Обеспечение эксплуатационной надежности асинхронных двигателей малой и средней мощности

• Автор: Конарев, Олег Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 130 с.

Содержание

1 Введение
2 Анализ существующих методик оценки и способов обеспечения надежности.
2.1 Анализ методик расчета надежности асинхронных двигателей
2.2 Анализ методик выбора асинхронных двигателей
2.2.1 Проверка двигателей по нагреву прямыми методами
2.2.2 Проверка двигателей по нагреву косвенными методами
2.3 Анализ типов аварийных режимов
2.4 Анализ систем и устройств защиты
2.5 Иерархическая структура системы обеспечения эксплуатационной надежности асинхронных двигателей
2.6 Постановка задачи
Выводы
3 Оптимизация надежности асинхронных двигателей в эксплуатации
3.1 Формирование целевой функции эксплуатационной надежности асинхронных двигателей
3.2 Оптимизация надежности асинхронных двигателей в эксплуатации
3.2.1 Обзор методов оптимального планирования
3.2.2 Оптимизация выбора защиты асинхронных двигателей от аварийных режимов
3.3 Анализ возможных ситуаций аварийных режимов
Выводы
4 Анализ эксплуатационной надежности по результатам подконтрольной эксплуатации
4.1 Методы испытаний надежности асинхронных двигателей
4.2 Определение влияния аварийных режимов на эксплуатационную надежность асинхронных двигателей
4.3 Анализ распределений вероятности выхода из строя асинхронных двигателей по вине аварийных режимов
4.4 Анализ численных значений аварийных режимов
Выводы
5 Рекомендации по повышению эксплуатационной надежности асинхронных двигателей
5.1 Выбор асинхронного двигателя
5.2 Тепловой расчет асинхронного двигателя
5.2.1 Тепловая схема замещения асинхронного двигателя
5.2.2 Расчет тепловой схемы замещения асинхронного двигателя
5.3 Расчет эксплуатационной надежности асинхронных двигателей
5.4 Рекомендации по выбору устройства защиты
Выводы
6 Заключение
Список литературы
Приложение

1. Введение
Актуальность темы
Одной из основных задач современного промышленного производства является повышение качества, конкурентоспособности и экономичности выпускаемой продукции, повышение ее надежности, снижение стоимости, материалоемкости и энергопотребления. Особое влияние на решение этой задачи оказывает надежность работы электродвигателей, используемых в качестве приводных механизмов.
Среди электродвигателей наибольшее распространение получил асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, впервые запатентованный в 1889 году главным инженером фирмы Allgemeine Elektrische Geselschaft (AEG, Германия) M. Доливо - Добровольским (патент ФРГ №51083 от 31.08.1889 г.). В настоящее время асинхронные двигатели, особенно с короткозамкнутым ротором, как самые дешевые и надежные являются наиболее массовой продукцией электромашиностроения.
Их доля в общей номенклатуре электродвигателей составляет по количеству - 90%, по мощности - 60%. В России по состоянию на 1990 г. выпускалось ежегодно свыше 10 млн. асинхронных короткозамкнутых электродвигателей серии 4А, на долю которых приходилось до 50% потребляемой в стране электроэнергии [44].
Широкая распространенность асинхронных двигателей предопределена их относительной простотой, достаточно высокой надежностью, а также высоким коэффициентом полезного действия и удовлетворительными конструктивными и эксплуатационными характеристиками.
Однако в реальных условиях эксплуатации, в зависимости от различных факторов, достаточно высокие надежностные показатели асинхронных двигателей, для номинальных условий эксплуатации, не совпадают с эксплуатационными. Это влечет за собой выбор двигателей завышенной мощности, увеличение материальных затрат на их ремонт и обслуживание.

ходить из особенностей технологического процесса, и в первую очередь из допустимости отключения двигателей и связанных с этим остановок исполнительных механизмов. Если перерыв в работе приводит к порче продукции, авариям механизмов, длительным наладкам технологического процесса или может повлечь за собой пожар, взрыв и т.п., то обычно предусматривают защиту только от коротких замыканий. В этих случаях стараются не применять защиту электродвигателей от перегрузок и принимают меры к разгрузке электродвигателей путем снятия перегрузки с исполнительных механизмов.
Если же прекращение работы не связано с серьезным расстройством технологического процесса или с большим ущербом, то защиту электропривода производят и от коротких замыканий и от перегрузок [75].
Защита от токов короткого замыкания.
Основное назначение этой защиты заключается в надежном разрыве электрической цепи при появлении токов короткого замыкания. С этой целью применяются плавкие предохранители, максимальные токовые реле и автоматические выключатели.
Номинальные токи плавких вставок предохранителей и расцепителей автоматических выключателей должны выбираться таким образом, чтобы обеспечивалось надежное отключение короткого замыкания на зажимах электродвигателя и вместе с тем, чтобы электродвигатели при нормальных для данной электроустановки толчках тока (пиках технологических нагрузок, пусковых токах, токах самозапуска и т.п.) не отключались этой защитой. С этой целью для электродвигателей механизмов с легкими условиями пуска в отношении пускового тока электродвигателя к номинальному току плавкой вставки должно быть не более 2,5, а для электродвигателей механизмов с тяжелыми условиями пуска (большая длительность разгона, частые пуски и т.д.) это отношение должно быть равным 2,0-1,6.
Для электродвигателей ответственных механизмов с целью особо надежной отстройки предохранителей от толчков тока допускается принимать