Информационное письмо
Образец оформления статьи
Анкета автора
22.06.2017

Влияние эксцентриситета ротора на энергетические характеристики асинхронного двигателя

Магданова Карина Римовна
Факультет авионики энергетики и инфокоммуникаций Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа, Российская Федерация
Аннотация: Эксцентриситет ротора одна из основных проблем эксплуатации асинхронных двигателей. Существует 2 вида эксцентриситета. Если эксцентриситет ротора не меняется во времени и пространстве, то его называют статическим. Эксцентриситет, допущенный при изготовлении, называют технологическим эксцентриситетом.В результате трения происходит сильный разогрев сердечников, плавление или повреждение «беличьей клетки», быстрое разрушение изоляции обмотки статора с последующим коротким замыканием в ней.Наносится большой урон устройству. Поэтому исследование эксцентриситета и его влияния на характеристики является актуальным.
Ключевые слова: диагностика, техническое состояние, эксцентриситет, асинхронный двигатель
Электронная версия
Скачать (733 Kb)

Одна из основных проблем эксплуатации асинхронных двигателей (АД) – эксцентриситет ротора (Э). Он образуется при нарушении соосности внешних поверхностей магнитопроводов ротора и статора.

Согласно статистике, повреждения асинхронных двигателей распределяются так, как показано на рис. 1. Самой частой механической неисправностью асинхронного двигателя является эксцентриситет ротора. Он может возникнуть по различным причинам как во время эксплуатации, так и после некачественного ремонта [3].

Рисунок 1 – Виды повреждений асинхронных двигателей

Рисунок 1 – Виды повреждений асинхронных двигателей

При его наличии ухудшаются характеристики АД, уменьшается срок службы и увеличивается потребление электрической энергии. Ущерб от перерасхода электроэнергии за год в таком режиме по статистическим данным может превышать стоимость самого АД. По данным различных источников на эксцентриситет приходится от 20 до 40% отказов АД. Существует различные методы диагностики эксцентриситета ротора асинхронных двигателей, например, основанные на анализе вибраций, электромагнитных и электрических параметров [1].

В качестве примера рассмотрим влияние эксцентриситета ротора короткозамкнутого асинхронного двигателя на его энергетические характеристики.

Влияние эксцентриситета на добавочные потери может быть выражено следующим образом [2]:

2.png

Для анализа взят АД с короткозамкнутым ротором мощностью 15 кВт для электропривода центробежного вентилятора. Согласно расчетам, исследуемый АД имеет: номинальный воздушный зазор d=0,5 эксцентриситет изменяется от e=(0÷45). Также принимается допущение, что все потери, кроме добавочных = const, и их сумма равна 1966 Вт, Pдоб=84 Вт.

КПД АД определяется выражением (3).

3.png

На рис. 1 и 2 приводятся зависимости h(e) и Рдоб (e), из которых видно, что при росте Э, снижается КПД и увеличиваются потери.

Рисунок 2 – Зависимость добавочных потерь от эксцентриситета Рдоб()

Рисунок 2 – Зависимость добавочных потерь от эксцентриситета Рдоб(e)

Рисунок 3 – Зависимости КПД асинхронного двигателя от эксцентриситета

Рисунок 3 – Зависимости КПД асинхронного двигателя от эксцентриситета h(e)

Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод о том, что при наличии эксцентриситета ухудшаются энергетические характеристики АД. Например, при наличии эксцентриситета e=0,35, добавочные потери увеличились в 2,7 раза, а КПД соответственно уменьшился на 1%. При дальнейшем увеличении e до 0,45, наблюдается резкое увеличение добавочных потерь и падение КПД.

Таким образом диагностика АД является очень важной процедурой для обеспечения нормальной и безопасной эксплуатации.

Список литературы:

1. Исмагилов Ф.Р., Афанасьев Ю.В., Стыскин А.В. Исследование влияния технологическихфакторов на характеристики электрических машин: Лабароторный практикум по дисциплине «Технология изготовления ЭМУ и ЭМПЭ»/Уфимск. гос. авиац. техн. уни-т; Уфа, 2008-32 с.

2. Крюкова Е.В. Совершенствование методов диагностики эксцентриситета ротора в асинхронных двигателях [Текст]: автореф. дис. на соиск. учен. степ. доктора философии / Крюкова Елена Викторовна; Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова. –Павлодар, 2014. – 10 с.

3. Прудников А.Ю., В.В, Боннет, А.Ю. Логинов. Метод определения эксцентриситета ротора асинхронного двигателя. [Повреждения асинхронных двигателей]/ А.Ю. Прудников, В.В, Боннет, А.Ю. Логинов. / Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – 2015- 68 с.