THE GENERALIZED MODEL OF WEAR OF ELECTRIC MOTORS

Минакова Т.Е. ¹, Минаков В.Ф. ²

¹ Кандидат технических наук, доцент, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», ² доктор технических наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный экономический университет

ОБОБЩЕННАЯ МОДЕЛЬ ИЗНОСА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Аннотация

Авторская модель износа изоляции электродвигателей 0,4 кВ обобщает влияние комплекса факторов разрушения: температуры, влажности, вибрации, электрического поля.

Ключевые слова: надежность, износ, электродвигатель, модель.

Minakova T.E. ¹, Minakov V.F. ²

¹ PhD of technical science, associate professor, National Mineral Resources   University, ² Doctor of technical science, professor, St. Petersburg State University of economics

THE GENERALIZED MODEL OF WEAR OF ELECTRIC MOTORS

Abstract

The author's model of wear of isolation of electric motors 0,4 kV generalizes influence of a complex of factors of destruction: temperatures, humidity, vibration, electric field.

Keywords: reliability, wear, electric motor, model.

Анализ опыта эксплуатации электродвигателей [1, 2, 3] позволяет установить, что в 85...95% случаев их выход из строя связан с повреждением  изоляции  обмоток [4, 5]. Указанный факт обусловливает актуальность разработки моделей старения изоляции электродвигателей и прогнозирования на этой основе сроков их службы. Целью данной работы является синтез обобщенной модели износа изоляции  обмоток  асинхронных  двигателей 0,4 кВ при воздействии комплекса разрушающих факторов: температуры, влажности, вибрации, электрического поля, асимметрии напряжения  питания  и  обмоток  двигателей.

Электрическое старение изоляции обмоток адекватно описывается зависимостью остаточного ресурса работы изоляции от уровня напряжения  [6, 7]:

.                   

где  – номинальные значения срока службы и напряжения двигателя,

 – коэффициент темпа электрического старения материала.

Модель влияния влажности  на износ изоляции двигателей по близости к результатам авторских экспериментальных измерений [6]:

,

где   – номинальная влажность среды,

 – коэффициент, характеризующий стойкость изоляционного материала к влажности.

Влияние вибрации на срок службы изоляции  электродвигателей представим в виде [6].

 

где   – коэффициент  влияния вибрационного смещения на движение атомов и молекул при химическом взаимодействии (окислении),

 – коэффициент ускорения износа изоляции при вибрации,

 – превышение вибрационного смещения над номинальным уровнем.

Тепловое старение при отклонении температуры от номинальной на величину  [6]:

                           

где   – коэффициент темпа теплового старения.

Обобщение модели износа базируется на принципе независимости влияния каждого фактора разрушения изоляции на закон её старения в функции от других факторов, воздействующих  в процессе эксплуатации. Тогда обобщенная математическая модель влияния всей совокупности  разрушающих факторов на срок службы электродвигателей приобретает вид:

.

Восстановлены коэффициенты аналитической зависимости срока службы изоляции электродвигателей от уровней воздействующих физических факторов [8]. Результаты расчета срока службы позволяют выбирать уставки релейных защит [9 - 12] в зависимости от требуемого срока эксплуатации электродвигателей, планировать сроки и объемы ремонтов, производить обоснованные амортизационные отчисления.