Kāda loma harmoniskajiem izkropļojumiem ir dzinēju siltuma ģenerēšanā?
Harmoniskās deformācijas ietekme uz dzinēja sildīšanos
1. Palielinātās meda zaudējumi
Princips: Dzinējā spēka pārveidošanas ceļa pretestība rada meda zaudējumus (pretestības zaudējumus) pamatfrekvencē. Tomēr, kad harmoniskie strāvas plūsmas plūst caur virvi, ādas efekts kļūst acīmredzamāks dēļ augstākajām harmoniskajām frekvencēm. Ādas efekts izraisa strāvas koncentrēšanos virvju virsū, samazinot efektīvo šķērssekciju un palielinot pretestību, tādējādi palielinot meda zaudējumus.
Rezultāts: Meda zaudējumu palielināšanās tieši izraisa augstākas temperatūras dzinēja virvēs, paātrinot izolācijas materiālu novecošanu un saīsinot dzinēja izmantošanas laiku.
2. Palielinātās dzelzs zaudējumi
Princips: Dzinēja dzelza kodols cieš histerēzes un vikspārstrāvas zaudējumus, kopā pazīstamus kā dzelza zaudējumus, pamatfrekvencē. Kad harmoniskie strāvas plūsmas plūst caur dzinēju, magnētiskā lauka maiņas frekvence palielinās, izraisojot lielākus histerēzes un vikspārstrāvas zaudējumus. Īpaši, augstfrekvences harmoniskie komponenti būtiski palielinās vikspārstrāvas zaudējumus, jo šie zaudējumi ir proporcionāli frekvences kvadrātam.
Rezultāts: Dzelza zaudējumu palielināšanās izraisa dzelza kodola temperatūras paaugstināšanos, turpmāk palielinot vispārējo dzinēja sildīšanos, samazinot efektivitāti un uzticamību.
3. Palielinātās papildu zaudējumi
Princips: Kā arī meda un dzelza zaudējumiem, harmoniskie komponenti var izraisīt citas formas papildu zaudējumus. Piemēram, harmoniskie strāvas plūsmas var radīt papildu elektromagnētiskas spēces starp statoru un rotoru, izraisojot mehāniskas vibrācijas un trieciena zaudējumus. Papildus tam, harmoniskie komponenti var izraisīt papildu mehāniskus zaudējumus, piemēram, rullieriem un ventilatoriem.
Rezultāts: Šie papildu zaudējumi turpmāk palielinās dzinēja siltuma ražošanu, potenciāli izraisojot pārsildītos rullierus, smaržļošanas sistēmas trūkumu un pat mehāniskus bojājumus.
4. Nenozīmīga temperatūras pieaugums
Princips: Harmoniskie strāvas plūsmas klātbūtne var izraisīt nenozīmīgu magnētiskā lauka sadalījumu dzinējā, izraisojot lokālās pārsildīšanās vietas. Piemēram, noteiktās virvju daļas var nesēt augstākas harmoniskās strāvas blīvības, rezultātā šīs daļas sasniedz daudz augstākas temperatūras nekā citas. Šis nenozīmīgais temperatūras pieaugums paātrina vietējo izolācijas materiālu novecošanos un palielina dzinēja bojājuma risku.
Rezultāts: Lokālā pārsildīšanās ne tikai ietekmē dzinēja izmantošanas laiku, bet var arī izraisīt izolācijas bojājumu, izraisojot nopietnas elektriskas kļūdas.
5. Samazināta sildes sistēmas efektivitāte
Princips: Dzinēja sildes sistēma (piemēram, ventilatori un siltuma izplūdes elementi) parasti ir izstrādāta, lai apstrādātu termisko slodzi pamatfrekvencē. Kad harmoniskie strāvas plūsmas palielinās dzinēja siltuma ražošanu, sildes sistēmas spēja izlaist šo papildu siltumu var būt nepietiekama, izraisojot nepārtrauktu dzinēja temperatūras pieaugumu.
