«Оценка ресурса асинхронного электродвигателя в зависимости от планируемых условий эксплуатации»
Причины отказов асинхронных электродвигателей
Цель и основные задачи работы
Объект и предмет исследования
Области допустимой работы АД 4А160S4 при отклонениях напряжения для разных коэффициентов загрузки Kз
Зависимости КПД от асимметрии напряжения для двигателя 5,5 кВт
Схема замещения трех фаз асинхронного электродвигателя при асимметричной системе напряжений
Схема замещения асинхронного электродвигателя фазы А, подключённая на симметричные напряжения прямой (а) и обратной (б)
Алгоритм расчета режимных параметров электродвигателя при асимметрии напряжений
Алгоритм расчёта режимных параметров электродвигателя
Алгоритм расчёта допустимого коэффициента асимметрии в неноминальных условиях эксплуатации
Алгоритм определения срока службы изоляции электродвигателя
Зависимость срока службы изоляции D (u, z, k, t) от питающего напряжения u при z=1, k=0 и t=40; 30; 70 0С
Выводы:
Спасибо за внимание!
651.50K
Category: electronicselectronics

«Оценка и исследование ресурса асинхронного электродвигателя в зависимости от планируемых условий эксплуатации»

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерный факультет
Кафедра «Электротехнологии и электрооборудование»
Тема ВКР (работы магистра):
«Оценка и исследование ресурса
асинхронного электродвигателя в зависимости
от планируемых условий эксплуатации»
Выполнил: магистрант
Стрельников Антон Дмитриевич
Научный руководитель: д.с.-х.н., профессор
Рахимжанова И.А.

2. «Оценка ресурса асинхронного электродвигателя в зависимости от планируемых условий эксплуатации»

Содержание:
- Актуальность темы;
- Цели и основные задачи работы;
- Объект и предмет исследования;
- Материалы исследования;
- Результаты исследования;
- Выводы.
2

3. Причины отказов асинхронных электродвигателей

3

4. Цель и основные задачи работы

Цель:
Повышение точности прогнозирования ресурса электродвигателя,
работающего в неноминальных условиях эксплуатации.
Задачи:
1.
Произвести анализ режимов асинхронных электродвигателей,
частоту их возникновения и технические последствия.
2.
Оценить существующие и технически возможные варианты
прогнозирования
ресурса
электродвигателя
при
отклонении
эксплуатационных параметров.
3.
Предложить методику расчёта степени влияния параметров
условий эксплуатации на температуру и, как следствие, ресурс
электродвигателя.
4.
Дать
технико-экономическую
оценку
эффективности
предложенной методики определения ресурса электродвигателя при
неноминальных условиях эксплуатации.
4

5. Объект и предмет исследования

Объект исследования:
Система: «рабочая машина – источник питания –
электродвигатель – окружающая среда».
Предмет исследования:
Закономерности взаимодействия элементов системы
«рабочая машина – источник питания – электродвигатель –
окружающая среда», а также закономерности влияния
условий
эксплуатации
на
ресурс
асинхронного
электродвигателя.
5

6. Области допустимой работы АД 4А160S4 при отклонениях напряжения для разных коэффициентов загрузки Kз

Обозначения допустимых областей: А – по перегреву; Б – по
условиям пуска; В – по устойчивости работы
6

7. Зависимости КПД от асимметрии напряжения для двигателя 5,5 кВт

7

8. Схема замещения трех фаз асинхронного электродвигателя при асимметричной системе напряжений

A
~U`
IA
IµA
r1


x
IНA
~U
µ
x
1`
r 2`
`
x 2`
`
N
`
А
1
r1
`
N
~U
rм``= r2``(1s)/s
0
В
~UВ
~U`

IµВ
r1
x
B

x
1
IНВ
r1
`
µ
x
1`
r 2`
`
x 2`
`
rм``= r2``(1s)/s
С
~UС
~U`

IµС
r1
x
C

1
IНС
r1
`
x
1`
x
µ
r 2`
`
x 2`
`
rм``= r2``(1s)/s
r1, x1 – активное и реактивное сопротивления
обмотки статора при Т-образной схеме замещения,
Ом;
r1`, x1` – скорректированные активное и реактивное
сопротивления обмотки статора на Г-образную схему
замещения, Ом;
r2``, x2`` – активное и реактивное сопротивления
обмотки ротора, приведённые к обмотке статора,
скорректированные на Г-образную схему замещения,
Ом;
rµ, xµ – активное и реактивное сопротивления цепи
намагничивания, Ом;
rм`` – активное сопротивление в цепи ротора,
развиваемая электрическая мощность на котором
имитирует механическую мощность на валу, Ом;
s=(ωС-ω)/ωС – скольжение ротора относительно
магнитного поля статора;
ωС и ω – соответственно синхронная угловая
скорость вращения магнитного поля статора и
угловая скорость вращения ротора, 1/с.
8

9. Схема замещения асинхронного электродвигателя фазы А, подключённая на симметричные напряжения прямой (а) и обратной (б)

последовательностей фаз
A
N, (N`)
~U1А
~U`1А
I1A
I1µA
I1НA
r1
x1


r 1`
x1`
r2``
x2``
r1M``= r2``(1-s1)/s1
a)
N, (N`)
~U2A
A
~U`2A
I2A
I2µA
I2НA
r1
r 1`
x1


x 1`
r2``
x2``
r2M``= r2``(1-s2)/s2
б)
9

10. Алгоритм расчета режимных параметров электродвигателя при асимметрии напряжений

10

11.

МДИН(k,ω) =М(k,ω) – МС(z,ω)
М(k,ω) – момент двигателя, зависящий от
коэффициента асимметрии и угловой
скорости, Нм;
МС(z,ω) – момент сопротивления рабочей
машины (механическая характеристика),
зависящий от угловой скорости и степени
загрузки электродвигателя, Нм.
11

12. Алгоритм расчёта режимных параметров электродвигателя

12

13. Алгоритм расчёта допустимого коэффициента асимметрии в неноминальных условиях эксплуатации

13

14. Алгоритм определения срока службы изоляции электродвигателя

14

15. Зависимость срока службы изоляции D (u, z, k, t) от питающего напряжения u при z=1, k=0 и t=40; 30; 70 0С

15

16. Выводы:

1. Одними из главных факторов, влияющих на ресурс
асинхронного электродвигателя являются отклонение напряжения,
асимметрия напряжения, коэффициент загрузки и температура
окружающей среды;
2. С целью прогнозирования срока службы асинхронного
электродвигателя была создана методика определения срока службы
изоляции электродвигателя, реализованная в среде MathCad;
3. Разработанная методика позволяет оценить срок службы
асинхронного электродвигателя в зависимости от отклонения напряжения,
асимметрии напряжения, коэффициента загрузки и температуры
окружающей среды при разных режимах работы;
4. Произведен расчет убытков на предприятии при выходе из
строя одного электродвигателя, при этом экономический ущерб составил
более 500 тыс. руб.
16

17. Спасибо за внимание!

17
English     Русский Rules