Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Міненерго: збої у комп’ютерних мережах ПЕК через хакерів
27.06.2017р.

У комп'ютерних мережах державних та приватних...

З метою вивчення досвіду
27.06.2017р.

Розвиток Smart Grid технологій в Україні дасть змогу...

Вагомі аргументи щодо розвитку вітчизняної вітроенергетики
27.06.2017р.

У межах робочого візиту до Магдебурга (Німеччина)...

Мул переганятимуть на електроенергію
26.06.2017р.

У Дніпрі планують переробляти залишки стічних вод в...

Обов’язкова сертифікація енергоефективності будівель
23.06.2017р.

Учора Верховна Рада України схвалила законопроект...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

3647
27.02.2009р. |
Шляхи вдосконалювання пристроїв захисту асинхронних двигунів

Простота конструкції, висока надійність і відносно невисока вартість сприяє тому, що асинхронні двигуни (АД) з короткозамкненим ротором є найпоширенішими електродвигунами.

Понад 85% усіх електричних машин - це трифазні АД. За статистикою зараз на виробництві у країнах СНД перебуває не менш 50 млн. двигунів напругою 0,4 кВ. АД зазвичай розраховані на 15-20 років роботи без капітального ремонту за умови правильної експлуатації. Під правильною експлуатацією АД розуміють його роботу відповідно до номінальних параметрів, зазначених у паспортних даних електродвигуна. Однак у реальному житті відбувається значне відхилення від нормальних режимів експлуатації. Це, в першу чергу, погана якість напруги живлення й порушення правил технічної експлуатації: технологічні перевантаження, умови навколишнього середовища (підвищені вологість, температура), зниження опору ізоляції, порушення умов охолодження тощо. Наслідком таких відхилень є аварійні режими роботи АД. У результаті аварій виходять із ладу до 10% експлуатованих електродвигунів. Вихід з ладу АД призводить до важких аварій і великого матеріального збитку, пов'язаного із простоєм технологічних процесів, усуненням наслідків аварії й ремонтом АД, що вийшов з ладу.

Найпоширенішою причиною виходу з ладу АД є температурні перевантаження ізоляція їх обмоток. Джерелами тепла є втрати в елементах конструкції двигуна. Насамперед це змінні втрати в обмотках (I2r). Підвищені струми в обмотках виникають у наслідок різних причин: підвищений момент опору на валу; режим короткого замикання при загальмованому роторі; коливання напруги мережі і її несиметрія тощо. Із джерел тепла найбільшу питому вагу мають втрати в обмотках (I2r ), при струмах, які перевищують номінальні, температура ізоляції обмоток може перевищити припустиму (tдоп) для відповідного класу ізоляції, і її термін роботи різко зменшується. Зростає й імовірність пробою ізоляції. Слід зазначити, що в такій аварійній ситуації, як режим короткого замикання при загальмованому роторі, струм в обмотках сягає I=(7¸8)Iном, і температура перевищує припустиму вже через 10¸20 с, а ізоляція обмоток через велику швидкість наростання температури (понад 8 0/с) може зруйнуватися при температурі менше tдоп.

З усього сказаного випливає, що для надійної експлуатації АД необхідно безупинно контролювати температуру обмоток і вчасно реагувати на її перевищення.

Використовувані нині в промисловості типи теплових захистів залежно від способу контролю температури можна розділити на дві групи: системи теплових захистів, які базуються на безпосередньому вимірюванні температури й системи з непрямою оцінкою температурного стану, в основному, за рівнем струмових навантажень.

Ліпше, звісно, застосовувати системи, засновані на безпосередньому контролі температури за допомогою спеціальних датчиків, що вбудовуються, у різні вузли АД, такими, зазвичай, є лобові частини обмоток статора. Найбільше поширення отримали пристрої, у яких замість вбудованих датчиків температури використовують термістори з позитивним коефіцієнтом температурного опору. Застосування пристроїв безпосереднього контролю пов'язане з певними труднощами, що виникають як у технологічному процесі (наприклад, складність вбудовування датчиків температури в обмотку при її машинному намотуванні), так і при їхній експлуатації (передача слабких сигналів від датчиків до панелі керування АД).

