Нагрев, режимы работы, характеристики | Основные сведения об асинхронных электродвигателях

Подробности

Категория: Электрические машины

• электродвигатель

Содержание материала

• Основные сведения об асинхронных электродвигателях
• Нагрев, режимы работы, характеристики

Страница 2 из 2

НАГРЕВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Преобразование двигателем электрической энергии в механическую неизбежно сопровождается ее потерями. Потери мощности происходят на активном сопротивлении обмоток статора и ротора, при трении, в сердечнике статора и т. д. Основная доля потерь обусловлена все же потерями в обмотках статора и ротора ( закон Джоуля—Ленца: Q = PRt).

Энергия, теряемая двигателем, преобразуется в теплоту и идет на его нагревание. В момент включения двигателя в работу температура его равна температуре окружающей среды Тос. Вся теплота, выделяющаяся в электродвигателе, идет на его нагрев. В дальнейшем, с повышением температуры, теплота от двигателя начинает поступать в окружающую среду, а затем наступает момент, когда вся выделившаяся теплота рассеивается в ней. Нагрев электродвигателя заканчивается, и его температура равна установившемуся значению Тдв.
После отключения двигатель начинает охлаждаться. Однако время охлаждения больше времени нагрева, поскольку в этом случае вентилятор электродвигателя не работает.

Допустимая температура нагрева двигателя определяется классом изоляции обмотки статора. Как известно, обмотка статора выполняется из медного обмоточного провода с изоляцией в виде тонкой пленки из полимерного лака. Эта изоляция в зависимости от марки провода выдерживает нагрев не более 130 °С, после чего начинает трескаться и осыпаться. Неизолированные витки обмотки замыкаются между собой, т. е. происходит короткое замыкание питающей цепи. В этом случае говорят, что обмотка «сгорает».
Температура двигателя зависит от многих факторов: температуры окружающей среды, условий охлаждения, режимов работы двигателя и т. д. Поэтому основной критерий при выборе конкретного двигателя для электропривода — его тепловой режим (нагрев).

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Номинальным режимом работы электродвигателя называют такой режим, при котором он может работать неограниченное время. При этом температура его основных частей не должна выходить за пределы допустимых значений. Номинальный режим указывают в паспорте электродвигателя условным обозначением S1, S2, S3 и т. д. В сельском хозяйстве используют электродвигатели с тремя основными номинальными режимами работы: продолжительным S1, кратковременным S2 и повторно-кратковременным S3.

Продолжительный режим характеризуется тем, что температура двигателя при работе с постоянной нагрузкой достигает установившегося значения. Температура считается установившейся, если в течение 1 ч она увеличивается не более чем на 1 °С. В продолжительном режиме работают двигатели вентиляторов, зерноочистительных машин, молотковых дробилок и др.
При кратковременном режиме работы температура не успевает достигнуть установившегося значения, а пауза между включениями столь продолжительна, что температура двигателя снижается до температуры окружающей среды. В паспорте такого электродвигателя укавши максимально допустимое время работы, при превышении которою он выйдет из строя. В кратковременном режиме работают двигатели привода задвижек, установленных на ороси тельных трубах.

При повторно-кратковременном режиме кратковременные периоды нагрузки чередуются с непродолжительными периодами отключения двигателя. Номинальной длительностью цикла считают 10 мин. Относительную продолжительность включенного состояния выражают в процентах, называют ПВ % и указывают в паспорте. Такие двигатели не предназначены для продолжительного режима работы.

ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Зависимость механического вращающего момента (произведение силы на радиус вращения), который создает электродвигатель, от частоты вращения ротора называется механической характеристикой (рис. 4).

В начале пуска при неподвижном роторе (п2 — 0) двигатель имеет некоторый момент, который называется пусковым (Мп). Под действием этого момента ротор раскручивается, скорость его вращения увеличивается и соответственно увеличивается момент на валу, достигая максимального (критического) значения Ммах. После этого при дальнейшем увеличении частоты вращения двигатель переходит в номинальный режим работы, в котором момент вращения двигателя Мн уравновешивает момент сопротивления нагрузки.
С увеличением момента нагрузки, как видно из рисунка 4, уменьшается частота вращения двигателя.  Если момент нагрузки превысит критическое Ммах, то двигатель остановится и будет стоять до тех пор, пока момент нагрузки не уменьшится до значения  пускового момента.

Рис. 4. Механическая  характеристика асинхронного двигателя

Зависимость основных параметров  двигателя: КПД (η), cos φ, потребляемых тока и мощности, а также частоты вращения ротора от механической мощности нагрузки принято называть рабочей характеристикой (рис. 5).
Ток, протекающий по обмотке статора во время пуска, и момент, когда ротор еще неподвижен, принято называть пусковым током. Характерная особенность асинхронного двигателя — большое значение пускового тока, который в 5…10 раз больше номинального.

На рисунке 5  показаны изменения во времени тока статора и частоты вращения ротора в процессе пуска асинхронного двигателя. По мере увеличения частоты вращения ротора ток уменьшается и при номинальной частоте вращения пн становится равным номинальному.

Рис. 5.  Рабочие характеристики асинхронного электродвигателя

Рис. 6. Пуск асинхронного двигателя

Теплота, выделяемая в обмотках, пропорциональна квадрату тока, но поскольку процесс пуска быстротечен, обмотка двигателя не успевает нагреваться. Если же по какой- либо причине остановить (заклинить) ротор работающего двигателя, то ток в его обмотке станет равным пусковому (5…10) и, следовательно, количество теплоты, выделяющееся на обмотке, увеличится в 25… 100 раз. Температура обмотки увеличится и быстро достигнет критической, обмотка «сгорит», и двигатель выйдет из строя. Поэтому тормозить работающий двигатель более чем на 1…2 мин не рекомендуется.

• Назад
• Вперёд

org/BreadcrumbList»>
• Вы здесь:  
• Главная
• Оборудование
• Эл. машины
• Обозначения выводов электрических машин

Еще по теме:

• Испытания по определению электрических величин электрических машин
• Основные повреждения электродвигателей
• Двигатели типа ДАБ
• Методы сушки электрических машин
• Автоматизация испытаний электрических машин

В зависимости от характеристик двигателя при температуре

Стабильность работы любого автомобиля зависит от условий эксплуатации и технических характеристик двигателя внутреннего сгорания. Такой показатель, как рабочая температура двигателя, зависит не только от условий окружающей среды, но и от многих эксплуатационных факторов.

Если данный параметр соответствует расчетной величине, т. е. находится в допустимом диапазоне, силовой агрегат обеспечивает максимальную отдачу энергии в течение длительного времени.

При оптимальных режимах двигателя внутреннего сгорания создаются лучшие условия для функционирования всех систем автомобиля.

Какая должна быть рабочая температура двигателя

При сгорании топливных смесей в цилиндрах мотора выделяется огромное количество тепла. В камерах сгорания температура достигает более 2000°С. В конструкцию силовых агрегатов включена система охлаждения, элементы которой отводят тепло от рабочих узлов.

Благодаря эффективной работе элементов охлаждающей системы ДВС, тепловой режим поддерживается в оптимальных границах от +80 до 90°С. Существуют отдельные типы моторов, для которых нормы расширены до 110°С, чаще всего это механизмы с воздушным охлаждением.

При работе двигателя в оптимальном температурном режиме создаются наилучшие условия для:

1. Полноценного наполнения цилиндров топливовоздушными смесями.
2. Стабильности работы силового агрегата во время движения.
3. Надежной работы механизмов и систем транспортного средства.

Отклонения от нормы температурных режимов силовых агрегатов

Показания температуры внутри двигателя можно увидеть на приборе, расположенном в салоне любого современного автомобиля.

К чему приводит превышение нормы рабочей температуры в двигателе? При сверхвысоких температурах технологические тепловые зазоры металлических элементов нарушаются. Это вызывает следующие негативные изменения в работе силового агрегата:

• ускоренный износ рабочих узлов и деталей;
• деформации и поломки механизмов;
• уменьшение мощности двигателя;
• возникновение детонации;
• несанкционированное воспламенение горючего.

Что означает понятие – низкая температура двигателя? Если в процессе движения автомобиля стрелка прибора находится ниже рекомендуемого уровня температурного режима, имеются веские основания для тревоги. Непрогретая топливовоздушная смесь конденсируется и оседает на стенках цилиндров.

При попадании конденсата в масляный поддон происходит разжижение моторного масла. Технических свойства и характеристики смазочного материала резко ухудшаются. При длительной работе в низком тепловом режиме узлы и детали силового агрегата быстро изнашиваются и приходят в негодность.

…  Двигатель УД 2 — Технические характеристики

Если температура двигателя не поднимается до рабочей, во избежание преждевременного выхода из строя компонентов мотора, водителю необходимо отправить автомобиль на диагностику в ближайший сервисный центр.

Рабочая температура бензинового двигателя

Работа каждого двигателя внутреннего сгорания сопровождается выделением тепла. Рабочие элементы мотора функционируют в условиях высоких температурных режимов.

При опускании поршня в самую нижнюю точку затрачивается большое количество энергии, одновременно с этим выделяется тепло. Элементы силовых агрегатов изготовлены из металла. Как известно, при нагревании данный материал расширяется.

При изготовлении узлов и деталей двигателей предусмотрены специальные тепловые зазоры, рассчитанные на нагрев изделий до оптимальных значений. Для предотвращения заклиниваний в конструкцию мотора включена система охлаждения двигателя.

Какая рабочая температура бензинового двигателя является оптимальной? Рабочая температура бензиновых силовых агрегатов как карбюраторного, так и инжекторного, не должна превышать +90°С. Задача охлаждающей жидкости – сохранять постоянную температуру двигателя на должном уровне.

Интересно: Существует понятие «опасная температура двигателя». Для ДВС бензинового типа она составляет 130°С. После достижения предельных значений может произойти заклинивание элементов силового агрегата.

Важно: После включения мотора при дальнейшем движении транспортного средства оператор, постоянно держит под контролем значения рабочей температуры ДВС. Отклонения свидетельствуют о проблемах, появившихся в охлаждающей системе:

1. Повышение температуры в бензиновом двигателе приводит к закипанию и быстрому испарению ОЖ.
2. При уменьшении ее количества температура мотора стремительно возрастет.
3. Под воздействием высоких температур металл начнет деформироваться и расширяться в объеме.
4. Размеры деталей будут сильно изменены.
5. В результате, произойдет заклинивание мотора.

Чтобы восстановить работоспособность такого двигателя потребуется дорогостоящий капитальный ремонт автомобиля.

К чему приводит переохлаждение мотора

Такое явление, как переохлаждение также негативно сказывается на качестве работы силового агрегата. Чаще всего это случается зимой или при эксплуатации транспортного средства в сложных климатических условиях крайнего севера.

Рабочая температура двигателя зимой может быть резко снижена в процессе движения авто. При этом потоки охлажденного воздуха обдувают радиатор и весь силовой агрегат. В результате, охлаждающая жидкость резко понижает температуру мотора, даже, если он работает на полных нагрузках.

…  Виды тепловых двигателей

Понижение рабочей температуры мотора опасно по следующим причинам:

1. При переохлаждении системы питания в карбюраторе обмерзает отверстие жиклера, через которое поступает воздух, в результате свечи зажигания заливаются бензином. Чтобы продолжить движение, водителю придется ждать высыхания свечей.
2. При минусовых температурах окружающей среды в автомобилях, работающих на воде, охлаждающая жидкость (ОЖ) замерзает в трубках радиатора. Прекращение циркуляции ОЖ приводит к перегреву мотора. Опытные автовладельцы устанавливают специальные тканевые перегородки или защитные жалюзи на решетку радиатора.
3. Ухудшение качества или отсутствие отопления салона автомобиля в зимний период может привести к нарушениям управления транспортным средством.

Рабочая температура дизельного двигателя

Поддержание рабочей температуры дизеля является необходимым условием для оптимального функционирования механизмов и систем транспортного средства. Принцип действия дизельного мотора принципиально отличается от бензинового.

Здесь топливная смесь не готовится заранее. Первым в камеру попадает воздух. При сильном сжатии воздушная масса разогревается до +700°С. В момент топливного впрыска происходит взрыв с последующим равномерным сгоранием образовавшейся смеси.

В результате чего, поршень перемещается в нижнюю мертвую точку.

Температура дизеля зависит от следующих факторов:

• тип мотора;
• период задержки воспламенения топливовоздушной смеси;
• качество, равномерность сгорания топлива.

Считается, что оптимальная рабочая температура двигателя должна находиться в пределах 70 – 90°С. Допустимый максимум для дизельных силовых агрегатов, работающих под усиленными нагрузками, равен +97°С, не более.

Совет: Если дизельный двигатель исправен, перед началом движения рекомендуется прогреть охлаждающую жидкость до температуры не менее +40°С.

При сильных морозах за бортом автомобиля мотор может начинать прогреваться только при движении. На первых порах рекомендуется включить пониженную передачу.

В дальнейшем, нагрузка на движок должна повышаться постепенно, только после поднятия температуры хотя бы до 80°С.

Краткое описание принципа действия системы охлаждения

В данную систему входят следующие рабочие элементы:

1. Расширительная емкость.
2. Радиатор охлаждения.
3. Патрубки верхний и нижний.
4. Рубашки охлаждения блока цилиндров.
5. Соединительные шланги.
6. Насос ОЖ.
7. Термостат.
8. Радиатор отопителя салона.
9. Охлаждающая жидкость.

