Mida harmoonilised distorsioonid mängivad mootorites tekkinud soojuse osas?
Harmonilise distorsiooni mõju mootori külmumisele
1. Suurendatud veokulmad
Printsiip: Mootoris tekkivad veokulud (vastupidavuslikud kulud) põhifrekventsist tingitud kirevatüki vastupanust. Kuid harmooniliste voolte liikumisel kirevatükis muutub nahketeffect tõenäolisemaks kõrgemate harmooniliste sageduste tõttu. Nahketeffect suunab voolu juhtjoone pinna lähedale, vähendades efektiivset ristlikku läbimõõdu ja suurendades vastupanu, mis suurendab veokulmi.
Tulemus: Veokulude kasv viib mootori kirevatüki temperatuuri tõusuni, kiirendades eraldusmaterjalide vananemist ja lühendades mootori eluajad.
2. Suurendatud raudkulmad
Printsiip: Mootori rauakernas toimuvad histerese ja turvakulud, üldiselt tuntud kui raudkulud, põhifrekventsist tingitud. Harmooniliste voolte läbimisel mootorit suureneb magnetväli muutuste sagedus, mis suurendab histerese ja turvakulmi. Erityiselt suurenevad kõrgefrekventa harmooniatega turvakulud, kuna need kulud on proportsionaalsed sageduse ruudule.
Tulemus: Raudkulude kasv põhjustab rauakerna temperatuuri tõusu, mis veelgi suurendab mootori külmumist, vähendades selle efektiivsust ja usaldusväärsust.
3. Lisakulude suurenemine
Printsiip: Harmoonid võivad põhjustada ka muud lisakulud, näiteks veo- ja raudkulude kõrval. Harmoonilised voolud võivad tekitada täiendavaid elektromagnetilisi jõududeid statori ja rotoriga, mis viib mehaanilistesse vibratsioonidesse ja kitsepulgu. Lisaks võivad harmoonid põhjustada lisamehaanilisi kulmi komponentides nagu lipikud ja ventiladored.
Tulemus: Need lisakulud suurendavad mootori soojumist, potentsiaalselt viies lipikute ülekuumaamiseni, kitsepulga petmise ja isegi mehaanilistesse katkestustesse.
4. Ebaühtlane temperatuuritõus
Printsiip: Harmooniliste voolte olemasolu võib põhjustada ebaühtlast magnetväli jaotust mootoris, mis viib paigaliku ülekuumaamiseni. Näiteks võivad mõned kirevatüki osad kannata kõrgemat harmoonilist vooltihedust, mis viib nende piirkondade temperatuuri tõusuni. See ebaühtlane temperatuuritõus kiirendab kohalike eraldusmaterjalide vananemist ja suurendab mootori petmise riski.
Tulemus: Paigaliku ülekuumaamine mõjutab mitte ainult mootori eluajad, vaid võib ka põhjustada eralduse petmise, mis viib tõsistele elektrilistele petmetele.
5. Külmundussüsteemi efektiivsuse vähenemine
Printsiip: Mootori külmundussüsteem (nt ventiladored ja soojuse levitajad) on tavaliselt disainitud, et käsitelda termilist koormust põhifrekventsist tingitud. Harmooniliste voolte tõttu mootori soojumise suurenemisel võib külmundussüsteemi võime seda lisalist soojust hävitada olla ebapiisav, mis viib mootori temperatuuri jätkuva tõusuni.
Tulemus: Külmundussüsteemi efektiivsuse vähenemine veelgi suurendab mootori külmumisprobleeme, loodest kahjustava tsükli, mis võib lõpuks aktiveerida ülekuumaamise kaitsekordi või isegi põhjustada mootori süttimise.
6. Vähenenud võimsuse tegur
Printsiip: Harmooniliste voolte olemasolu vähendab mootori võimsuse tegurit, kuna harmoonid ei panusta kasutatavasse töösse, vaid suurendavad reageeriva ja harmoonilise võimu. Madalam võimsuse tegur tähendab, et mootor peab võtma rohkem voolu võrgust sama väljavoolu säilitamiseks, mis suurendab joonte ja transfooride kulmi, edasi suurendades mootori soojumist.
Tulemus: Võimsuse teguri vähenemine suurendab mitte ainult mootori soojumist, vaid ka vähendab kogu energiasüsteemi efektiivsust, tõstes elektri kulud.
Meetmed harmoonide mõju vähendamiseks mootori külmumisel
Harmoonide mõju vähendamiseks mootori külmumisel võidakse võtta järgmisi meetmeid:
Paigalda harmoonide filtreid: Kasuta passiivseid või aktiivseid harmoonide filtreid, et absorbida või takistada harmoonilisi voolte süsteemis, taastades võrgu pingevoolu sinusoidkujulise kuju ja vähendades harmoonide mõju mootorile.
Vali harmoonide vastupidavamad mootorid: Mõned mootorid on spetsiaalselt disainitud, et paremini taluda harmoonid, näiteks neil on eriline kirevatüki struktuur või kernamaterjal, mis vähendavad lisakulmi ja soojumist, mille harmoonid põhjustavad.
Optimeeri laadi haldust: Planeeri tootmisskeeme, et vältida mitme mittelineaarse laadi samal ajal käitamist, mis vähendab harmoonide tekke.
Kasuta madalharmoonilist režiimi muutuvates sagedustehingutes (VFD): Kui mootorit juhib VFD, vali VFD-d, mis omavad madalharmoonilisi omadusi, või seab VFD parameetrid seadmas, et vähendada harmoonilist väljavoolu.
Paranda külmundussüsteeme: Juba harmoonide poolt mõjutatud mootorite korral parandada külmundussüsteemi (näiteks suurendades ventilatori võimsust või parandades soojuse levitaja disaini), et suurendada soojuse hävitamist ja vältida ülekuumaamist.
Regulaarne hooldus ja jälgimine: Regulaarselt kontrollida mootori töötingimusi, jälgida parameetreid, nagu temperatuur, vool ja võimsuse tegur, ning lahendada potentsiaalsed probleemid kiiresti, et tagada optimaalne mootori töö.
Lõppkokkuvõte
Harmonilise distorsiooni mõju mootori külmumisele on oluline, mis peamiselt väljendub suurendatud veokuludes, raudkuludes, lisakuludes, ebaühtlasel temperatuuritõusul, külmundussüsteemi efektiivsuse vähenemisel ja võimsuse teguri vähenemisel. Need tegurid koos viivad mootori temperatuuri tõusuni, kiirendades eraldusmaterjalide vananemist, lühendades mootori eluajad ja võivad põhjustada tõsiseid elektrilisi ja mehaanilisi petmeid. Harmoonide mõju vähendamiseks mootori külmumisel on oluline rakendada tõhusaid harmoonide vähendamismeetmeid, optimiseerida mootori valikut ja hooldust, ning tagada energiaüsteemi stabiilne töö.