Трапляються випадки, коли системи, засновані на безпосередньому контролі температури, застосувати неможливо. До них належать: системи, в яких необхідно вимірювати температуру обертових частин; електродвигуни рухомих механізмів; обмотки високовольтних АД тощо.

У пристроях теплового контролю й захисту від теплових перевантажень, заснованих на непрямій оцінці температури обмоток, відсутні датчики температури, а її величина оцінюється за струмом обмоток, що визначає потужність джерел тепла (змінні втрати в обмотках). Найбільш простим і розповсюдженим пристроєм цього виду є реле з біметалічними елементами. Ці пристрої забезпечують надійний захист від теплових перевантажень, які мають стабільний і безперервний характер (наприклад, у тривалому режимі S1), коли між температурами обмоток і потужністю джерел тепла є пряма залежність. У більш складних режимах, коли безперервно змінюється навантаження, а функціональна залежність між температурою обмоток і потужністю джерел тепла нелінійна, у пристроях захисту повинен бути вузол, що забезпечує моделювання теплового стану обмоток (температури) як функцію потужності джерела тепла.

Розповсюдженими нині пристроями є реле, побудовані за струмо-часовим принципом, який ґрунтується на припустимому часі роботи при різних величинах струмів в обмотках. Передбачається, що температура обмоток за цей проміжок часу при відповідній величині струму не перевищить припустиму tдоп. Пристрої подібного типу можуть забезпечити надійний захист АД при змінному навантаженні, наприклад, у повторно-короткочасному режимі S3, коли тривалість циклу tц досить велика (понад 5 хв.). Однієї з найбільш вдалих конструкцій цього типу варто назвати реле захисту двигунів РДЦ-01. На рис. 1 наведена схема підключення реле, де видно, що в пристрої здійснюється контроль усіх фазних струмів і напруг.

Перевагою РДЦ-01 порівняно з іншими подібними реле є використання мікропроцесорної системи для реалізації струмо-часового алгоритму.

Однак у системах, побудованих за струмо-часовим принципом, відсутній контроль температури ізоляції, а сам принцип не враховує специфічних особливостей теплових перехідних процесів в електричних машинах, тому температура може перевищити допустимі показники. У більш напружених режимах АД, наприклад, повторно-короткочасні режими із частими пусками (S4, S5), коли частота включень становить більше 60 разів на годину, варто забезпечити моделювання динаміки теплових процесів.

Теплові перехідні процеси у вузлах електричних машин і їхні специфічні особливості з достатнім ступенем точності можна описати за допомогою еквівалентних теплових схем (ЕТС) заміщення. Однак їхнє використання має певні труднощі. Насамперед, їх використовують при визначенні пасивних параметрів ЕТС. Пасивні параметри (теплопровідності й теплоємності) перебувають у складній функціональній залежності від геометричних розмірів, режиму роботи системи охолодження тощо. У той самий час пасивні параметри ЕТС є своєрідними характеристиками одного типорозміру, тому що їхні величини однакові в різних двигунів одного типорозміру й можуть бути записані в пам'ять мікропроцесорної системи.

Активні параметри ЕТС, що визначають потужність джерел тепла (втрати в елементах конструкції електродвигуна), можуть змінюватися у різних електродвигунів одного типорозміру в досить широких межах. Подібні зміни визначаються якістю використаних при їх виробництві активних матеріалів (електротехнічна сталь, зміна перетинів провідників і т. ін.), технологічними відхиленнями тощо, тому температури обмоток двигунів одного типорозміру, що працюють із однаковими навантаженнями, можуть мати значні розходження. За результатами випробувань на нагрівання, які проводилися на стендах заводу «Динамо» (Москва), було встановлено, що температури лобових частин обмоток статора в різних АД одного типорозміру в номінальному тривалому режимі S1 змінювалися в межах 85¸1100C.