Схема работы системы охлаждения силового агрегата:

…  Двигатель 4S FE — Технические характеристики и тюнинг

Как видно из схемы, в охлаждающей системе происходят следующие процессы:

• Охлаждающая жидкость под воздействием насоса в принудительном порядке проходит по шлангам, трубкам и прочим магистралям.
• Она эффективно омывает каждый цилиндр ДВС.
• Цилиндры, в частности камеры сгорания, являются источниками основного тепла, выделяемого силовым агрегатом.
• Вокруг каждого цилиндра расположены специальные технологические полости под названием «рубашки охлаждения».
• Рубашки охлаждения сообщаются между собой посредством подготовленных каналов. Через данные полости охлаждающая жидкость циркулирует в постоянном режиме.
• Благодаря движению ОЖ, тепловая энергия отводится от двигателя внутреннего сгорания в радиатор через верхний патрубок.
• Проходя сквозь лабиринты тонких трубок радиатора, жидкость охлаждается при помощи естественного обдува или воздушных потоков, создаваемых вентилятором.
• Далее ОЖ продолжает круговое движение через нижний патрубок охлаждающего радиатора.

Методы восстановления нормальной температуры ДВС

При обнаружении завышения данного параметра, прежде всего, нужно остановить автомобиль, заглушить мотор и начать обследование:

1. Убедиться в достаточном объеме антифриза в системе охлаждения.
2. При необходимости восполнить необходимое количество.
3. Жидкость заливается непосредственно в радиатор охлаждения (при этом необходимо соблюдать осторожность, чтобы не обжечься горячим составом).
4. Осмотреть систему, чтобы исключить возможные протечки.
5. Продиагностировать радиатор на предмет герметичности.

Если восполнение объема антифриза не дало ожидаемого результата, температура двигателя продолжает подниматься, это означает, что мотор нуждается в компьютерной диагностике в условиях специализированного сервисного центра.

Среди наиболее частых отказов в системе охлаждения ДВС можно выделить следующие пункты:

• сбои в работе клапана термостата;
• поломки электрического вентилятора;
• чрезмерное засорение трубок радиатора;
• поломка клапана крышки расширительного бачка;
• протечки в корпусе насоса;
• нарушение герметичности системы.

Тепловой режим двигателя считается оптимальным при его значениях, находящихся в пределах от +80 до +90 °С. При таких условиях мотор работает стабильно. При этом обеспечена существенная экономия горючего материала, детали и узлы силового агрегата получают минимальный износ, независимо от нагрузок на двигатель и особенностей работы транспортного средства.

Важно: Чтобы рабочая температура ДВС находилась в заданных пределах, необходимо проводить регулярную диагностику системы охлаждения силового агрегата.

Справочник

« Назад

Во время работы электродвигателей происходит их нагрев. Температура нагрева может быть разной, т. е. одни двигатели нагреваются меньше, другие — больше.

Величина установившейся температуры двигателя за­висит от нагрузки на его валу. При большой нагрузке выделяется большое количество теплоты в единицу вре­мени, значит, выше установившаяся температура двига­теля.

 Допустимый нагрев электрических двигателей зависит от класса изоляции обмоток.

На табличке электродвигателя со всеми данными указан и параметр, называемый  класс изоляции. 

Нагревостойкость — одно из самых важных качеств электроизоляционных материалов, так как она определяет допустимую нагрузку электрических машин и аппаратов.

Способность электроизоляционных материалов выдержать без вреда для них воздействие повышенной температуры, а также резкие смены температуры называется нагревостойкостью. Необходимо знать, что с повышением температуры обмоток электродвигателей сверх допустимых значений, резко сокращается срок службы изоляции.

По этому, нагревостойкость изоляции является основным требованием, определяющим надежность работы и срок службы электрической машины, который нормально должен составлять 15—20 лет.  

Электрические машины с изоляцией класса А практически не изготовляются, а класса Е — находят ограниченное применение в машинах малой мощности. Применяют в основном изоляцию классов В и F, а в специальных машинах, работающих в тяжелых условиях (металлургия, горное оборудование, транспорт),— класса Н. В результате использования более нагревостойких материалов, улучшения свойств электротехнических сталей и улучшения конструкций за последние 60—70 лет удалось уменьшить массу электрических машин в 2,5—3 раза.

• При неизменной нагрузке на валу в двигателе выде­ляется определенное количество теплоты в единицу вре­мени. 
• Предельные допустимые превышения температуры активных частей электродвигателей
•   t0  (при температуре окружающей среды 40ºС):

1. Класс E: допустимая температура нагрева до 120°C.
2. Класс B: допустимая температура нагрева до 130°C.
3. Класс F: допустимая температура нагрева до 155°C.
4. Класс H: допустимая температура нагрева до 180°C.

Подробнее о классах нагревостойкости изоляции см Статью Класс нагревостойкости изоляции

В таблице приведены в качестве примера предельно допускаемые превышения температуры  для отдельных частей электрических машин общего применения (О) и тяговых (Т) при продолжительном режиме работы при измерении температуры обмоток по методу сопротивления (т. е. по измерению сопротивления соответствующей обмотки в результате нагрева), а температуры коллектора и контактных колец с помощью термометров. Эти данные соответствуют температуре окружающей среды +40 °С для машин О и +25 °С для машин Т.

Части машин	Предельно допустимые превышения температуры, 0С, при классе изоляции
A	E	B	F	H	A	E	B	F	H
общего О	тяговых Т
Обмотка якоря машин постоянного тока и обмотки синхронных машин переменного тока	60	75	80	100	125	85	105	120	140	160
Многослойные обмотки возбуждения машин постоянного и переменного тока, компенсационные обмотки	60	75	80	100	125	85	115	130	155	180
Однорядные обмотки возбуждения с неизолированными поверхностями	65	80	90	110	135	85	115	130	155	180
Коллекторы и контактные кольца	60	70	80	90	100	95	95	95	95	105

Температурой окружающего воздуха, при которой общепромышленный электродвигатель может работать с номинальной мощностью, считается 40ºС.

Если температура окружающей среды больше или меньше +40 для общепромышленного исполнения электродвигателя, то стандарт разрешает определенные изменения допустимых превышений температур. 

При повышении температуры окружающего воздуха более 40ºС, нагрузка на электродвигатель должна быть снижена настолько, чтобы температура отдельных его частей не превышала допустимых значений.  При работе машины в горных местностях, где из-за понижения атмосферного давления ухудшается теплоотдача, стандарт предусматривает некоторое уменьшение допустимых превышений температуры.

Независимо от снижения температуры окружающего воздуха,увеличивать токовые нагрузки более чем на 10% номинального не допускается.

 У асинхронных двигателей на это может влиять изменение напряжения питающей сети, вместе с уменьшением напряжения питающей сети, в квадрате уменьшается мощность на валу двигателя и кроме того, уменьшение напряжения ниже 95% от номинального приводит к значительному росту тока двигателя и нагреву обмоток. Рост напряжения выше 110% от номинального также ведет к росту тока в обмотках двигателя, увеличивается нагрев статора за счет вихревых токов. 

При повышении температуры многие из материалов начинают обугливаться и становятся проводниками. Все материалы от длительного воздействия повышенных температур задолго до обугливания приобретают хрупкость, легко разрушаются и теряют свои изолирующие свойства. Этот процесс называется тепловым старением.

 Опыт показывает, что повышение температуры изоляции на 10 °С сокращает срок ее службы примерно в два раза. Так, для изоляции класса А повышение температуры с 95 до 105 °С сокращает срок ее службы с 15 до 8 лет, а нагрев до 120 °С — до двух лет.

В основе этого явления лежит общий закон зависимости скорости химических реакций от температуры, описываемый уравнением Ван-Гоффа-Аре-ниуса.

То есть технологические перегрузки рабочих машин или колебания напряжения в питающей сети ведут за собой увеличение тока в обмотках машин и превышение температуры обмоток выше допустимых для данного класса, в результате срок службы машин быстро уменьшается.  

Приведенные предельные температуры нагрева для отдельных классов изоляции не могут быть полностью использованы в практике, так как в условиях эксплуатации электрических машин и аппаратов не представляется возможным установить точный контроль за температурой изоляции наиболее нагретых деталей.

Поэтому существующие стандарты на электрические машины устанавливают более низкие пределы допускаемых температур отдельных деталей машин в зависимости от конструкции этих деталей и расположения их в машине. Нормируют не сами температуры, а максимально допустимые превышения температур ?max, так как от нагрузки машины зависит только превышение температуры.

В производственных условиях измерение температуры узлов электрических машин и электроаппаратуры выполняется непосредственно термометром или косвенно на основе измерения их сопротивления.

 Контроль температуры нагрева электродвигателей мощностью выше 100 кВт проводят с помощью встроенных дистанционных термометров.

Для измерения температуры электродвигателей меньшей мощности, а также для измерения температуры в точках электродвигателей, где установка дистанционных термометров невозможна, пользуются переносными спиртовыми или ртутными термометрами.

При измерениях ртутными термометрами следует иметь в виду, что в области переменных магнитных полей возникает положительная погрешность, т. е. термометр покажет завышенное значение температуры.

Для более точного измерения температуры нижнюю часть термометра обвертывают тонкой алюминиевой фольгой, обминая ее так, чтобы прилегание к месту измерения было плотным. Сверху оболочку из фольги накрывают для теплоизоляции ватой. В труднодоступных местах измерения проводят сразу после остановки электродвигателя.

Методом сопротивления измеряют среднюю температуру. Он основан на изменении сопротивления проводника с изменением его температуры. Замеряя сопротивление проводника в холодном и горячем состоянии, рассчитывают температуру проводника.

Повышение температуры двигателя происходит неравномерно. Вначале она возрастает быстро: почти вся теплота идет на повышение температуры, и лишь малое количество ее уходит в окружающую среду.

Пе­репад температур (разница между температурой дви­гателя и температурой окружающего воздуха) пока еще невелик. Однако по мере увеличения температуры дви­гателя перепад возрастает и теплоотдача в окружающую среду увеличивается.

Рост температуры двигателя за­медляется.

Температура двигателя прекращает возрас­тать, когда вся вновь выделяемая теплота будет пол­ностью рассеиваться в окружающую среду. Такая темпе­ратура двигателя называется установившейся.

 Величина установившейся температуры двигателя за­висит от нагрузки на его валу.

При большой нагрузке выделяется большое количество теплоты в единицу вре­мени, значит, выше установившаяся температура двига­теля.

После отключения двигатель охлаждается. Темпера­тура его вначале понижается быстро, так как перепад ее большой, а затем по мере уменьшения перепада — медленно.

Величина допустимой установившейся температуры двигателя обусловливается свойствами изоляции обмо­ток. Подробнее Статья  Класс нагревостойкости изоляции смотреть

В отдельных точках частей машины температура может быть выше средней.

Так, например, в открытых машинах с воздушным охлаждением, у которых хорошо охлаждаются лобовые части обмоток, пазовые части нагреваются больше, чем лобовые.

Превышения температуры в отдельных наиболее нагретых точках должны быть не более: 65 ° — для изоляции класса А, 90 °С — для изоляции класса В, ПО и 135 °С — соответственно для изоляции классов F и Н.

Чувствительными к нагреву являются и некоторые механические узлы и детали электродвигателей. Для них в паспортах электродвигателей задаются допустимые превышения температур над температурой окружающей среды 35 °С.

Допустимые превышения температуры для подшипников качения составляют 60°С, для подшипников скольжения — 45°С, для стальных деталей коллекторов и контактных колец — 70°С.

Температуру подшипников скольжения можно измерить, погружая термометр непосредственно в масло подшипника.

При достаточном навыке ориентировочное представление о степени нагрева можно получить, притрагиваясь ладонью к нагретому элементу конструкции (ладонь без болевых ощущений обычно выдерживает температуру около 60°С), но важно помнить прежде всего безопасность.

Предельные допустимые превышения температуры частей электрических машин при температуре газообразной охлаждающей среды 40 °С и высоте над уровнем моря не более 1000 м должны быть не более значений, указанных в таблице.

При температурах больше 40 С и высоте более 1000 м эти значения должны быть уменьшены в соответствии с ГОСТ (Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования).

Непосредственные измерения температуры при помощи термометров или термощупов дают надежные результаты, но не позволяют определять температуру внутренних наиболее нагретых частей обмотки.

На основе измерения омического сопротивления обмотки можно определить только некоторое среднее значение ее температуры. Поэтому нормы предельно допустимой температуры обмоток указываются с учетом метода ее измерения.

2. Перейти в раздел  Электродвигатели
4. Перейти в раздел Электрические двигатели 220В
5.  

Купить электродвигатель можно  

через   зайдя на страницу электродвигателя нажав на него используя стандартные формы на странице  используя кнопку Добавить в корзину и оформить заказ из корзины использую кнопку Купить в один клик

а так же отправить заявку через специальную форму Заказать отправить письмо по электронной почте

 Обращайтесь

У Вас есть вопрос  , не нашли нужное оборудование, что-то ещё 

воспользуйтесь специальной формой  Напишите нам  или по электронной почте  mail@arosna. com

Работаем с юридическими и физическими лицами Для получения оформленного коммерческого предложения по форме для организаций или оформления счета на юридической лицо, воспользуйтесь любым из вариантов

• укажите реквизиты в комментарии при оформлении через корзину
• укажите реквизиты в тексте при использовании форм заказа или покупки в один клик
• направьте запрос по электронной почте
• воспользуйтесть формой для юридичесикх лиц и ИП

Оформление бухгалтерских  документов по НК РФ с НДС Счет-фактура установленого образца Товарная накладная по форме ТОРГ-12

1. Интернет-магазинО компании

Правильная рабочая температура двигателя: бензинового и дизельного

Для автомобиля рабочая температура двигателя, в зависимости от типа двигателя: бензинового или дизельного она может отличаться. Зная правильные показатели, можно сделать вывод исправно ли работает двигатель, понять не слишком низкая температура или высокая.

