Электротехнический дайджест. Выпуск №3

Как устранить перекос фаз

Перекос фаз бывает критичным для нормальной работы электрооборудования. Он может произойти по трем причинам.

• Проблема в электросети, чаще всего из-за обрыва нейтрали. В этом случае для устранения перекоса фаз нужно обратиться к поставщику электроэнергии.
• Проблема с электропроводкой — может возникнуть из-за ухудшения контакта или потери проводимости частей электроустановки, а также из-за ухудшения изоляции.
• Неравномерное распределение нагрузки. В этом случае необходимо подключить нагрузку так, чтобы токи по фазам были примерно одного уровня.

Для установления причин перекоса фаз необходимо измерить фазные напряжения под нагрузкой и без неё. При выявлении данной проблемы следует незамедлительно приступить к её устранению во избежание серьезной аварии.

Автоматическое включение запасного двигателя

В некоторых системах необходимо поддерживать на определенном уровне значение того или иного параметра, например, давление жидкости. Установка запасного двигателя (каскадное резервирование) позволяет работать в большем диапазоне изменения параметра. При необходимости можно использовать несколько двигателей, работающих параллельно.

Другой пример – нехватка момента на валу при работе привода. С помощью порогового устройства, определяющего превышение тока, можно выдавать сигнал на автоматическое включение резервного двигателя. Также возможно построение более сложных систем, когда включение запасного двигателя может происходить не только по превышению тока, но и по его уменьшению вследствие механической поломки.

Как рассчитать пусковой ток асинхронного двигателя

При пуске асинхронного двигателя потребляемый ток превышает номинал в несколько раз. Установив величину пускового тока Iп, можно правильно рассчитать цепи питания и защиты.

Для расчета Iп пользуются значением кратности пускового тока Кп (отношение пускового тока к номинальному), которое приводится в каталогах производителей. Зная Кп, легко найти пусковой ток: Iп = Кп • Iн. Для большинства асинхронных двигателей его значение превышает номинал в 5-8 раз.

Заметим, что на практике важно не только значение пускового тока, но и его длительность. Например, при малоинерционной нагрузке пусковой ток длится менее секунды, а при «тяжелом» пуске выход на номинальный режим может занимать в несколько раз больше времени.

В современном оборудовании для снижения пускового тока в основном применяются преобразователи частоты.

Продолжительная работа двигателя на токе выше номинального

Производители допускают эксплуатацию асинхронных двигателей на токе выше номинального. Длительность такой эксплуатации ограничивается прежде всего максимально допустимой температурой обмоток статора и качеством подшипников. Следовательно, продолжительную работу с перегрузкой могут обеспечить электродвигатели, имеющие обмотку с высоким классом изоляции (классом нагревостойкости). Самый высокий класс изоляции Н допускает нагрев до 180°С.

Другой параметр, характеризующий возможность работы двигателя на повышенных нагрузках – сервис-фактор, который обычно равен 1…1,2. Для примера, если сервис-фактор равен 1,2, это говорит о возможности перегрузки на 20%.

При эксплуатации двигателя в таком режиме особое внимание необходимо уделить его охлаждению. Это позволит избежать преждевременного износа компонентов привода, прежде всего обмоток статора и подшипников.

Зачем в частотном преобразователе режим PLC

В любом частотном преобразователе имеется несколько аналоговых и дискретных способов задания выходной частоты, например, пошаговое управление путем подачи сигналов на многофункциональные входы. Для реализации такого способа применяют встроенный режим PLC, позволяющий решать сложные задачи управления электродвигателем с помощью автоматического многоступенчатого контроля скорости.

Данный режим может использоваться при автоматизации работы какого-либо механизма. Возможно как непрерывное, так и пошаговое однократное или циклическое выполнение программы.

Программа для PLC может заменить собой внешнее логическое управление, а также позволит обойтись без различных переключателей или реле. В соответствии с указанной пользователем циклограммой PLC будет задавать различные значения частоты и менять направление вращения.

Почему может искрить и дребезжать контактор двигателя

Контакторы применяются для коммутации больших токов и устанавливаются в различных станках - сверлильных, токарных, фрезерных. Отказ этого устройства может стать причиной серьезных проблем.

Даже небольшое искрение и дребезжание контактора во время работы через некоторое время может привести к его повреждению и полному выходу из строя. Одной из наиболее распространённых причин искрения является ослабление контактов. Особенно этому подвержено оборудование с высоким уровнем вибрации. Если вовремя не протянуть контакт, переходное сопротивление значительно возрастёт. Это, в свою очередь, приведёт к тому, что контакты будут сильнее нагреваться и в конце концов залипнут.

Неисправность катушки или низкое напряжение в питающей сети может привести к неполному включению якоря, что неизбежно вызовет перегрев катушки. Причиной неполного включения вполне может стать и попадание внутрь контактора посторонних предметов, например, напайки от контактной площадки. Это вызовет некорректное включение контактов, их искрение, подгорание и перегрев.

Еще одна причина искрения – неправильный выбор номинала контактора по роду нагрузки (активная или реактивная).

Почему под нагрузкой значительно растёт ток двигателя

Возрастание тока асинхронного двигателя под нагрузкой - нормальное явление. Как известно, частота вращения ротора должна быть меньше частоты вращения магнитного поля статора. Разность между этими частотами называется скольжением.

В нормальном режиме работы величина скольжения небольшая. Однако, если нагрузка на двигатель возрастет, частота вращения ротора снизится и, соответственно, увеличится скольжение. В свою очередь, увеличение скольжения приведет к росту силы тока в роторе и, за счет взаимодействия магнитных полей, повышению тока в статоре.

Такие явления носят кратковременный характер и не приводят к значительному нагреву обмоток двигателя. Однако, если мощность двигателя выбрана неправильно, а также, если нагрузки имеют большую длительность и повторяются периодически, нагрев обмоток может вызвать ускоренное старение изоляции.

К повышению нагрузки также может приводить неисправность приводимого механизма. Например, при работе насоса может забиться магистраль, что вызовет рост тока двигателя.

Другие полезные материалы:
Типичные неисправности мотор-редукторов NMRV
Как устроен электромагнитный тормоз двигателя