Нині добре відпрацьовані методики визначення втрат в елементах конструкції АД за експериментальним даними. Наприклад, використовуючи величини, які виміряні в пристрої РДЦ-01 і подаються в його мікропроцесорну систему, можна сформувати активні параметри ЕТС конкретного АД.

Перспективною для захисту від теплових перевантажень і прогнозування теплового стану при довільному характері навантажень АД є розроблена в ДонНТУ еквівалентна динамічно теплова модель вузлів (ДТМВ) електродвигунів. На рис. 2 наведена схема ДТМВ, яка містить два джерела тепла Р1 і Р2 (активні параметри моделі), теплоємності С1 і С2, а також теплові провідності l11, l12 і l22.

Трактування фізичних процесів може бути таке. У вузлі 1 формується сигнал, пропорційний температурі θ1 обраного вузла електричної машини, а вузол 2 відбиває сумарну реакцію інших елементів конструкції на динаміку теплових процесів у розглянутому вузлі. Тоді величина Р1 відповідає втратам потужності в обраному вузлі, а С1 - теплоємність, у якій акумулюється теплова енергія вузла. Якщо є втрати в інших частинах машини, то величину С2 варто підбирати таким чином, щоб теплова енергія запасена в С2 була рівна сумарній енергії, акумульованій в інших частинах машини. Необхідно зазначити, що теплові провідності l11, l12 і l22 залежні від режиму тепловідводу. Так, у АД із самовентиляцією в повторно-короткочасному режимі S3 варто виділити два режими: робота АД із незмінною частотою обертання й при нерухомому роторі під час пауз. У АД з регульованою частотою обертання необхідно мати функціональну залежність теплових провідностей від частоти обертання. Пасивні параметри ДТМВ також незмінні для двигунів одного типорозміру. Їхні величини можна визначити за результатами випробувань на нагрівання, передбачених стандартами. Вони також можуть бути записані в пам'яті мікропроцесорної системи.

Система рівнянь, які описують динаміку теплових процесів в обраному вузлі, має вигляд:

Алгоритм формування температур в обраному вузлі наступний. За величинами температур θ1i і θ2i у довільний момент часу t  визначають підвищення температур Dθ1i і Dθ2i за обраний проміжок часу Dt.

Тоді:


Відповідно до рівнянь динаміки Dθ1i і Dθ2i рівні:

Описаний алгоритм можна досить просто реалізувати в пристрої РДЦ-01 без будь-яких змін конструкції. В 2007 році ВАТ «Електротехнічний завод» планує впровадити алгоритм роботи РДЦ, щоб забезпечити моделювання теплового стану, а отже, забезпечити контроль температури обмоток у похідному режимі роботи АД. Аналоги пристроїв, що працюють за подібним принципом, не відомі у вітчизняній і закордонній практиці.

Як обраний вузол для ДТМВ можна брати будь-яку частину обмотки статора, що, як прийнято вважати, зазнає найбільших температурних навантажень. Крім того, знання температури обмоток дає змогу одночасно вирішувати актуальні завдання, такі як облік ресурсу ізоляційних матеріалів, прогнозування теплового стану в будь-якому довільно обраному режимі роботи, коригування діаграми навантажень тощо. Пристрої захисту, засновані на оцінці температури обмоток, дають можливість істотно підвищити надійність експлуатації АД.

Рис. 1. Схема підключення реле РДЦ-01.

Рис. 2. ДТМВ.

За матерілами Всеукраїнської галузевої газети "Електротема"

http://www.eltema.com.ua/

 

Теги та ключові фрази
опір ізоляції асинхронного ел двигуна, Схема підключення асихроних двигкнів, фото схем пристроїв захисту, електро захист асинхронних двигунів, схема підключення асенхронних двигунів, doodle jump новая версия Скачать на сони эриксон К510і, Підключення електро двигунів, пристрый захисту асинхронних двигунів, електро схема підключення реверсивного ел двигуна, Схема підєднання ел. Двигуна
Більше статей за тегами


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.