В бензиновых вариантах в камере сгорания рабочая температура двигателя может подниматься до 2000 градусов, это считается нормальным: только так топливная смесь будет сгорать оптимально, давая наибольшую мощность.

Однако для нормализации температуры каждый автомобиль оснащен системой охлаждения, она нужна для поддержания 90 градусов, иначе все жидкости начнут закипать. Некоторые модели нормально работают при показателях 110 градусов.

Обычно это старотипные конструкции, оснащенные только воздушным охлаждением.

Если режим температуры оптимален, цилиндры будут работать лучше, мотор прослужит дольше, при этом будет стабильно запускаться. При нагреве многие элементы могут расширяться, поэтому конструктивно для них предусмотрены специальные тепловые зазоры.

При перегреве детали перекрывают допустимые зазоры, трение становится более сильным, некоторые элементы могут перестать двигаться, и тогда мотор заклинит. Менее опасными явлениями являются мелкие поломки, образование зазоров в цилиндрах, из-за чего их мощность падает, наполнение цилиндров происходит плохо.

Топливо может начать детонировать в неподходящий момент самостоятельно, что приводит к разрушению конструкции.

Причины повышения показателя температуры

Существует несколько причин, из-за которых температура двигателя повышается:

• Наиболее распространенной причиной повышения температуры мотора является неисправность клапана термостата. Его может заклинить в закрытом состоянии.
• Сломан электрический вентилятор, предназначенный для искусственного охлаждения системы. Выйти из строя может сам моторчик, гидромуфта, нередко перегорает предохранитель. Стоит проверить проводку, возможно, где-то произошел обрыв, если все остальное исправно. Отказать может и датчик температуры, в этом случае его требуется заменить.
• Стоит проверить радиатор: он периодически забивается разнообразным мусором.
• В крышке расширительного бачка имеются клапана, они могут неправильно работать или забиться.
• Пробой прокладки блока цилиндра или трещина на его корпусе
• Кроме этого, помпа может начать протекать и вызывать повышение термальных условий.
• Дополнительные механизмы могут иметь собственные ремни, при ослаблении натяжки которых возникают разнообразные проблемы.
• Система охлаждения в исправном состоянии должна быть герметично, но при ее разгерметизации температура мотора может резко повышаться.

Многих интересует, какая рабочая температура двигателя должна быть минимально. В некоторых случаях мотор не перегревается, а, наоборот, не греется до рабочей температуры, это не так опасно, однако в этом случае не стоит ожидать от силового агрегата эффективной работы. Дело в том, что топливо не будет сгорать до конца, тяга станет слабой.

Конденсат от топливной смеси попадет сначала на стенки цилиндров, затем в картер. Последнее приводит к разжижению масла и ухудшению его свойств. Из-за этого смазываться и очищаться детали изнутри будут хуже, что приведет к их повышенному износу.

Больше всего страдает от этого ЦПГ, распредвал и вкладыши коленвала, могут выйти из строя и балансировочные валы.

…  Как правильно проверить уровень масла в АКПП

Если игнорировать прогрев, в зимний период на внутренних поверхностях ЦПГ будет образовываться увеличенное количество конденсата, который будет попадать в масло.

К тому же присадки, содержащиеся в смазочном материале, вступают в реакцию только при определенных температурах, поэтому при придвижении на небольшие расстояния на непрогретом автомобиле вы создаете для мотора повышенную нагрузку, так как автомасло почти не выполняет своих функций и не может эффективно смазывать детали.

Более густая смазка с трудом попадает в отдаленные места конструкции, для работы деталей мотора требуется прикладывать больше усилий, что приводит не только к повышенному износу частей, но и к повышению расхода топлива. Мощность тоже упадет, так как цилиндры не смогут нормально функционировать. Причины того, что двигатель не нагревается до рабочей температуры, могут быть следующими:

• Клапан термостата заклинило, и он остался в открытом положении.
• Частое совершение поездок на непрогретом моторе в холодное время.
• Неисправен датчик температуры или термостат.

Учитывая все факторы, можно сделать вывод, что оптимальная температура двигателя играет огромную роль, так как только в этом случае агрегат может функционировать оптимально, без вреда для каких-либо узлов и потери мощности.

Отличия по типу двигателя

Существуют разные модели, температурный режим которых будет отличаться. Например, встречаются обычные моторы и форсированные, второй тип более сильно греется. Процессы горения в них происходят иначе, поэтому клапан термостата срабатывает в разное время. Кроме этого, у разных моделей устанавливаются различные системы охлаждения, работающие с конкретной скоростью и интенсивностью.

От того, как настроен и когда срабатывает датчик температуры, зависит момент включения вентилятора с электроприводом.

Обратите внимание на то, что модели авто с инжектором и карбюратором имеют разные настройки, и термостат даже для одной и той же машины, но с разной системой питания требуется свой.

Этот прибор напрямую влияет на нагрев двигателя, поэтому выбору в случае замены требуется уделить особенное внимание.

…  5 лучших присадок для уменьшения расхода масла

Система охлаждения может быть открытой или закрытой в зависимости от конструкции силового агрегата. Открытый тип охлаждения сообщается с атмосферным воздухом, это означает, что он может и покидать ее, но уже в парообразном состоянии.

Многие типы охлаждающей жидкости закипают при температуре 100 градусов. Если система закрытая, она оснащается специальными клапанами, которые связывают конструкцию с атмосферным воздухом. Они находятся в радиаторе и могут быть в крышке расширительного бачка.

Если в системе резко повышается давление, она имеет возможность выпустить пар через эти клапана.

При закрытой системе антифриз может закипать не при 100 градусах, а при более высокой температуре – 110-120 градусов.

Однако опасность такой системы заключается в том, что при ее разгерметизации мотор резко закипает. Это может произойти, например, при отказе клапанов.

Все жидкости устремляются наружу, при этом давление в системе образуется высокое, что может вызвать ее серьезные повреждения.

Для современных моторов, которые в угоду экологии имеют несколько другую конструкцию, при которой тепловой режим двигателя становится больше, требуется применять специальные масла на синтетической основе.

Они не только сами не закипают при всяких температурах и не оставляют нагар, но и способствуют лучшему охлаждению системы.

При их использовании поддерживается стабильная рабочая температура бензинового двигателя.

Чтобы тепловой режим мотора для полного сгорания топлива выдерживался в требуемом качестве, нужны и другие масла, так как нередко использующаяся продукция просто не может обеспечивать полноценную защиту при высоких температурах.

Это отрицательно сказывается на ресурсе силовых установок, не рассчитанных работать в подобных температурных режимах. Оптимальный тепловой режим в пределах 85-90 градусов обеспечивает экономию топлива и минимальный износ деталей в различных условиях и режимах работы.

Для поддержания системы охлаждения всегда в рабочем состоянии рекомендуется периодически проходить диагностику для беспроблемной эксплуатации вашего автомобиля.

Рабочая температура дизельного двигателя

Дизельные агрегаты имеют другую конструкцию, поэтому температура в камере сгорания при их работе в несколько раз ниже. Температура работы зависит от того, какого типа сам двигатель.

При работе температура сначала значительно повышается, потом снижается, так как горючая смесь начинает воспламеняться быстрее. Она сгорает раньше, процесс становится более плавным и полноценным, почти не остается невоспламенившейся жидкости.

За счет этого рабочая температура становится стабильной, больше делается КПД двигателя, сами выхлопы становятся менее токсичными.

Специалисты считают, что для дизельных конструкций нормальной температурой можно считать 70-90 градусов в зависимости от модели самого мотора.

Под нагрузкой температура работы мотора может подниматься до 97 градусов, но дальнейшее ее повышение может вызвать серьезный вред для системы.

Существует и обратная перегреву проблема, когда агрегат не прогревается до нужной температуры. Как и у бензинового варианта, у него начинают возникать разнообразные проблемы.

Например, при прогреве, когда система работает на холостом ходу, нужно дать ей нагреться хотя бы до 40-50°С, прежде чем начать движение. Это позволит ей работать оптимально, снизить износ деталей. Кроме этого, требуется следить за оборотами: они должны достичь 2 000 или 2500 оборотов в минуту.

После этого нужно подождать, пока система прогреется до 80°С, это будет значить, что силовой агрегат можно использовать в полную силу. Особенно эта рекомендация актуальна для холодного времени года, так как многие дизели испытывают зимой проблему с запуском, применяют специальный электроподогрев.

Если мотор не достигает рабочей температуры, его КПД сильно снижается. Это отражается на тяге автомобиля в целом, он начинает хуже разгоняться, медленно едет, расход топлива при этом значительно повышается. Это может происходить по следующим причинам:

• Термостат вышел из строя;
• Резко ухудшилась компрессия;

Если использовать такой автомобиль под нагрузкой, например, при езде по бездорожью или перевозке грузов, смесь будет сгорать не полностью, начнет появляться нагар на стенках камеры сгорания, топливные форсунки засорятся, сажевый фильтр быстро выйдет из строя, износ системы увеличится.

Например, при засорении форсунок солярка не будет сгорать полностью, ее расход увеличится чисто из-за того, что часть топлива будет выливаться через выхлопную трубу, так и не сгорев.

Опасно данное явление тем, что догорает топливо, уже находясь на поверхности поршней, что вызывает их прогорание, засорение камер сгорания.

Пострадать от этого может и впускной клапан, уменьшится компрессия, кроме этого, запустить такой двигатель на холодную будет проблематично.

В заключении

Важно обращать внимание на то, какая должна быть рабочая температура двигателя. Как перегрев, так и понижение показателей могут существенно навредить системе, поэтому важно вовремя обращать на это внимание и принимать меры по восстановлению, пока поломка не превратилась в серьезную проблему, исправление которой обойдется в круглую сумму.

Рабочая температура электродвигателя

Рабочая температура электродвигателя (в дальнейшем ЭД) определяется в первую очередь классом нагревостойкости изоляции обмоток. И её контроль очень важен. При перегреве электродвигатель может быть повреждён.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Обмотки – наименее устойчивая к нагреву часть конструкции электродвигателя. Поэтому предел рабочей температуры всего устройства определяется именно температурой, при которой они перегорают.

Выделяют следующие классы нагревостойкости изоляции обмоток:

• У (максимальная температура – 90 градусов Цельсия). Обмотки выполняются из бумаги или натуральных тканей без дополнительной изоляционной пропитки;
• А (максимальная температура – 105 градусов Цельсия). Обмотки бумажные или из натуральных тканей с дополнительной изоляционной пропиткой;
• Е (максимальная температура – 120 градусов Цельсия). Обмотки из органической плёнки синтетического происхождения;
• B (максимальная температура – 130 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов;
• F (максимальная температура – 155 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с синтетической связующей пропиткой;
• H (максимальная температура – 180 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с кремнийорганической связующей пропиткой;
• С (максимальная температура от 180 градусов Цельсия). Обмотки из термоустойчивых материалов с неорганической связующей пропиткой или без неё.

Если рабочая температура асинхронного двигателя слишком мала, то перевести его на более высокий класс нагревостойкости можно лишь при капитальном ремонте с заменой обмоток.

Рабочая температура подшипников электродвигателей

Кроме обмоток, к температурным условиям работы также очень чувствительны и подшипники электродвигателя. Установленные нормы нагрева следующие:

• Подшипники качения – 95-100 градусов Цельсия;
• Подшипники скольжения – 80-85 градусов Цельсия;
• Стальные детали коллектора и контактных колец – 105-110 градусов Цельсия.  

При достижении критических значений температуры подшипника необходимо либо уменьшить нагрузку на используемый ЭД, либо организовать систему охлаждения.

Температурный режим эксплуатации электродвигателей

Нормальные значения температуры внешней среды, при которых электродвигатель работает с номинальной мощностью, определяются климатическим исполнением ЭД.

Так, машины с исполнением У1 и ХЛ1 предназначены для эксплуатации при температуре внешней среды до +40 градусов Цельсия, У3 и Т2 – до +45 градусов Цельсия, Т1 – до +50 градусов Цельсия.

Если температура внешней среды превышает данный параметр и организовать охлаждение не получится, то необходимо снизить нагрузку на используемый электродвигатель.

Для контроля за температурным режимом следует отслеживать напряжение в питающей сети. При его снижении до 95% от номинального и ниже на ЭД подаётся повышенный ток, что приводит к перегреву устройства. Аналогичное явление наблюдается и при повышении напряжения до 110% и выше от номинального, поскольку вихревые потоки приводят к нагреву статора.

Согласно статистике, срок службы изоляции при повышении температуры на 8 градусов выше допустимой нормы вдвое снижает её эксплуатационный период. Поэтому, для сохранения работоспособности машины, стоит выяснить допустимую рабочую температуру, не допускать перегрева и превышения (либо снижения) токовых нагрузок.

Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту [email protected] с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.  

Двигатели для заводах высокую температуре

Почему современные двигатели имеют сложные системы охлаждения? Потому что работают на грани перегрева! Зачем это надо, чем чревато и почему почти неизбежно, будем сейчас разбираться.

Температурное непостоянство

Система охлаждения не просто не допускает перегрева двигателя — ее функция заключается в быстром достижении и поддержании заданной рабочей температуры, что может быть непросто, учитывая внешние факторы, разные режимы работы мотора и, собственно говоря, разные условия движения.

Сначала двигатель «холодный» — его надо как можно быстрее вывести в устойчивый температурный режим.

