Која е улогата на хармоничките искажувања во генерирањето на топлина во моторите?

Влијание на гармоничката деформација врз загревувањето на моторот

1. Зголемени губитоци на бакар

• Принцип: Во моторот, отпорот на намотките генерира губитоци на бакар (резистивни губитоци) на основната фреквенција. Меѓутоа, кога гармонички стројеви текат низ намотките, ефектот на кожата станува поголем поради повисоките гармонички фреквенции. Ефектот на кожата предизвикува концентрација на стројот близу до површината на проводникот, што намалува ефективната пресечна плошчина и зголемува отпорот, со што се зголемуваат губитоците на бакар.

• Резултат: Зголемувањето на губитоците на бакар директно доведува до повисоки температури во намотките на моторот, која убрзува стареењето на изолационите материјали и скратува животната временска продолжителност на моторот.

2. Зголемени губитоци на јаже

• Принцип: Во јажерната јадрна дел од моторот, губитоците на хистерезис и индуктивни губитоци, заедно наречени губитоци на јаже, се појавуваат на основната фреквенција. Кога гармонички стројеви минуваат низ моторот, фреквенцијата на промените на магнетното поле се зголемува, што доведува до повисоки губитоци на хистерезис и индуктивни губитоци. Особено, високочестотните гармонии значително зголемуваат индуктивните губитоци бидејќи овие губитоци се правопропорционални на квадратот од фреквенцијата.

• Резултат: Зголемувањето на губитоците на јаже предизвикува повисоки температури во јажерната јадрна дел, што дополнително подобрува загревувањето на моторот, намалува ефикасноста и надежноста.

3. Зголемени додатоци губитоци

• Принцип: Поради губитоците на бакар и јаже, гармониите можат да предизвикаат други форми на додатоци губитоци. На пример, гармонички стројеви можат да генерираат дополнителни електромагнетни сили помеѓу статорот и роторот, што доведува до механички вибрации и губитоци на триење. Дополнително, гармониите можат да предизвикаат додатоци механички губитоци во компоненти како лешници и вентилатори.

• Резултат: Овие додатоци губитоци дополнително зголемуваат производството на топлина во моторот, со можност да доведат до прекумерно загревени лешници, неуспех на смазувањето и дорде до механички повреди.

4. Неравномерен пораст на температурата

• Принцип: Присуството на гармонички стројеви може да доведе до неравномерна дистрибуција на магнетното поле во моторот, што предизвикува локализирано прекумерно загревување. На пример, одредени области на намотките можат да носат повисока густина на гармонички стројеви, што резултира со тоа дека овие региони достигнуваат многу повисоки температури од другите. Овој неравномерен пораст на температурата убрзува стареењето на локалните изолациони материјали и зголемува ризикот од повреда на моторот.

• Резултат: Локализираното прекумерно загревување не само влијае на животната временска продолжителност на моторот, туку може и да доведе до повреда на изолацијата, што предизвикува сериозни електрични повреди.

5. Смањена ефикасност на системот за хлађење

• Принцип: Системот за хлађење на моторот (како вентилатори и радијатори) обично е дизајниран да се справи со термалната наглас на основната фреквенција. Кога гармонички стројеви зголемуваат производството на топлина во моторот, способноста на системот за хлађење да дисипира оваа дополнителна топлина може да биде недоволна, што доведува до непрекинат пораст на температурата на моторот.

• Резултат: Смањувањето на ефикасноста на системот за хлађење дополнително подобрува проблемот со загревувањето на моторот, создавајќи зборовски круг кој може на крај да активира механизми за заштита од прекумерно загревување или даже да изгори моторот.

6. Смањен фактор на моќта

• Принцип: Присуството на гармонички стројеви смањува факторот на моќта на моторот бидејќи гармониите не допринасуваат до корисна работа, туку го зголемуваат реактивната моќ и гармоничната моќ. Нискиот фактор на моќ значи дека моторот мора да црта повеќе строј од мрежата за да одржи иста производна моќ, што зголемува губитоците на линијата и трансформаторите, дополнително повисувајќи производството на топлина во моторот.

• Резултат: Смањувањето на факторот на моќа не само зголемува производството на топлина во моторот, туку и го смањува целосниот ефикасност на системот за моќ, доведувајќи до повисоки трошоци на електрична енергија.

Мерки за намалување на влијанието на гармониите врз загревувањето на моторот

За намалување на влијанието на гармониите врз загревувањето на моторот, можат да се применат следните мерки:

• Инсталирајте гармонички филтри: Користете пасивни или активни гармонички филтри за да апсорбирате или потиснате гармонички стројеви во системот, враќајќи синусна форма на напонот на мрежата и намалувајќи влијанието на гармониите врз моторот.

• Изберете мотори кои се одложни на гармонии: Некои мотори се специјално дизајнирани да подобро се спроведуваат со гармонии, како онаа со специјални намоткови структури или јажерни материјали кои минимизираат додатоци губитоци и загревување предизвикано од гармонии.

• Оптимизирајте управувањето со оптеретувањето: Аранжирајте планови за производство за да се избегне паралелно функционирање на премногу нелинеарни оптеретувања, со тоа намалувајќи генерирањето на гармонии.

• Користете нискогармоничен режим во променливи фреквенцијски приводи (VFDs): Ако моторот е приведен со VFD, изберете VFDs со карактеристики на нискогармоничен режим или прилагодете параметрите на VFD за да се намали гармоничкиот излез.

• Подобрувајте системите за хлађење: За мотори кои веќе се под влијание на гармонии, подобрувајте системот за хлађење (на пример, со зголемување на моќта на вентилаторите или подобрување на дизајнот на радијаторите) за да се подобри дисипацијата на топлината и да се спречи прекумерното загревување.

• Редовна одржба и мониторинг: Редовно проверувајте состојбата на работата на моторот, мониторирајте параметри како температура, строј и фактор на моќа, и одма решавајте потенцијални проблеми за да се осигура оптимална работна перформанса на моторот.

Сумирајќи

Гармоничката деформација има значајно влијание врз загревувањето на моторот, главно проявувајќи се како зголемени губитоци на бакар, јаже, додатоци губитоци, неравномерен пораст на температурата, смањена ефикасност на системот за хлађење и смањен фактор на моќа. Овие фактори заедно доведуваат до повисоки температури во моторот, убрзуваат стареењето на изолационите материјали, скратуваат животната временска продолжителност на моторот и можат да предизвикаат сериозни електрични и механички повреди. За намалување на влијанието на гармониите врз загревувањето на моторот, е суштинско да се применат ефикасни мерки за намалување на гармониите, да се оптимизира изборот и одржбата на моторот, и да се осигура стабилна работа на системот за моќ.