Rezultāts: Sildes sistēmas efektivitātes samazināšanās turpmāk palielina dzinēja sildīšanās problēmu, izraisojot negatīvu ciklu, kas galu galā var aktivizēt pārsildīšanas aizsardzības mehānismus vai pat iznīcināt dzinēju.
6. Samazināts jaudas faktors
Princips: Harmoniskie strāvas plūsmas klātbūtne samazina dzinēja jaudas faktoru, jo harmoniskie komponenti neatbalsta noderīgu darbu, bet gan palielinās reaktivā jauda un harmoniska jauda. Zemāks jaudas faktors nozīmē, ka dzinējam jāievācu vairāk strāvas no tīkla, lai uzturētu to pašu izvades jaudu, kas palielina līnijas zaudējumus un transformatoru zaudējumus, turpmāk paaugstinot dzinēja siltuma ražošanu.
Rezultāts: Jaudas faktora samazināšanās ne tikai palielina dzinēja siltuma ražošanu, bet arī samazina veselā enerģijas sistēmas efektivitāti, izraisojot lielākas elektrības izmaksas.
Pasākumi, lai samazinātu harmoniskās deformācijas ietekmi uz dzinēja sildīšanos
Lai mazinātu harmoniskās deformācijas ietekmi uz dzinēja sildīšanos, var veikt šādus pasākumus:
Instalēt harmoniskos filtres: Izmantot passīvus vai aktīvus harmoniskos filtres, lai absorbu vai supresētu harmoniskās strāvas sistēmā, atjaunojot tīkla uzspiestās sprieguma sinusoidālo formu un samazinot harmoniskās deformācijas ietekmi uz dzinēju.
Izvēlēties harmoniskās deformācijas noturīgus dzinējus: Daži dzinēji ir speciāli izstrādāti, lai labāk izturētu harmoniskās deformācijas, piemēram, ar īpašām virvju struktūrām vai kodolu materiāliem, kas minimizē papildu zaudējumus un sildīšanos, ko izraisa harmoniskās deformācijas.
Optimizēt slodzes pārvaldību: Izveidot ražošanas grafikus, lai izvairītos no vienlaikus darbības vairāku nelīniju slodžu, tādējādi samazinot harmoniskās deformācijas ražošanu.
Izmantot zemu harmoniskās deformācijas režīmu mainīgās frekvences pārveidotājos (VFD): Ja dzinējs tiek vadīts ar VFD, izvēlieties VFD ar zemu harmoniskās deformācijas iezīmēm vai pielāgojiet VFD parametrus, lai samazinātu harmoniskās deformācijas izvadi.
Pārveidot sildes sistēmas: Dzinējiem, kuri jau cieš no harmoniskās deformācijas, uzlabojiet sildes sistēmu (piemēram, palielinot ventilatoru jaudu vai uzlabojot siltuma izplūdes elementu dizainu), lai uzlabotu siltuma izplūdi un novērstu pārsildīšanos.
Regulāra apkalpošana un monitorings: Regulāri pārbaudiet dzinēja darbības stāvokli, uzraudzīt parametrus, piemēram, temperatūru, strāvu un jaudas faktoru, un rīkojieties, lai ātri atrisinātu potenciālas problēmas, nodrošinot optimālu dzinēja veiktspēju.
Kopsavilkums
Harmoniskās deformācijas būtiski ietekmē dzinēja sildīšanos, galvenokārt manifestējoties kā palielināti meda zaudējumi, dzelza zaudējumi, papildu zaudējumi, nenozīmīgs temperatūras pieaugums, samazināta sildes sistēmas efektivitāte un samazināts jaudas faktors. Šie faktori kopā izraisa augstākas dzinēja temperatūras, paātrina izolācijas materiālu novecošanu, saīsinot dzinēja izmantošanas laiku, un var izraisīt nopietnas elektriskas un mehāniskas kļūdas. Lai samazinātu harmoniskās deformācijas ietekmi uz dzinēja sildīšanos, ir būtiski īstenot efektīvus harmoniskās deformācijas mazināšanas pasākumus, optimizēt dzinēju atlasi un apkalpošanu, un nodrošināt enerģijas sistēmas stabila darbība.