А далее этот режим поддерживать, притом что мотор по ряду причин то охлаждается, то греется в зависимости от внешних условий, скорости движения автомобиля и того, как активно водитель жмет на «газ».

Чтобы было нагляднее, представьте, что у вас на плите стоит кастрюля, воду в которой следует держать в диапазоне 85-95°C.

Кажется, что это просто — до тех пор, пока кто-то не начнет то и дело то убавлять, то прибавлять газ на конфорке. И вот ваша вода то пытается вскипеть, то норовит остыть.

А у вас из всех инструментов регуляции — только подача холодной воды через трубку. И это означает как минимум несколько вещей:

• ваши действия «догоняющие», вы начинаете реагировать после того, как меняется температура;
• эффект от ваших действий имеет определенную инерцию, что влияет на оперативность и точность;
• все это приводит к тому, что выдерживать точную температуру невозможно, остается лишь вписываться в определенный диапазон значений, особенно в переходных режимах;
• ваши возможности ограничены и в определенной ситуации могут оказаться недостаточными.

Указатели врут

Вы скажете, что раз температура так пляшет, то и стрелка указателя на панели приборов должна двигаться туда-сюда по шкале то в сторону перегрева, то в сторону недогрева. На некоторых старых моделях так и было! Стрелка указателя оперативно показывала изменения температуры. Но к чему нервировать водителя этими постоянными движениями, особенно в сторону красного сектора?

Поэтому на современных моделях стрелка неподвижно стоит в одном положении, показывая «норму» и при 85°C, и при 105°C.

И в этом плане толку от нее не больше, чем от модного нынче индикатора (синий сигнал означает, что двигатель еще холодный, желтый или красный говорит о риске перегрева).

Для не очень опытного водителя такой индикатор, пожалуй, даже лучше — больше шансов, что обратит внимание на проблему при загорании контрольной лампы.

Кстати, «температура двигателя» — понятие довольно условное. Ведь в разных зонах (ГБЦ, блок, поддон и т. д.), не говоря уже про водяной насос или термостат, термометр будет показывать разные значения.

Система высокой точности

В «аналоговую» эпоху, где все электрическое управление работой системы охлаждения сводилось максимум к контролю температуры и включению электровентилятора, а все остальное работало за счет механических систем, обеспечивать работу двигателя в узком температурном режиме было достаточно сложно. Но современные технологии позволили значительно улучшить эффективность и точность работы всей системы как раз за счет того, что появилась возможность прямого управления узлами и исполнительными механизмами.

Для оптимизации температурного режима нынче используется раздельная система охлаждения с двумя термостатами, причем они могут быть электронноуправляемыми. Водяной насос также может иметь электропривод, а значит, можно регулировать его производительность в зависимости от текущего режима.

Подачу воздуха в моторный отсек и к радиаторам охлаждения также можно регулировать за счет управляемых заслонок-жалюзи. Все это — ради большей эффективности и точности системы, чтобы двигатель как можно дольше оставался в заданном температурном диапазоне.

А тот, в свою очередь, имел бы как можно более узкий диапазон значений.

«Запланированный» перегрев с риском форс-мажора

Если старые двигатели работают при температуре до 100°C, то современные, как правило, имеют рабочую температуру свыше 100°C. Взять те же моторы BMW, рабочая температура которых 110-120°C.

Сделано это для достижения максимальной отдачи и обеспечения лучшей топливной экономичности. Ничего не попишешь: максимально эффективен ДВС как раз при работе на пределе, когда до детонации или перегрева его отделяет тонкая грань.

Собственно по этой причине и требуется высокая производительность и точность системы охлаждения, чтобы до перегревов дело не доводить.

Это непросто, особенно с учетом того, что современные двигатели форсированы и термонагружены. Добавляют проблем и компоновочные решения. Взять, к примеру, 4,4-литровый V8 S63 компании BMW. Турбины находятся в развале блока, из-за чего электрика и многие детали систем наддува, смазки и охлаждения страдают от высоких температур, что сказывается на сроке их службы.

С возрастом факторов риска становится только больше.

«Бутерброды» из радиаторов забиваются пухом и дорожным мусором, утечки охлаждающей жидкости или ее выкипание могут привести к ее недостаточному уровню в системе, также с возрастом возрастает вероятность отказа датчиков, термостатов и т.д. В итоге снижение эффективности работы системы охлаждения при минимальном запасе по температуре грозит обернуться перегревом.

Неочевидные последствия

Пробитая прокладка, головка винтом, а при наихудшем сценарии еще и заклинивший от температурного расширения деталей мотор — все это крайние случаи серьезного перегрева. И до этого еще надо дело довести.

Но мы уже сказали: современные двигатели и так работают «на грани», при температурах, которые еще 20 лет назад считались слишком высокими, чтобы быть нормой.

Да, наука и промышленность не стоят на месте, разрабатывают и внедряют термостойкие материалы, но всех проблем это не решает.

Как показывает практика, высокая рабочая температура и локальные перегревы, о которых владелец даже не подозревает (стрелка-то показывает 90°С!), негативно сказываются на состоянии пластиковых и резиновых деталей, которых предостаточно в каждом моторе, причем в ответственных системах (того же охлаждения, а также смазки). Такие детали быстрее стареют, рассыхаются, теряют герметичность и провоцируют новые проблемы.

Более жесткие условия работы накладывают свои требования на характеристики и качество применяемого моторного масла, тем более что в современных моторах применяются масла пониженной вязкости.

Поэтому для снижения риска повреждений деталей из-за разрыва масляной пленки или масляного голодания крайне важен правильный подбор масла по параметрам и классу качества.

И, разумеется, чем меньше межсервисный интервал, тем лучше.

Собственно своевременное обслуживание, включающее в том числе проверку функциональности системы охлаждения (как визуальную, так и инструментальную, компьютерную) и регламентную замену антифриза, — главное условие снижения риска перегрева двигателя.

Также неплохо бы помнить, что неоптимальным режимом является не только агрессивная езда, но и движение на малой скорости или же работа двигателя на холостых оборотах (когда автомобиль «толкается» в заторах). В эти моменты на стрелку указателя или индикатор температуры стоит посматривать чаще.

Какими бы «задемпфированными» они не были.

Температурное самоубийство: зачем современные моторы обречены на перегрев

У каждого мотора есть рабочая температура, и только при её достижении он работает правильно. После «прогрева» начинает максимально эффективно работать система управления впрыском, система смазки, система ГРМ и остальные подсистемы мотора.

Какой должна быть рабочая температура? Обычно она находится в узком диапазоне от 75 до 105 градусов почти для всех конструкций моторов. Правда, в последние годы для достижения маркетинговых показателей экономичности и экологичности моторы всё чаще заставляют работать при повышенных температурах от 115 до 130 градусов.

Это хорошо только для маркетологов, которые год от года отчитываются о том, что машины стали ещё немного быстрее и «чище». На ресурсе моторов повышение рабочей температуры сказывается исключительно негативно, ибо 120 или 130 градусов — это слишком много как для резиновых и пластиковых элементов навесного оборудования, так и для состояния поршневой группы.

Эрудированный читатель заметит, что 120-130 градусов — это температура холостых оборотов, а на ходу она обычно снижается до приемлемых 85-90. Что, безусловно, облегчает жизнь двигателю, но до поры до времени.

Конкретнее в проблеме разберёмся чуть ниже, а пока изучим, как охлаждаются современные моторы (спойлер: совсем не так, как ваш первый заднеприводный или переднеприводный ВАЗ).

Они устроены значительно сложнее, чем те, с которыми знакомят на уроках в автошколе.

Так, у всех ныне продающихся новых машин используется система охлаждения с несколькими скоростями вращения вентиляторов обдува радиатора или даже несколько вентиляторов с несколькими режимами работы.

И управляется система не простыми термовыключателями, а через электронный блок управления, в зависимости от скорости, нагрузки, режима работы климатической установки и многих других факторов.

Почти на всех машинах используется регулируемый термостат, имеющий два диапазона работы за счет нагревательного элемента. На некоторых машинах термостата вообще нет — он заменен на модуль золотниковых клапанов с электронным управлением. На многих премиальных машинах стоит «воздушный термостат» — жалюзи с электроприводом, улучшающие аэродинамику машины на высоких скоростях.

Что касается водяных насосов, то простая помпа с приводом от коленчатого вала пока лидирует по распространенности, но есть конструкции с регулируемым приводом или даже с электроприводом помпы.

Столь важную, и к тому же сложную систему необходимо контролировать. У большинства автомобилей есть контрольная лампа температуры, срабатывающая при перегреве, и

указатель температуры двигателя. Почти все автовладельцы считают достаточным условием отсутствия перегрева нахождение стрелки указателя в допустимой зоне, обычно «зеленой» или «желтой», и отсутствие сигнала аварийной системы о перегреве или нехватке антифриза.

Но система контроля тоже управляется электроникой, и старается «не напрягать» автовладельца «лишней» информацией о работе машины. Так, почти всегда стрелочный индикатор и даже цифровые указатели температуры не отражают истинных показателей.

Стрелка будет показывать те же «примерно 90» и при температуре 85, и при температуре 125.

В процессе работы машины стрелка может мертво стоять на месте, хотя мотор при работе в пробках будет прогреваться значительно сильнее, чем при движении по трассе.

И лишь при настоящем перегреве, обычно при повышении температур до 130-150 градусов стрелка сдвинется с места, перед самым срабатыванием аварийного индикатора.

Единственным надежным способом контроля остается проверка рабочей температуры с помощью сканеров, через OBD-II интерфейс или иной способ доступа к служебной информации блока управления двигателем.

Что такое «штатный перегрев»

Как вы уже поняли, «штатная» работа системы охлаждения сейчас — понятие весьма условное. Даже при отсутствии мигающих красных индикаторов на приборной панели температура может быть уже далека от оптимальной. Например, бензиновые моторы BMW настроены на работу при температурах 115-125 градусов, а реальная рабочая температура может быть еще выше, причём без всяких ошибок.

Да и у куда более простых Opel и VW моторы вполне штатно прогреваются до 115-120 градусов. От таких температур уже недалеко до «настоящего» перегрева, ведь системы охлаждения постоянно находятся под давлением и работают на пределе. Малейшее изменение параметров или утеря герметичности сразу приведут к более серьезной поломке.

У современных машин случается такая неисправность, как «нормальный перегрев». Это когда система управления не может снизить температуру двигателя до оптимальной для данного режима движения, несмотря на задействование всех возможностей, но при этом температура все же меньше «аварийной», когда сработает аварийный датчик и система охлаждения не выдержит давления.

В некоторых случаях происходит локальное повышение температуры части мотора выше конструктивного максимума. Несмотря на кажущуюся «несерьезность» подобной неисправности, она, тем не менее, быстро разрушает двигатель, а водитель машины может даже не догадываться о причине всех неприятностей.

Большая часть автомобилей с регулируемой системой охлаждения возрастом более трех лет в той или иной степени подвержена подобному дефекту. При этом заметить отклонения в работе двигателя непрофессионалу сложно.

Ведь индикатор температуры твердо указывает «норму», а то, что машина едет чуть хуже, что кондиционер хуже холодит, что расход топлива растет и понемногу расходуется масло, большая часть водителей не заметит.

Кстати, визит в сервис тут, скорее всего, не поможет, ведь в логах ошибок, скорее всего, будет пусто. А вот расхождение между желаемой и реальной рабочей температурой тем временем составляет до 30-40 градусов. Подобного рода проблемы просто заложены в конструкции современных европейских авто.

Ради уже упомянутых выше показателей экологичности и экономичности на холостом ходу они «обязаны» разогреваться до 120-130 градусов. Это слишком много для работы под нагрузкой, а вот для стояния на месте в пробке — вполне допустимо. Но вот вы трогаетесь с места, да ещё желаете «прохватить».

Моментально скинуть температуру до оптимальных «ходовых» 85-90 градусов невозможно, так что мотор какое-то время будет крутиться при весьма опасных температурах.

Как следствие — детонация, повреждения поршней и выкрашивание покрытий гильз цилиндров на «цельноалюминиевых» моторах. А еще пониженное давление масла, а значит задиры и прихваты. Да и температура поршня и поршневых колец под нагрузкой резко растет, а масло коксуется.

А с возрастом проблема разрастается, ведь из-за грязных радиаторов, проскальзывания ремней помпы, ухудшения теплопередачи от стенок ГБЦ, старения вентиляторов системы охлаждения и просадок напряжения рабочая температура двигателя постепенно перестает снижаться с «холостых» 130 до «ходовых» 90 даже при длительной работе под нагрузкой.

Таким образом «максимальная рабочая» температура становится просто «рабочей», и аварийный режим работы становится штатным для двигателя, со всеми вытекающими из этого последствиями.

Особенно плохо приходится машинам, которые много времени проводят в пробках. Их система охлаждения большую часть времени работает в самом высокотемпературном режиме, и моторы такого обычно долго не выдерживают. Через несколько лет машина превращается в инвалида.

С двигателем, уверенно расходующим литры масла, с неработающими катализаторами и половиной мощности от штатной.

Да и коробкам-«автоматам» достается не меньше, ведь они обычно охлаждаются через теплообменник, а значит, температура масла в них еще выше, чем температура в системе охлаждения двигателя.

Нештатный перегрев и гибель мотора

«Классический» перегрев с клубами пара из-под капота, клинящим двигателем и другими фатальными последствиями хоть и является зачастую кульминацией такого вот «нормального перегрева», но встречается намного реже.

Если вовремя остановить двигатель, то, скорее всего, серьезных проблем получится избежать.

