 |
Анализ существующих конструкций взрывозащищённых электродвигателей и их систем изоляции
|
|
|
|
РЕФЕРАТ
Работа содержит: 29 страниц, 1 таблиц, 9 рис., 8 источников.
Объект исследования – система изоляции взрывозащищённых электродвигателей.
Цель работы – разработка рекомендаций по усовершенствование конструкции системы изоляции взрывозащищённых электродвигателей.
Методы исследования – теоретический анализ, математическое моделирование.
Выполнен анализ литературы, в которой рассматриваются вопросы конструкции системы изоляции электродвигателей, причины выхода поломок электродвигателей. Исследованы причины пробоя изоляции и способы его предотвращения. Разработана методика расчёта толщины изоляции.
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, ИЗОЛЯЦИЯ, ОБМОТКА СТАТОРА,
СРЕДНЯЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ, ЖЁСТКИЕ СЕКЦИИ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….....4
I Атуальность темы, постановка цели и задач исследования……………….....5
1.1 Анализ существующих конструкций взрывозащищённых электродвигателей и их систем изоляции…….………………..……........5
1.2Анализ существующих изоляционных материалов……..……….…........8
1.3 Цель и задачи работы……………..………………………………...........12
II Теоретические исследования процесса выхода из строя изоляции
обмоток статора асинхронных электродвигателей………...…………........13
2.1 Определение энергии пробоя изоляции проводников …...……….......13
2.1.1 Анализ существующих методик расчёта толщины изоляции…...13
2.1.2 Градирование изоляции…………………………………………….18
2.1.3 Приближённый расчёт системы проводников …………………...21
2.2 Разработка методики расчёта систем изоляции статорных обмоток асинхронных электродвигателей с жёсткими секциями………………....23
Выводы………...……………………………………………………………....28
|
|
|
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК…..…………………………………………………..…..29
ВВедение
Одной из основных тенденций развития электротехнического оборудования является увеличение мощности и срока службы, снижение габаритов и веса электрических машин, повышение класса нагревостойкости и, как следствие, их надежности.
Наиболее востребованными в модернизации на сегодняшний день являются электродвигатели, эксплуатируемые в тяжелых условиях с частыми набросами нагрузок. Причинами отказов электрических машин являются возрастающие нагрузки, несовершенство технологии их изготовления и ремонта, применяемые электроизоляционные материалы недостаточного качества.
В последние годы актуальным стал вопрос о необходимости увеличения мощности и класса нагревостойкости электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях, повышения их надежности за счет применения новых электроизоляционных материалов и совершенствования технологии их ремонта.
Одним из направлений модернизации системы электрической изоляции электродвигателей является применение современных отечественных электроизоляционных материалов с повышенным коэффициентом теплопроводности, позволяющих увеличить ресурс электродвигателей и повысить нагревостойкость электрической изоляции. В свою очередь, применение новых электроизоляционных материалов требует совершенствования технологии их переработки в систему электрической изоляции при изготовлении и ремонте электродвигателей.
I Актуальность темы, постановка цели и задач исследования
Анализ существующих конструкций взрывозащищённых электродвигателей и их систем изоляции
Электродвигатели являются неотъемлемыми элементами электрического оборудования. Наибольшее распространение получили асинхронные двигатели. Они бывают с короткозамкнутым и фазным ротором, однако в основном в промышленности используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, так как они имеют следующие преимущества /1/.
|
|
|
- приблизительно постоянная скорость при разных нагрузках;
- возможность кратковременных механических перегрузок;
- простота конструкции;
- простота пуска и лёгкость его автоматизации;
- относительно недорогой;
- просто заменить;
- надёжен в эксплуатации;
- более высокие cos φ и КПД, чем у двигателей с фазным ротором.
Особое внимание нужно обратить на взрывозащищённые электродвигатели высокой мощности, т.к. они эксплуатируются в экстремальных условиях.
Взрывозащищенные электродвигатели предназначены для использования в качестве приводов различных механизмов, применяемых в местах эксплуатации, в которых по технологии производства возможно образование взрывоопасной концентрации газов, паров и пыли. Это предприятия топливно-энергетического комплекса, добывающих и перерабатывающих отраслей промышленности: угольной, нефтяной, химической, газовой и других.
Обмотка статора высоковольтных двигателей выполнена из жестких катушек /2/. Изоляция термореактивная типа «монолит» класса нагревостойкости F с использованием по классу В. На ребристом валу ротора закреплен пакетированный сердечник, пазы которого залиты алюминием. По обе стороны ротора установлены вентиляторы. Двигатели изготавливаются с подшипниками качения и снабжены специальными устройствами для пополнения новой и удаления отработанной смазки без их демонтажа и разборки, а также приборами для контроля температуры подшипников. Они имеют воздушное охлаждение от собственного вентилятора.
Конструкция двигателя представлена на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Конструкция высоковольтного двигателя серии ВАО2 с частотой вращения 3000 об/мин:
1 - шпонка; 2 - крышка подшипниковая; 3 - узел взрывозащиты; 4 — щит подшипниковый; 5 - термосигнализатор; 6 - вентилятор осевой; 7 - станина; 8 - плита станины торцовая; 9 - ребро с отверстием для транспортирования; 10 - труба теплообменника; 11 - кольцо обмотки статора бандажное; 12 - обмотка статора; 13 - ребро станины продол ьное; 14 - цилиндр станины наружный; 15 - сердечник статора; 16 - сердечник ротора; 17 -вал ротора; 18 - схема соединения обмотки статора; 19 - кожух центробежного вентилятора; 20 - вентилятор центробежный; 21 - кольцо маслосбрасывающее; 22 - гайка шлицевая; 23 - масленка; 24 - коробка выводов.
|
|
|
Асинхронные электродвигатели в основном долговечны, но они могут преждевременно выйти из строя. Причины неисправностей электродвигателя включают в себя плохую технологию технического обслуживания, неправильную смазку, суровые условия эксплуатации, неподходящий источник питания или неправильное применение электродвигателя.
Для определения «слабых мест» электродвигателей воспользуемся статистическими данными отказов /3/ и повреждаемости асинхронных двигателей:
В среднем выходят из строя до 20 - 35% установленных асинхронных двигателей.
Отказы электродвигателей:
- эксплуатационные 50%;
- технологические 35%;
- конструкционные 15%.
Отказы элементов конструкции асинхронных двигателей:
- повреждение обмоток 85 - 95%;
- повреждение подшипникового узла 5 - 8%;
- прочие отказы 1-4%.
Отказы по характеру повреждения обмоток асинхронных двигателей:
- межвитковые замыкания 93%;
- пробой межфазной изоляции 5%;
- повреждение и пробой корпусной изоляции 2%.
Причины эксплуатационных отказов изоляции обмоток статора асинхронных двигателей:
- аварийные режимы 70%;
- старение изоляции 30%.
Аварийные режимы:
- обрывы фазы 40 - 50%;
- заклинивание рабочей машины 20 - 25%;
- длительные перегрузки 10 - 15%;
- пробои изоляции при ее увлажнении 15 -20%.
Конструкция асинхронных электродвигателей существенно не менялась с 60-х годов прошлого века, а условия эксплуатации значительно усложнились, повысились требования к электродвигателям. Анализ выходов из строя показал, что чаще всего проблемы возникают в изоляции статора. Таким образом, можно сказать, что данная тема является актуальной.
|
|
|
