ما الذي يحدد عمر خدمة المحركات الكهربائية
تعمل محركات الدفع في أوضاع المحرك والفرامل ، وتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية أو ، على العكس ، طاقة ميكانيكية إلى طاقة كهربائية. يصاحب تحول الطاقة من نوع إلى آخر خسائر لا مفر منها ، والتي تتحول في النهاية إلى حرارة.
تتبدد بعض الحرارة في البيئة والباقي يتسبب في ارتفاع درجة حرارة المحرك نفسه فوق درجة الحرارة المحيطة (لمزيد من التفاصيل انظر هنا - تدفئة وتبريد المحركات الكهربائية).
المواد المستخدمة في صناعة المحركات الكهربائية (الصلب والنحاس والألمنيوم والمواد العازلة) لها خصائص فيزيائية مختلفة تتغير مع تغير درجة الحرارة.
المواد العازلة هي الأكثر حساسية للحرارة ولديها أقل مقاومة للحرارة مقارنة بالمواد الأخرى المستخدمة في المحرك.لذلك ، يتم تحديد موثوقية المحرك وخصائصه التقنية والاقتصادية والطاقة المقدرة من خلال تسخين المواد المستخدمة لعزل اللفات.
تعتمد مدة خدمة عزل المحرك الكهربائي على جودة مادة العزل ودرجة الحرارة التي يعمل بها. أثبتت الممارسة ، على سبيل المثال ، أن عزل ألياف القطن المغمور في الزيت المعدني عند درجة حرارة حوالي 90 درجة مئوية يمكن أن يعمل بشكل موثوق لمدة 15 إلى 20 عامًا. خلال هذه الفترة ، هناك تدهور تدريجي للعزل ، أي تدهور قوته الميكانيكية ومرونته وخصائص أخرى ضرورية للتشغيل العادي.
تؤدي زيادة درجة حرارة التشغيل بمقدار 8-10 درجة مئوية فقط إلى تقليل وقت تآكل هذا النوع من العزل إلى 8-10 سنوات (مرتين تقريبًا) ، وعند درجة حرارة تشغيل تبلغ 150 درجة مئوية ، يبدأ التآكل بعد 1.5 شهرًا. سيؤدي التشغيل في درجات حرارة حوالي 200 درجة مئوية إلى جعل هذا العزل غير قابل للاستخدام بعد بضع ساعات.
تعتمد الخسارة التي تتسبب في تسخين عزل المحرك على الحمل. يزيد التحميل الخفيف من وقت تآكل العزل ، ولكنه يؤدي إلى عدم استخدام المواد بشكل كافٍ ويزيد من تكلفة المحرك. وعلى العكس من ذلك ، فإن تشغيل محرك بأحمال عالية سيقلل بشكل كبير من موثوقيته وعمره التشغيلي ، وقد يكون أيضًا غير عملي اقتصاديًا.لذلك ، يتم اختيار درجة حرارة التشغيل للعزل وحمل المحرك ، أي قوته المقدرة ، لأسباب فنية واقتصادية بطريقة تجعل وقت تآكل العزل وعمر خدمة المحرك في ظل التشغيل العادي الظروف ما يقرب من 15-20 سنة.
يمكن أن يؤدي استخدام المواد العازلة من المواد غير العضوية (الأسبستوس والميكا والزجاج وما إلى ذلك) ، والتي تتمتع بمقاومة أعلى للحرارة ، إلى تقليل وزن وحجم المحركات وزيادة الطاقة. ومع ذلك ، يتم تحديد المقاومة الحرارية للمواد العازلة بشكل أساسي من خلال خصائص الورنيش التي يتم تشريب العزل بها. تركيبات التشريب ، حتى من مركبات السيليكون السيليكون (السيليكون) ، لها مقاومة منخفضة نسبيًا للحرارة.
يجب أن يتطابق المحرك المناسب لقيادة الآلة المدارة مع الخصائص الميكانيكية ووضع تشغيل الماكينة والطاقة المطلوبة. عند اختيار قوة المحرك ، فإنهم ينطلقون بشكل أساسي من تسخينه ، أو بالأحرى من تسخين عزله.
سيتم تحديد قوة المحرك بشكل صحيح إذا كانت درجة حرارة التسخين لعزله أثناء التشغيل قريبة من الحد الأقصى المسموح به.تؤدي المبالغة في تقدير قوة المحرك إلى انخفاض درجة حرارة تشغيل العزل ، وعدم كفاية استخدام المواد باهظة الثمن ، زيادة تكاليف رأس المال وتدهور خصائص الطاقة.
لن تكون قوة المحرك كافية لتلك المطلوبة إذا تجاوزت درجة حرارة التشغيل لعزله الحد الأقصى المسموح به ، مما قد يؤدي إلى تكاليف رأسمالية غير مبررة لاستبدال المحرك ، نتيجة التآكل المبكر للعزل.
في الوقت الحاضر ، يزداد الطلب على محركات التيار المتردد بين معظم مصانع التصنيع الحديثة. من الناحية العملية ، تُظهر المحركات غير المتزامنة (IM) متانتها وبساطتها بتكلفة منخفضة نسبيًا. ومع ذلك ، أثناء التشغيل ، قد يحدث تلف لعناصر المحرك ، مما يؤدي بدوره إلى فشل سابق لأوانه.
المصادر الرئيسية لتطوير عطل المحرك غير المتزامن هي:
- زيادة أو ارتفاع درجة حرارة الجزء الثابت للمحرك الكهربائي 31 ٪ ؛
- الإغلاق - 15٪ ؛
- تحمل الفشل - 12٪ ؛
- تلف لفات الجزء الثابت أو العزل - 11٪ ؛
- فجوة هوائية غير متساوية بين الجزء الثابت والدوار - 9٪ ؛
- تشغيل المحرك الكهربائي على مرحلتين - 8٪ ؛
- كسر أو فك تثبيت القضبان في قفص السنجاب - 5٪ ؛
- تخفيف ربط لف الجزء الثابت - 4٪ ؛
- عدم توازن المحرك الكهربائي - 3٪ ؛
- محاذاة رمح - 2٪.