В противном случае можно уже начинать выбирать между «контрактным» двигателем, ремонтом остатков старого или покупкой нового.

Ведь коробление ГБЦ, нарушение геометрии блока цилиндров и нарушение резьбы болтов ГБЦ, задиры вкладышей и поршней — это лишь малая часть неисправностей, возникающих при сильном перегреве и утере антифриза.

Номинальной причиной подобной беды обычно является утечка жидкости из системы охлаждения. После чего растет температура различных узлов двигателя и температурный градиент между различными его элементами, вызывая поломки «железа».

Истинные же причины обычно кроются в «нормальном перегреве» на протяжении длительного времени, старении материалов системы охлаждения, постепенной деградации возможностей радиатора, поломке помпы или ее привода.

К счастью для многих автовладельцев, серьезные неисправности проявляют себя заранее, например, на очередном ТО, или срабатыванием датчиков уровня антифриза перед появлением сильной течи системы охлаждения и срабатывающей лампочкой аварийного перегрева под нагрузкой.

И что же делать?

Если у вас современный автомобиль, пробег которого уже перевалил хотя бы за 50 000, но вы собираетесь проездить на нём ещё долго и счастливо (а может вообще купили бэушный вариант с пробегом 100+), то вам пригодятся советы, как избавить машину от штатного перегрева.

В следующей части статьи мы расскажем про оптимальный режим езды и некоторые конструктивные доработки двигателя, которые помогут избежать перегревов и исключительно положительно скажутся на его ресурсе.

Анализ: чем газотурбинные двигатели «Сатурна» лучше ГТД «Зоря-Машпроект»

Во вторник, 25 апреля, президент РФ Владимир Путин сказал, что КПД и ресурс новых российских морских газотурбинных двигателей превзойдут зарубежные на 10-15%. Такое заявление он сделал на церемонии открытия нового комплекса НПО «Сатурн» по производству морских ГТД.

Большинство таких двигателей рыбинского «Сатурна» имеют больший КПД, чем аналоги из Николаева – 36% против 32%. Однако при сравнении с украинской продукцией преимущество, которое озвучил президент, есть пока не у всех отечественных агрегатов. FlotProm сравнил характеристики ГТД.

Запуск на рыбинском НПО «Сатурн» с 2018 года серийного производства морских ГТД сделает ВМФ России независимым от импортных газотурбинных агрегатов. А поскольку разработки «Сатурна» современнее изделий николаевского «Зоря-Машпроекта» (Украина), у них несколько выше и КПД.

По словам Владимира Путина, коэффициент полезного действия отечественных двигателей вырастет на 10-15%, ведь это «более современная техника по сравнению с той, что мы брали раньше». FlotProm проанализировал КПД силовых установок. Линейка морских ГТД производства НПО «Сатурн»В рамках импортозамещения НПО «Сатурн» с 2014 года ведет три опытно-конструкторские работы по двигателям М90ФР, «Агрегат-ДКВП» и М70ФРУ-Р, рассказали FlotProm в Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК). Новыми двигателями российского производства оснастят фрегаты проектов 22350 и 11356, малый десантный корабль на воздушной подушке «Зубр», а также другие корабли и суда ВМФ России. 25 апреля в Рыбинске продемонстрировали два корабельных газотурбинных двигателя – М70ФРУ и М70ФРУ-2. FlotProm приводит таблицу с характеристиками этих ГТД в сравнении с украинскими аналогами и двигателем М90ФР.

КПД российского газотурбинного двигателя для ДКВП «Зубр» выше украинского всего на 0,4%

Двигатель М70ФРУ-2 производства НПО «Сатурн» станет основой для силовой установки малого десантного корабля на воздушной подушке «Зубр» (проект 12322). Главной энергетической силовой установкой «Зубра» первоначально была ГТУ типа М35. Она включает в себя три тяговых газотурбинных агрегата (ГТА) М35-1 и два нагнетательных ГТА М35-2.

В состав каждого из агрегатов входят ГТД еще советской разработки ДП71 (в украинской классификации – UGT6000) разработки и производства «Зоря-Машпроект». Двигатели ДП71 производятся в Николаеве с 1978 года. Для замены украинских ГТД «Сатурн» в 2014 году начал работы по ОКР «Агрегат ДКВП».

Цель опытно-конструкторской работы – создание газотурбинного двигателя М70ФРУ-2 и корабельных ГТА М35Р-1, М35Р-2 и М70Р мощностью 10 000 л.с. В характеристиках двигателя М70ФРУ-2, представленных 25 апреля НПО «Сатурн», указан КПД в 32,4%. Это всего на 0,4% лучше украинского ГТД. ГТД М70ФРУ2 для ДКВП типа «Зубр»Возможно, характеристики рыбинских ГТД (особенно М70ФРУ-2) в будущем улучшатся, так как завершение всех трех ОКР запланировано на декабрь 2017 года, и не все испытания еще окончены. В ОДК 25 апреля заявили, что «дальнейшее развитие морских ГТД может пойти по пути увеличения мощности, а также повышения КПД двигателей». Кроме того, «Сатурн» осваивает сплавы из кобальта.По данным источника FlotProm в николаевском «Зоря-Машпроект», применение новых кобальтовых сплавов, используя аддитивные технологии, может «несколько улучшить характеристики газотурбинного двигателя, в том числе способствовать повышению его КПД». На украинском предприятии назвали использование кобальтовых сплавов и аддитивных технологий своим «ноу-хау», работа над которым ведется уже несколько лет.

Российские ГТД для фрегатов проекта 11356 и СКР проекта 11540 обогнали украинские по КПД

Рыбинские двигатели М70ФРУ и М90ФР созданы для замены ГТД украинского производства ДС71 и Д090 соответственно. Об этом FlotProm сообщил источник, знакомый с ситуацией.

В главной энергоустановке М27, использующейся на СКР «Ярослав Мудрый» проекта 11540 «Ястреб», «девяностые» двигатели являются форсажными, а «семидесятые» – маршевыми. При этом российские двигатели имеют КПД в 36% против 32% у ГТД украинского производства.

ГЭУ фрегатов проекта 11356 – установка М7Н1, в которой маршевыми являются все те же двигатели ДС71 (в украинской классификации – UGT6000), а форсажными – ДТ59 (UGT16000). КПД последнего – всего 30%. ГТД М70ФРУ

Производители и конструкторы газотурбинных двигателей: КПД таких установок ограничен 38-40%

По мнению главного конструктора «Коломенского завода» Валерия Рыжова, которое он высказал в интервью FlotProm в 2015 году, КПД газотурбинного двигателя «находится в пределах 36%, не более. Для повышения этого показателя надо увеличить температуру сгорания в камере.

Это в свою очередь приводит к тому, что наступает предел длительной прочности материала рабочих лопаток при высокой температуре. В дизельном двигателе максимальная температура сгорания достигает 1700 градусов, в газотурбинном двигателе такую температуру создать нельзя – сгорят рабочие лопатки турбины».

По информации Объединенной двигателестроительной корпорации, КПД большинства их новых двигателей составляет 36%. Источник FlotProm на предприятии «Зоря-Машпроект» заявил, что КПД газотурбинных двигателей можно довести максимум до 38-40%.Последние украинские разработки – например, двигатель UGT 25000, имеет заявленный производителем КПД от 36 до 37% (в разных модификациях).

При этом британская компания Rolls-Royce в 2016 году заявила, что КПД ее двигателя MT-30 составляет свыше 40%.

Эффективность ГТД зависит от качества материалов и запчастей

Как рассказали FlotProm в группе компаний «Дизельзипсервис», которая занимается в том числе ремонтом газотурбинных двигателей, КПД, заявленный «Роллс-Ройсом», выглядит сомнительно, это скорее маркетинговый ход.

Представитель компании добавил, что КПД газотурбинных силовых установок сильно зависит от особенностей эксплуатации двигателя, а также от качества материалов и запчастей.

«Так, после модернизации системы топливоподачи у двигателя ДЖ59 и установки на него новых лопаток из современных сплавов, коэффициент полезного действия ГТД увеличился, а расход топлива – уменьшился», – сказал представитель ГК «Дизельзипсервис».

Он также отметил, что новшества вроде кобальтовых сплавов и аддитивных технологий могут еще улучшить этот показатель.

«Например, двигатель ДВ71Л (UGT6000+) до капремонта был «усталым», его КПД уменьшился вполовину с 30%. Ремонт на «Кингисеппском машиностроительном заводе» с применением новых материалов позволил восстановить это значение почти до показателей нового двигателя. Но заводское качество изготовления ГТД принципиально важно», – резюмировали в «Дизельзипсервисе».

Высокотемпературные асинхронные электродвигатели Leroy-Somer

Электродвигатели LS (FLS) предназначены для непрерывной работы в режиме S1 в агрессивной среде, с относительной влажностью 100% и для высокой температуры окружающей среды — 85°-135°-150°C, в зависимости от серии .

Серия LS 85°C наиболее часто и успешно применяется в вентиляторах камер сушки древесины. Высокотемпературные электродвигатели LEROY-SOMER комплектуются подшипниками со смазкой для высоких температур на весь срок службы или с пополняемой, модифицированной обмоткой статора с изоляцией класса Н, антикоррозионным покрытием ротора и статора, корпусом из анодированного алюминия.

Электродвигатели могут управляться частотными преобразователями.

Технические характеристики:

• Степень защиты IP55
• Исполнение на лапах*
• 50Гц — 230/400В
• Режим работы S1
• Класс изоляции обмоток H * другие монтажные исполнения, напряжения и частоты — по запросу

Серия 85°C — S1:

• Корпус из алюминиевого сплава, чугунные подшипниковые щиты.
• Подшипники, смазанные на весь срок службы высокотемпературной смазкой.
• Невентилируемые двигатели с системой охдаждения IC418 — должны устанавливаться в потоке воздуха, создаваемого вентилятором.

Серия 135°C — S1:

• Корпус из алюминиевого сплава, чугунные подшипниковые щиты.
• Подшипники с пополняемой высокотемпературной смазкой.
• Электродвигатели с системой охдаждения IC411, с алюминиевым вентилятором и металлическим диффузором.

Серия 150°C — S1:

• Чугунные корпус и подшипниковые щиты.
• Подшипники с пополняемой высокотемпературной смазкой либо смазанные на весь срок службы.
• Вентилируемые электродвигатели IC411 (алюминиевый вентилятор и металлический диффузор) либо невентилируемые IC418.

2 полюса, 3000 об/мин 4 полюса, 1500 об/мин 6 полюсов, 1000 об/мин

Мощность*, кВт	Серия 85°C	Серия 135°C	Серия 150°C
1.1	—	—	2P FLS 90 L
1.5	—	—	2P FLS 100 LK
2.2	—	—	2P FLS 100 LK
3	—	—	2P FLS 112 M
4	—	—	2P FLS 112 M
5. 5	—	—	2P FLS 132 S
7.5	—	—	2P FLS 132 M
0.55	—	—	4P FLS 90 S
0.75	4P LS 90 S	4P LS 90 S	4P FLS 90 L
1.1	4P LS 90 L	4P LS 90 L	4P FLS 100 LK
1.5	4P LS 90 L	4P LS 90 L	4P FLS 100 LK
2.2	4P LS 100 L	4P LS 100 L	4P FLS 112 M
3	4P LS 100 L	4P LS 100 L	4P FLS 112 M
4	4P LS 112 MG	4P LS 112 MG	4P FLS 132 S
5.5	4P LS 132 SM	4P LS 132 SM	4P FLS 132 M
7.5	4P LS 132 M	4P LS 132 M	—
11	4P LS 160 MR	4P LS 160 MR	—
15	4P LS 160 L	4P LS 160 L	—
18. 5	4P LS 180 MR	4P LS 180 MR	—
22	4P LS 180 LU	4P LS 180 LU	—
30	4P LS 200 L	4P LS 200 L	—
37	4P LS 225 SR	4P LS 225 SR	—
45	4P LS 225 MG	4P LS 225 MG	—
55	4P LS 250 ME	4P LS 250 ME	—
1.5	6P LS 100 L	6P LS 100 L	6P FLS 132 S
2.2	6P LS 112 MG	6P LS 112 MG	6P FLS 132 M
3	6P LS 132 SM	6P LS 132 SM	6P FLS 132 M
4	6P LS 132 M	6P LS 132 M	—
5.5	6P LS 132 MU	6P LS 160 LR	—
7.5	6P LS 160 L	6P LS 160 L	—
11	6P LS 160 LU	6P LS 160 LU	—
15	6P LS 180 LU	6P LS 180 LU	—
18. 5	6P LS 200 L	6P LS 200 L	—
22	6P LS 200 LU	6P LS 200 LU	—
30	6P LS 225 MG	6P LS 225 MG	—
37	6P LS 250 ME	6P LS 250 ME	—
45	6P LS 280 SC	6P LS 280 SC	—

* — рабочая температура окружающей среды для определения номинальной мощности 40°C — другие скорости и мощности по запросу.

