Därför väljs isoleringens driftstemperatur och motorns belastning, det vill säga dess märkeffekt, av tekniska och ekonomiska skäl på ett sådant sätt att slitagetiden för isoleringen och motorns livslängd under normal drift förhållandena är cirka 15-20 år.

Användning av isoleringsmaterial från oorganiska ämnen (asbest, glimmer, glas etc.), som har högre värmebeständighet, kan minska vikten och storleken på motorer och öka effekten. Värmebeständigheten hos isoleringsmaterial bestäms dock i första hand av egenskaperna hos de lacker som isoleringen är impregnerad med. Impregneringskompositioner, även från kiselkiselföreningar (silikoner), har relativt låg värmebeständighet.

Rätt motor för att driva den drivna maskinen måste matcha de mekaniska egenskaperna, maskinens driftläge och den effekt som krävs. När man väljer motorns kraft utgår de främst från dess uppvärmning, eller snarare från uppvärmningen av dess isolering.

Motorns effekt kommer att bestämmas korrekt om uppvärmningstemperaturen för dess isolering under drift är nära den maximalt tillåtna. Överskattning av motorns kraft leder till en minskning av isoleringens arbetstemperatur, otillräcklig användning av dyra material, en ökning av kapitalkostnaderna och försämring av energiegenskaper.

Motorns effekt kommer att vara otillräcklig till den som krävs om driftstemperaturen för dess isolering överstiger den maximalt tillåtna, vilket kan leda till omotiverade kapitalkostnader för att byta motorn, som ett resultat av för tidigt slitage av isoleringen.

Nuförtiden är AC-motorer mycket efterfrågade bland de flesta moderna tillverkningsanläggningar. I praktiken visar asynkronmotorer (IM) sin hållbarhet och enkelhet till en relativt låg kostnad. Under drift kan dock skador på motorelement uppstå, vilket i sin tur leder till att motorn går sönder i förtid.

De viktigaste källorna till utveckling av asynkront motorfel är:

• överbelastning eller överhettning av elmotorns stator 31%;
• vrid-till-sväng stängning-15%;
• lagerfel — 12 %;
• skada på statorlindningarna eller isoleringen - 11%;
• ojämnt luftgap mellan statorn och rotorn - 9%;
• drift av elmotorn i två faser - 8%;
• bryta eller lossa fastsättningen av stängerna i ekorrburen - 5%;
• lossning av fastsättningen av statorlindningen - 4%;
• elmotorrotor obalans — 3%;
• axelfelställning — 2 %.