Габаритные и установочные размеры

Модель A AB B BB C x AA K HA H AC HD LB LB1* LJ J I II

LS 90 S	140	172	100	120	56	10	37	10	11	90	190	223	218	177	26	86	43	43
LS 90 L	140	172	125	162	56	28	37	10	11	90	190	223	245	204	26	86	43	43
LS 100 L	160	196	140	165	63	12	40	12	13	100	200	238	290	250	26	86	43	43
FLS 100 LK	160	200	140	174	63	22	42	12	12	100	226	276	315	276	52	120	60	60
LS 112 M	190	220	140	165	70	12	45	12	14	112	200	250	290	250	26	86	43	43
FLS 112 M	190	230	140	174	70	32	48	12	12	112	233	294	309	265	18	136	68	68
LS 132 SM/M	216	250	178	208	89	16	59	12	18	132	280	307	387	327	25	110	57	73
LS 132 MU	216	250	178	208	89	16	59	12	18	132	280	307	410	351	25	110	57	73
FLS 132 S	216	255	140	240	89	48	63	12	16	132	262	347	385	330	23	136	68	68
FLS 132 M	216	255	178	240	89	48	63	12	16	132	262	347	385	330	23	136	68	68
LS 160 MR	254	294	210	294	108	20	64	14	25	160	264	346	495	435	66. 5	160	55	55
LS 160 L	254	294	254	294	108	20	60	14.5	25	160	316	395	495	435	44	134	92	63
LS 160 LU	254	294	254	294	108	20	60	14.5	25	160	316	395	510	450	44	134	92	63
LS 180 MT	279	324	241	316	121	20	79	14.5	28	180	316	428	495	435	55	186	112	98
LS 180 LU	279	339	279	329	121	25	86	14.5	25	180	350	435	593	508	64	186	112	98
LS 200 L	318	388	305	375	133	35	103	18. 5	36	200	390	475	621	539	77	186	112	98
LS 200 LU	318	388	305	375	133	35	103	18.5	36	200	390	475	669	586	77	186	112	98
LS 225 SR	356	431	286	386	149	50	127	18.5	36	225	390	500	676	593	84	186	112	98
LS 225 MG	356	420	311	375	149	30	65	18.5	30	225	479	629	810	716	68	292	148	180
LS 250 ME	406	470	349	420	168	35	90	24	36	250	479	655	810	716	68	292	148	180
LS 280 SC	457	520	368	478	190	35	90	24	35	280	479	685	810	716	68	292	148	180

Размеры вала

Модель F GD D G E O p L LO

LS 90 S/L	8	7	24j6	20	50	8	19	40	6
(F)LS 100 L/LK	8	7	28j6	24	60	10	22	50	6
(F)LS112 M/MG	8	7	28j6	24	60	10	22	50	6
(F)LS 132 S/SM/M/MU	10	8	38k6	33	80	12	28	63	10
LS 160 MR/L/LU	12	8	42k6	37	110	16	36	100	6
LS 180 MT/LU	14	9	48k6	42. 5	110	16	36	98	12
LS 200 L/LU	16	10	55m6	49	110	20	42	97	13
LS 225 SR/MG	18	11	60m6	53	140	20	42	126	14
LS 250 ME	18	11	65m6	58	140	20	42	126	14
LS 280 SC	20	12	75m6	67.5	140	20	42	125	15

Рабочая температура электродвигателя

Рабочая температура электродвигателя (в дальнейшем ЭД) определяется в первую очередь классом нагревостойкости изоляции обмоток. И её контроль очень важен. При перегреве электродвигатель может быть повреждён.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Обмотки – наименее устойчивая к нагреву часть конструкции электродвигателя. Поэтому предел рабочей температуры всего устройства определяется именно температурой, при которой они перегорают.

Выделяют следующие классы нагревостойкости изоляции обмоток:

• У (максимальная температура – 90 градусов Цельсия). Обмотки выполняются из бумаги или натуральных тканей без дополнительной изоляционной пропитки;
• А (максимальная температура – 105 градусов Цельсия). Обмотки бумажные или из натуральных тканей с дополнительной изоляционной пропиткой;
• Е (максимальная температура – 120 градусов Цельсия). Обмотки из органической плёнки синтетического происхождения;
• B (максимальная температура – 130 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов;
• F (максимальная температура – 155 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с синтетической связующей пропиткой;
• H (максимальная температура – 180 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с кремнийорганической связующей пропиткой;
• С (максимальная температура от 180 градусов Цельсия). Обмотки из термоустойчивых материалов с неорганической связующей пропиткой или без неё.

Если рабочая температура асинхронного двигателя слишком мала, то перевести его на более высокий класс нагревостойкости можно лишь при капитальном ремонте с заменой обмоток.

Рабочая температура подшипников электродвигателей

Кроме обмоток, к температурным условиям работы также очень чувствительны и подшипники электродвигателя. Установленные нормы нагрева следующие:

• Подшипники качения – 95-100 градусов Цельсия;
• Подшипники скольжения – 80-85 градусов Цельсия;
• Стальные детали коллектора и контактных колец – 105-110 градусов Цельсия. 

При достижении критических значений температуры подшипника необходимо либо уменьшить нагрузку на используемый ЭД, либо организовать систему охлаждения.

Температурный режим эксплуатации электродвигателей

Нормальные значения температуры внешней среды, при которых электродвигатель работает с номинальной мощностью, определяются климатическим исполнением ЭД.

Так, машины с исполнением У1 и ХЛ1 предназначены для эксплуатации при температуре внешней среды до +40 градусов Цельсия, У3 и Т2 – до +45 градусов Цельсия, Т1 – до +50 градусов Цельсия.

Если температура внешней среды превышает данный параметр и организовать охлаждение не получится, то необходимо снизить нагрузку на используемый электродвигатель.

Для контроля за температурным режимом следует отслеживать напряжение в питающей сети. При его снижении до 95% от номинального и ниже на ЭД подаётся повышенный ток, что приводит к перегреву устройства. Аналогичное явление наблюдается и при повышении напряжения до 110% и выше от номинального, поскольку вихревые потоки приводят к нагреву статора.

Согласно статистике, срок службы изоляции при повышении температуры на 8 градусов выше допустимой нормы вдвое снижает её эксплуатационный период. Поэтому, для сохранения работоспособности машины, стоит выяснить допустимую рабочую температуру, не допускать перегрева и превышения (либо снижения) токовых нагрузок.

Для оформления заказа позвоните менеджерам компании Кабель.РФ® по телефону +7 (495) 646-08-58 или пришлите заявку на электронную почту [email protected] с указанием требуемой модели электродвигателя, целей и условий эксплуатации. Менеджер поможет Вам подобрать нужную марку с учетом Ваших пожеланий и потребностей.  

Допустимые показатели рабочей температуры электродвигателя

Во избежание перегрева агрегата и его преждевременного выхода из строя необходимо знать, какая температура должна быть у электродвигателя того или иного типа.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Уровень допустимого нагрева зависит от класса нагревостойкости изоляции обмоток, которая является наименее теплостойкой частью конструкции. Он условно обозначается следующими маркерами:

• У – предельная t 90 С. Материалы – бумага, пряжа, шелковые или хлопчатобумажные ткани без пропитки изолирующим составом.
• А — предельная t 105 С. Материалы те же, но с пропиткой.
• Е — предельная t 120 С. Материал – синтетическая органическая пленка.
• В — предельная t 130 С. Материалы – стекловолокно, слюда, асбест с органическим связующим веществом.
• F — предельная t 155 С. Материалы те же что и в В c синтетическим пропитывающим и связующим веществом.
• Н — предельная t 180 С. Материалы те же что в В с кремнийорганическим пропитывающим и связующим веществом.
• С — предельная t от 180 С и выше. Материалы – стекло, керамика, кварц, слюда с неорганическим связующим составом или без. Допустимая температура электродвигателя при работе в этом случае ограничивается только свойствами изоляционных материалов.

Для перехода электродвигателя на более высокий класс требуется его капитальный ремонт.

Температурный режим эксплуатации электродвигателей

Для того чтобы двигатель работал с номинальной мощностью, температура окружающей среды не должна превышать 40 С. При ее увеличении следует снизить нагрузку на агрегат и следить за тем, чтобы температура отдельных узлов не превышала допустимого значения.

Температура электродвигателя во время работы повышается при увеличении тока устройства, что может быть спровоцировано уменьшением напряжения в питающей сети до 95% и ниже. Рост напряжения сети свыше 110% также негативно сказывается на температурном режиме двигателя, так как из-за вихревых потоков нагревается статор и растет ток в обмотках, из-за чего они перегреваются.

Исследования показывают, что нагрев изоляции на каждые 8 С сверх допустимой нормы вдвое уменьшает срок ее службы. Поэтому, если вы не хотите, чтобы агрегат вышел из строя раньше времени, перед началом его эксплуатации необходимо выяснить, какая рабочая температура электродвигателя приемлема, и строго соблюдать правила, не допуская перегрева и увеличения токовых нагрузок более чем на 10%.

Повышение температуры и срок службы двигателя переменного тока

Загрузить PDF

1.

Повышение температуры и класс термостойкости двигателя переменного тока

Преобразование и потери электрической энергии мощность для вращения и выдает ее. Электрическая энергия не на 100 % преобразуется в мощность, и часть энергии теряется (тепло).

Повышение температуры двигателя влияет на ограничение времени работы и срок службы двигателя.

Класс теплостойкости двигателя и выгорание

Класс жаростойкости — это классификация, основанная на классе термостойкости изоляционного материала. Он определяется стандартом JIS. Наши двигатели переменного тока относятся к классу E (120°C) или классу B (130°C). Классификация варьируется от серии к серии.

Если внутренняя температура двигателя на некоторое время превышает значение теплового класса, пленка обмотки плавится и происходит короткое замыкание. Это явление называется выгоранием. Сгоревший двигатель перестанет работать. Также, если не сгореть, повышение температуры влияет на срок службы мотора. Во время работы следите за тем, чтобы не превысить допустимую температуру обмотки.
Поскольку температура обмотки внутри двигателя не может быть измерена напрямую, измерьте температуру поверхности корпуса двигателя в качестве эталона.
Для нашего двигателя переменного тока разница температур между обмотками и корпусом двигателя составляет до 30 °C. Рекомендации для каждого класса термостойкости приведены в таблице ниже.

Наши двигатели переменного тока не сгорят, если температура корпуса двигателя ниже 90°C.

2. Номинальное время работы двигателя переменного тока

Мы представим повышение температуры обмотки двигателя при фактическом вращении двигателя.

Изменение температуры обмотки двигателя по истечении времени работы

Мы определили превышение температуры и расчетное время работы двигателя переменного тока в самых тяжелых условиях для двигателя.

• Условия измерения:
・ Температура окружающей среды: 50° C (Верхний предел спецификации двигателя. Он зависит от продукта). Без нагрузки для однофазного двигателя, номинальная нагрузка для трехфазного двигателя
・ Условия нагрузки: без внешнего принудительного охлаждения (отсутствие воздушного потока или охлаждение внешним вентилятором). Только двигатель (без редуктора и радиатора)

120° C (130° C) на вертикальной оси графика соответствует линии класса термостойкости класса E (класс B). Указывает допустимую температуру обмотки двигателя.

• Асинхронный двигатель: «непрерывная мощность» В случае асинхронного двигателя, независимо от времени, он насыщается ниже допустимой температуры обмотки. Даже если он работает непрерывно, нет беспокойства о выгорании. Следовательно, асинхронные двигатели имеют «непрерывный номинал».

• Реверсивный двигатель: «30-минутный номинал» В случае реверсивного двигателя допустимая температура обмотки достигается примерно через 30 минут. Следовательно, реверсивные двигатели рассчитаны на «30 минут». Однако номинальное время является лишь ориентиром. Степень повышения температуры изменяется в зависимости от окружающей среды. Это условие измерения задано при условии, что тепловыделение является максимальным в условиях эксплуатации двигателя. При использовании двигателя судите по температуре поверхности корпуса двигателя.°С или меньше.

Причины перегрева двигателя

Если вас беспокоит повышение температуры двигателя, проверьте окружающую среду. Ниже приведены примеры причин высокой температуры двигателя:
・ Высокая температура окружающей среды
・ Вал двигателя заблокирован
・ Высокое напряжение
・ Большое падение напряжения
・ Емкость конденсатора выше номинальной
・ Часто старт и стоп (включая торможение тормозным пакетом)

Изменение условий, например снижение температуры окружающей среды, может уменьшить рост температуры.

3. Функция защиты двигателя переменного тока от перегорания

Если повышение температуры двигателя переменного тока превышает допустимую температуру обмотки, он может сгореть или сократить срок службы. Поэтому некоторые двигатели переменного тока имеют встроенные устройства защиты от перегрева для защиты от перегорания. Наличие или отсутствие функции можно проверить по таблице технических характеристик двигателя или на заводской табличке.

Термозащита (TP)

Термозащита — это функция, отключающая вход двигателя до достижения им допустимой температуры обмотки. Он определяет температуру обмотки внутри двигателя и размыкает точку контакта линии питания и останавливает двигатель, если он превышает определенную температуру.
Когда температура обмотки внутри двигателя падает ниже определенной температуры, он автоматически восстанавливается и возобновляет работу.

Наши двигатели переменного тока, имеющие маркировку «ТЕРМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА» или «TP» в таблице спецификаций или на заводской табличке, оснащены термозащитой с автоматическим сбросом. Он встроен в некоторые двигатели с размером монтажного уголка от 70 мм до 104 мм.

Изображение работы термозащиты с автоматическим сбросом

Термозащита с автоматическим сбросом автоматически включает/выключает контакт в зависимости от температуры. На рисунке ниже показан пример работы термозащиты.

Открытый: 130 °C ± 5 °C
Закрытый: 82 °C ± 5 °C

Спецификация рабочей температуры отличается в зависимости от установленного изделия. Кроме того, температура обмотки двигателя при срабатывании термозащиты немного выше указанной выше рабочей температуры. Когда термозащита открыта, может показаться, что двигатель остановился, но он может автоматически вернуться и внезапно начать движение. В целях безопасности выключите двигатель, прежде чем прикасаться к устройству персоналом для осмотра.

Защита по полному сопротивлению (ZP)

Защита по полному сопротивлению — это функция, которая увеличивает полное сопротивление (сопротивление) обмотки двигателя и может уменьшить увеличение входного сигнала, даже если двигатель ограничен. Защита двигателя от импеданса разработана таким образом, чтобы повышение температуры не достигало допустимой температуры обмотки.
В наших двигателях переменного тока двигатели с маркировкой «IMPEDANCE PROTECTED» или «ZP» в таблице спецификаций или на паспортной табличке являются двигателями с защитой от полного сопротивления. Это относится к некоторым двигателям с монтажным углом 60 мм или менее.

4. Рабочий цикл и повышение температуры

Повышение температуры двигателя зависит от условий эксплуатации. Мы объясним повышение температуры и ограничение условий работы при прерывистой работе реверсивного двигателя и прерывистой работе с использованием тормозного пакета.

Прерывистая работа и повышение температуры реверсивного двигателя

Когда реверсивный двигатель используется с перерывами в течение короткого времени, при пуске или реверсе двигателя протекает большой ток, и увеличивается тепловыделение. С другой стороны, когда время остановки двигателя велико, эффект естественного охлаждения велик, поэтому повышение температуры можно подавить.

• Рабочий цикл реверсивного двигателя и повышение температуры

Повышение температуры нашего реверсивного двигателя сравнивается в условиях нескольких ездовых циклов. Измерение предполагает наиболее тяжелые условия в спецификации двигателя. Также к двигателю крепится радиатор. (Размер: 165 х 165 мм, толщина: 5 мм, материал: алюминий).

Как и в условиях A и B, установка времени остановки, равного времени работы, может подавить повышение температуры двигателя. Как и в условиях от С до условий F, чем короче время остановки, тем больше повышение температуры.

• Тип радиатора и повышение температуры

Повышение температуры можно предотвратить, проверив порядок установки двигателя. В частности, размер и материал прикрепляемого радиатора влияет на повышение температуры двигателя, как показано ниже.

Если размер радиатора увеличен, как L · O или N · P, повышение температуры может быть подавлено. Отвод тепла улучшается за счет использования алюминия, который имеет более высокую теплопроводность, чем железо, например, M, N, O и P, и температура двигателя может быть снижена.
Если алюминий окрашен в черный цвет, как в случае P и Q, повышение температуры можно подавить.

Прерывистая работа и повышение температуры тормозного блока

Принцип работы тормозного блока объясняется тем, что при кратковременной остановке тормозного блока протекает большой ток торможения. Если работа/торможение двигателя повторяется в течение короткого промежутка времени, повышение температуры двигателя и тормозного блока будет значительным, а время непрерывного использования будет ограничено. Повторный цикл работы/торможения с тормозным пакетом должен быть следующим.

В зависимости от условий привода повышение температуры двигателя будет значительным. Используйте его так, чтобы температура поверхности корпуса двигателя была 90°C или меньше.

5. Срок службы двигателя переменного тока

Срок службы двигателя переменного тока зависит от срока службы смазки подшипника. Если смазка разлагается из-за нагревания, вал двигателя будет трудно вращаться.
Средний срок службы смазки подшипников асинхронного двигателя
В следующей таблице показан средний срок службы смазки подшипников при использовании асинхронного двигателя в определенных условиях эксплуатации.

Срок службы смазки зависит от повышения температуры из-за температуры окружающей среды и рабочего цикла. При условиях, указанных в приведенной выше таблице, срок службы смазки подшипников сокращается вдвое при повышении температуры подшипников на 15 °C. Напротив, чем ниже температура, тем дольше срок службы.

Срок службы двигателя с электромагнитным тормозом

В случае двигателя с электромагнитным тормозом помимо срока службы смазки подшипника также учитывается срок службы электромагнитного тормоза. Если электромагнитный тормоз поврежден, вы не можете заменить только электромагнитный тормоз. Каждый двигатель нуждается в замене. При повторном торможении с допустимым моментом инерции нагрузки двигателем с электромагнитным тормозом срок службы электромагнитного тормоза составляет 2 миллиона раз. Комбинированное использование тормозного пакета может продлить срок службы электромагнитного тормоза.

6. Срок службы редуктора

Срок службы редуктора зависит от механической долговечности подшипника. Механический срок службы определяется нагрузкой, приложенной к подшипнику, и частотой вращения.

Номинальный срок службы редуктора

Мы определяем номинальный срок службы после определения определенных условий эксплуатации. Следующая таблица является примером.

*Условия эксплуатации одинаковы для всех серий и типов редукторов.

Оценка срока службы головки редуктора

Срок службы при фактическом использовании рассчитывается по следующему уравнению с учетом рабочей скорости, величины нагрузки и типа нагрузки. Чем меньше нагрузка, используемая для допустимого крутящего момента, тем дольше срок службы.

L1 : номинальный срок службы редуктора
K1 : коэффициент скорости вращения. Рассчитывается на основе входной скорости вращения и фактически используемой входной скорости вращения.
K2 : коэффициент нагрузки. Он получается из допустимого крутящего момента каждого редуктора и фактически используемого крутящего момента. При приложении большой нагрузки только при пуске и останове, как в случае приведения в движение инерционного тела, за рабочий момент принимается средний крутящий момент.
f : Коэффициент Ia (эксплуатационный коэффициент), который изменяется в зависимости от типа нагрузки. Подробнее см. в таблице ниже.

* ・В этой оценке срока службы значения радиальной нагрузки и осевой нагрузки также рассчитываются пропорционально коэффициенту нагрузки. Следовательно, когда коэффициент нагрузки составляет 50 %, радиальные и осевые нагрузки также имеют срок службы 50 %.・Если коэффициент нагрузки низкий, а радиальная или осевая нагрузка велика, срок службы будет меньше, чем рассчитанный по этой формуле.

Горячая тема моторной температуры

Что сделают обеспокоенные родители, когда их ребенок скажет: «Мама и папа, кажется, я заболел»? Пощупайте лобик малыша, конечно. Это логичный первый шаг, за которым, надеюсь, последуют методы измерения, более точные, чем человеческое прикосновение, прежде чем поставить окончательный диагноз.

Возможно, именно этот обычный человеческий сценарий заставляет людей, даже тех, кто, вероятно, знает лучше, пытаться судить о состоянии асинхронного двигателя переменного тока, ощупывая его «лоб». Вот история из наших архивов в Лисоне, которая иллюстрирует опасность постановки двигательных диагнозов на основе ощущений:

Пользователь двигателя, столкнувшийся с влажной средой в части своего завода, обратился за советом, какой тип двигателя он может использовать для обеспечения максимальной долговечности. Мы порекомендовали ему попробовать моющий мотор, который выдерживает не только влажность, но и частые прямые струи из шланга, как в пищевой промышленности. Он согласился, что, хотя это не пищевой завод и он не будет мыть моторы из шланга, дополнительная влагостойкость мотора для мытья посуды имеет смысл. Поэтому он установил один из наших моющихся двигателей, который, помимо прочего, имеет внешнее покрытие из белой эпоксидной смолы.

Некоторое время спустя тот же самый клиент позвонил и сказал, что, хотя двигатель омывателя работает хорошо и не имеет явных проблем с производительностью, он, похоже, «нагревается». Причина его беспокойства заключалась в том, что белая поверхность мотора обесцвечивалась. В ходе расследования мы обнаружили, что обслуживающий персонал ощупывал поверхность двигателя, оставляя на белой поверхности грязь, масло и смазку, оставшиеся после их дневной работы. Проблема с «горячим мотором» была решена с помощью аэрозольного очистителя и тряпки. И проверка потребляемого двигателем тока, гораздо лучший способ оценить производительность, показала, что он работает правильно.

Нельзя сказать, прикоснувшись

Дело в том, что нельзя точно судить о двигателе, ощупывая его поверхность. Номинальные расчетные температуры относятся к самой горячей точке внутри обмоток двигателя, а не к тому, какая часть этого тепла передается на поверхность двигателя. Теплопередача будет сильно различаться от двигателя к двигателю в зависимости от размера и массы рамы, от того, является ли рама гладкой или ребристой, открытой или полностью закрытой, а также других факторов охлаждения. Даже КПД двигателя может иметь незначительное влияние на температуру поверхности. Например, двигатель с высокой эффективностью, хотя его внутренняя температура будет ниже из-за меньших потерь, может не иметь более низкой температуры поверхности, потому что вентиляционный вентилятор, вероятно, будет меньше, чтобы уменьшить потери на ветер. Кроме того, поверхность рамы любого двигателя представляет собой стеганое одеяло из горячих и холодных точек, связанных с внутренней циркуляцией воздуха.

Если у вас нет эталонных лабораторных данных о тепловых пробегах, которые показывают «нормальную» температуру поверхности для этой конкретной модели в точных местах на раме, температура кожи двигателя практически не дает никаких доказательств того, что происходит внутри.

Еще одно замечание: в целях безопасности , в первую очередь никто не должен прикасаться к большинству электродвигателей, если они специально не предназначены для обеспечения безопасной температуры поверхности. К таким двигателям относятся двигатели, используемые на настольных шлифовальных станках, электропилах и т. п. Для этих применений Underwriters Laboratories устанавливает максимально допустимую температуру поверхности для металлической «поверхности, подверженной случайному контакту» на уровне 70 C (158 F) после 30 минут работы в помещении с температурой 25 C (77 F). Однако даже при такой температуре вам не захочется долго прикасаться к поверхности.

Температура поверхности постоянно (и правильно) работающего промышленного электродвигателя общего назначения легко достигает 80 C (176 F) и, возможно, достигает 100 C (212 F). Вы не можете держать руку на горячей поверхности достаточно долго, чтобы различить различия, и если вы попытаетесь, вы можете получить неприятный ожог.

Нет опубликованных стандартов относительно температуры поверхности двигателей общего назначения, хотя UL устанавливает такие стандарты для взрывозащищенных двигателей. Кроме того, производители оборудования иногда указывают необычно низкие максимальные температуры поверхности для определенных применений. Производитель вашего двигателя может помочь вам разобраться со спецификой.

Нагрев, серьезная проблема

Даже если ощупывание поверхности двигателя не является способом определения рабочей температуры, важна температура обмотки двигателя. Беспокойство, конечно же, вызывает целостность системы изоляции статора двигателя. Его функция состоит в том, чтобы отделять электрические компоненты друг от друга, предотвращая короткие замыкания и, таким образом, перегорание и выход из строя обмотки. В большинстве двигателей с рамой NEMA ключевые компоненты системы изоляции включают покрытие магнитных проводов, которое изолирует провода внутри катушки друг от друга; пазовая ячейка и изоляция фаз, как правило, листы из высокопрочного полиэстера, которые устанавливаются в пазы статора для обеспечения защиты между фазой и землей; изолирующий лак, в который погружают обмотку статора для обеспечения влагостойкости и улучшения изоляционных характеристик в целом.

Большинство людей, работающих с двигателями, слышали об общем практическом правиле, согласно которому повышение температуры на 10°С сокращает срок службы изоляции вдвое, а снижение на 10°С удваивает срок службы изоляции. Это эмпирическое правило не означает, что если вы можете поддерживать двигатель в достаточно прохладном состоянии, он будет работать вечно, потому что в двигателе есть нечто большее, чем просто его обмотки. Кроме того, у изоляции могут быть другие враги, такие как влага, вибрация, химикаты и абразивы. воздух, который может сократить его жизнь.

Более важным вопросом является температура, при которой обмотки двигателя рассчитаны на работу, поэтому они обеспечивают длительный и предсказуемый срок службы изоляции в 20 000 часов или более. Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) устанавливает специальные температурные стандарты для двигателей с различными корпусами и с различными эксплуатационными факторами. Эти стандарты основаны на классах теплоизоляции, наиболее распространенными из которых являются A, B, F и H. В таблице эти стандарты сведены к максимальным температурам обмоток, которые могут быть достигнуты двигателем при длительном сроке службы изоляции. Это общие температуры, основанные на максимальной температуре окружающей среды 40 C (104 F) плюс дополнительное тепло (повышение температуры), выделяемое при работе двигателя. Температура окружающей среды выше 40 °C может потребовать особых условий применения или специальной конструкции двигателя.

Указанные температуры относятся к двигателям с сервис-фактором 1,0. Многие промышленные двигатели имеют эксплуатационный фактор 1,15 или выше, что указывает на более высокую устойчивость к перегрузке и означает, что они могут безопасно работать при более высоких температурах. Но зачем давить? Используйте эти максимумы, и вы не ошибетесь.

Системы изоляции класса B или F наиболее распространены в современных двигателях промышленного назначения. Меньшие размеры, скажем, до 5 л.с., обычно относятся к классу B. От 5 до 10 л.с. многие номинальные характеристики приближаются к классу F. Это также относится к двигателям с повышенной эффективностью и инверторным режимом работы. Более 10 л. с. класс F становится наиболее распространенным. Кроме того, многие производители проектируют свои двигатели так, чтобы они работали при более низких температурах, чем позволяет их температурный класс. Например, двигатель может иметь изоляцию класса F, но повышение температуры класса B. Это дает дополнительный тепловой запас. Системы изоляции класса H редко встречаются в двигателях общего назначения, а скорее в специальных конструкциях для очень тяжелых условий эксплуатации, высокой температуры окружающей среды или высокогорных условий.

Изоляция класса А не используется в современных двигателях промышленного назначения, хотя ее можно найти в двигателях некоторых небольших бытовых приборов. Однако изоляция класса A была стандартной для промышленных двигателей, построенных в 1960-х годах и ранее — так называемые двигатели с рамой NEMAU, в отличие от сегодняшних конструкций с рамой NEMA-T. Поскольку изоляция класса А имеет такой низкий температурный диапазон, эти старые двигатели должны были иметь гораздо более низкие максимальные температуры, чем современные изолированные двигатели классов B и F. Это объясняет мнение многих давних пользователей автомобилей о том, что современные двигатели «горячие». На самом деле, они сравнимы со старыми двигателями, но их системы изоляции настолько лучше, что надежность и долговечность новых двигателей равны или лучше, чем у двигателей старой конструкции. Кроме того, более старые двигатели работали с меньшим нагревом за счет большей рамы и большего количества материала. Улучшенные системы изоляции позволили производителям двигателей вложить больше лошадиных сил в меньший корпус для максимальной экономической эффективности.

Определение правильной работы

При условии, что вы приобрели двигатель от надежного производителя, правильно подобрали его, применили и установили и эксплуатируете его в условиях, для которых он был изготовлен, у вас мало причин для беспокойства по поводу его перегрева. Однако непредвиденные изменения окружающей среды, старение оборудования, неправильное использование и другие факторы могут подвергнуть двигатель нагрузкам, для которых он не предназначен.

Выбор двигателей с встроенными устройствами защиты от перегрузки, такими как термостаты, термопары или резистивные датчики температуры (RTD), или установка устройств защиты двигателя в средствах управления двигателем может помочь обеспечить отключение двигателя от сети до того, как произойдет повреждение обмотки. Поскольку предохранители и термостаты, как правило, являются очень надежными устройствами, если двигатель постоянно «отключается», это обычно означает его перегрев. Защита двигателя того или иного типа рекомендуется практически для любого применения. Ваш поставщик двигателя может помочь разобраться в деталях.

Хорошим полевым испытанием является проверка потребляемого двигателем тока с помощью клещевого амперметра. Если потребляемый ток меньше или равен номиналу, указанному на паспортной табличке, вы можете быть уверены, что с обмотками все в порядке, включая их температуру, если двигатель работает в приложении, для которого он разработан.

Метод сопротивления. Более точным методом определения температуры обмотки является метод сопротивления. Для этого теста требуется омметр, способный измерять очень низкое сопротивление. Для двигателей мощностью примерно до 2 л.с. показания счетчика должны быть точными до 0,1 Ом; от 2 до 20 л.с., 0,01 Ом; а для более крупных двигателей от 0,001 или еще лучше до 0,000001 Ом.

При отключенном двигателе от линий электропередач сначала с помощью омметра определите сопротивление между выводами двигателя на холодном двигателе. Затем подключите двигатель и дайте ему поработать в условиях нормальной нагрузки, пока рабочая температура не стабилизируется. Обычно это занимает 3 или 4 часа, возможно, больше, в зависимости от размера двигателя. Отключите двигатель от источника питания и как можно быстрее выполните еще одну проверку сопротивления.

Затем введите эти показания сопротивления в холодном и горячем состоянии в следующую формулу, чтобы определить температуру обмотки

Где:

T _t = общая температура обмотки, C T _c = температура холодного двигателя (окружающей среды), C (Двигатель должен находиться в окружающей среде достаточно долго, чтобы достичь этой температуры. ) R _h = сопротивление двигателя в горячем состоянии, Ом R _c = сопротивление двигателя в холодном состоянии, Ом 234,5 = константа для медных обмоток

в сочетании с корреляционными испытаниями с использованием термопар, помещенных в обмотки и в определенных местах на поверхности двигателя. Это испытание позволяет получить профиль теплового пробега для конкретной модели двигателя. Только обращаясь к таким данным, относящимся к конкретной конструкции, можно установить какую-либо корреляцию между температурами поверхности и обмотки.

Защита от перегрева

Производители двигателей несовершенны. Иногда двигатель перегревается из-за производственного или конструктивного дефекта. Но гораздо чаще проблемы с перегревом мотора связаны с неправильным применением. Перегрузка является основной причиной. Это связано с использованием двигателя меньшего размера, ситуация, которая может стать более распространенной, поскольку забота об энергоэффективности делает акцент на отказе от двигателей увеличенного размера. Используйте загрузку 80% в качестве ориентира. Большинство электродвигателей достигают максимальной эффективности при такой нагрузке, и остается комфортный запас по перегрузке. К другим распространенным причинам перегрузки относятся заклинивание нагрузки, вызывающее блокировку ротора двигателя, несоосность звеньев силовой передачи и повышенные требования к крутящему моменту ведомой нагрузки.

Условия окружающей среды, которые могут привести к перегреву двигателя, включают высокие температуры окружающей среды (особенно обратите внимание на окружение двигателя; находится ли двигатель рядом с нагревательным устройством?) и большие высоты над уровнем моря. Выше 3300 футов разреженный воздух имеет меньшую охлаждающую способность. Возможно, вам придется снизить мощность двигателя в этих условиях, возможно, выбрав следующий размер. Еще одной проблемой для окружающей среды являются грязь и волокна, которые могут забивать вентиляционные отверстия, покрывать теплорассеивающие поверхности и вызывать различные механические проблемы. Если он грязный, используйте полностью закрытый двигатель, а не открытый.

Еще одной причиной перегрева являются проблемы с питанием. Низкое напряжение заставит двигатель потреблять более высокий ток для обеспечения той же мощности, а более высокий ток означает более высокую температуру обмотки. Подумайте, что падение напряжения на 10% может вызвать почти такое же повышение температуры.

Чрезмерное или продолжительное высокое напряжение насыщает сердечник двигателя, а также приводит к перегреву. В трехфазных двигателях дисбаланс фаз может вызвать высокие токи и чрезмерный нагрев, крайним случаем является полная потеря напряжения в одной фазе (так называемая однофазность), что, если не будет надлежащей защиты, приведет к сгоранию двигателя.

В качестве причины перегрева часто упускают из виду количество циклов пуска-останова в час. При запуске типичный двигатель потребляет в пять-шесть раз больше номинального рабочего тока. Этот пусковой ток значительно ускоряет нагрев. Большинство конструкций двигателей с непрерывным режимом работы предназначены именно для этого — работают непрерывно. Несмотря на то, что в отношении нагрузки и времени простоя предусмотрены различные положения, NEMA по существу ограничивает трехфазный двигатель с длительным режимом работы двумя пусками подряд, прежде чем дать двигателю достаточно времени для стабилизации до его максимальной продолжительной рабочей температуры. Это сильно зависит от приложения, поэтому лучше проконсультироваться с производителем вашего двигателя, если вы сталкиваетесь с высокоциклическим приложением. Может потребоваться индивидуальный дизайн.

Наконец, обратите особое внимание при использовании преобразователей частоты с регулируемой скоростью, особенно если вы подключаете преобразователь к более старому двигателю. «Синтезированная» форма волны переменного тока инвертора увеличивает нагрев двигателя. Тем не менее, технологические достижения продолжают улучшать форму волны, чтобы она больше приближалась к асинусоидальной волне. Что еще более важно, будьте особенно осторожны при эксплуатации двигателя с инверторным питанием на низкой скорости двигателя (менее 50 % от базовой скорости) в течение длительного времени, если только двигатель не оснащен охлаждающим вентилятором с отдельным питанием, который обеспечивает постоянную подачу охлаждающего воздуха на двигатель независимо от скорости двигателя.

Современные двигатели с инверторным режимом работы имеют более высокие характеристики изоляции, чтобы решить эту проблему, а надежные системы изоляции, используемые в большинстве современных промышленных двигателей общего назначения, подходят для многих применений. Однако в крайних случаях может потребоваться дополнительный источник охлаждения.

Крис Медингер — национальный менеджер по обслуживанию Leeson Electric Corp., Графтон, Висконсин. За 20 лет работы в автомобильной промышленности он также работал инженером по качеству и администратором прототипов двигателей.

Что касается двигателей, насколько они горячие?

Техник по техническому обслуживанию нередко звонит в сервисный центр по поводу отремонтированного двигателя, который теперь «нагрелся». На вопрос, насколько жарко, чаще всего отвечают: «Ну, я не могу держать его в руках!» Подумайте об этом ответе на минуту. Типичный человек может терпеть прикосновение к чему-либо при температуре от 60 до 65 градусов по Цельсию (от 140 до 150 градусов по Фаренгейту), в зависимости от мозолей, болевого порога или количества зрителей. Теперь помните об этих цифрах, когда будете читать следующее обсуждение типичных рабочих температур двигателя.

Стандарты NEMA MG 1-2011, 12.43 определяют превышение температуры для двигателей при максимальной температуре окружающей среды 40 C. Здесь следует отметить два момента. Во-первых, в соответствии со стандартом NEMA температура здесь указана в градусах Цельсия; Эквиваленты по Фаренгейту предоставляются только там, где это уместно. Во-вторых, температура окружающей среды относится к температуре окружающего воздуха. Некоторые путают это с ожидаемым повышением температуры двигателя, что не так.

Температурный диапазон класса F (155 C) популярен в наши дни, поэтому его стоит обсудить. При использовании изоляции класса F максимально допустимое повышение температуры изоляции обмотки двигателя составляет от 105 до 115 C в зависимости от конфигурации двигателя. Например, если двигатель, о котором сообщается, что он «нагревается», имеет эксплуатационный фактор 1,15, максимальное повышение его температуры составит 115°C плюс 40°C окружающей среды. Обмотка, встроенная в паз, почти всегда является самой горячей частью, поэтому температура обмотки для этого двигателя может достигать 155 °С.

Конструкция двигателя

Поверхность, к которой пытался прикоснуться наш специалист по техническому обслуживанию, будет несколько холоднее, чем температура обмотки, в зависимости от конструкции двигателя. Например, на большом чугунном, полностью закрытом двигателе с вентиляторным охлаждением (IP 54) поверхность может быть на 20–25 °C холоднее, чем горячая точка обмотки, но только на 10–15 °C холоднее на двигателе с катаной стальной рамой, где поверхность намного ближе к обмотке. Перепады температур часто намного больше — до 60 °C — для открытых двигателей с защитой от капель (IP 12) и корпусов с защитой от атмосферных воздействий I (WP I) или с защитой от атмосферных воздействий II (WP II). Различия в поверхностях рамы из плоского стального проката и ребристых чугунных рам также влияют на количество тепла, которое ощущает наш техник.

Конечно, двигатели не предназначены для работы при максимально допустимой температуре, потому что это резко сокращает срок службы двигателя. Фактически, повышение рабочей температуры на каждые 10°С сокращает срок службы изоляции вдвое. Таким образом, конечная конструкция — это та, которая оптимизирует срок службы и работу двигателя, сохраняя при этом затраты на производство, техническое обслуживание и эффективную эксплуатацию на как можно более низком уровне.

В качестве примера предположим, что двигатель с температурой нагрева 65°C (очень консервативно по большинству стандартов) введен в эксплуатацию в жаркий летний день. Если температура окружающей среды 35 C (95 F), общая температура обмотки будет: 65 + 35 = 100 C. Если двигатель сконструирован так, что его поверхность примерно на 20 C холоднее, чем обмотка, температура поверхности будет: 100 — 20 = 80 C (176 F). ) — т. е. слишком горячая, чтобы можно было безопасно прикасаться! Помните, что это консервативная конструкция, поэтому температура поверхности многих двигателей будет намного выше.

Двигатели с термозащитой

На первый взгляд, максимальный предел повышения температуры двигателя, указанный в NEMA Stds. MG 1, 12.43, по-видимому, противоречат тем, которые указаны для тех же классов изоляции в стандартах NEMA. МГ 1, 12.56 и Таблица 12-8. На самом деле максимальные температуры, показанные на рис. 3, относятся только к двигателям с «тепловой защитой».

Слова «Тепловая защита» на паспортной табличке двигателя указывают на то, что устройство тепловой защиты является неотъемлемой частью машины и при правильном применении защитит ее от опасного перегрева. Другими словами, двигатели с тепловой защитой являются исключением из правил. Если двигатель имеет этот дополнительный специальный слой защиты, могут быть разрешены более высокие температуры . Основываясь на нашем предыдущем примере, вы можете увидеть, как эти более высокие температуры обмотки повлияют на температуру поверхности двигателя.

Тепловая защита и, соответственно, более высокие предельные значения температуры, как правило, предназначены для двигателей меньшего размера. Однако даже в этом случае производители двигателей не будут проектировать двигатель для работы при максимально допустимой температуре, если этого не требуют соображения применения.

Особые случаи

В некоторых случаях требуется размещение двигателя в кожухе для снижения шума или по другим причинам. В таких случаях следует уделять особое внимание контролю температуры окружающей среды внутри корпуса , в котором расположен двигатель. Охлаждения обычно достаточно, если вспомогательное охлаждение обеспечивает тот же объем воздуха, что и встроенный вентилятор двигателя.

Если приводимое оборудование выделяет тепло (например, компрессор) и находится в корпусе двигателя, это может способствовать повышению температуры двигателя. Один пример, который приходит на ум (детали расплывчаты, чтобы защитить невиновных), включал более 100 компрессоров, каждый из которых был размещен в корпусе со своим приводным двигателем и оснащен радиатором для охлаждения газа по мере его сжатия и сжижения. К сожалению, воздух для охлаждения всасывался через радиатор, а затем выбрасывался вентилятором на приводном двигателе. При таком расположении температура окружающей среды в корпусах достигала 70°С, что приводило к предельным термическим нагрузкам на изоляцию обмотки двигателя. Перегретая смазка также опорожняла корпуса подшипников, что приводило к многочисленным отказам подшипников.

Контроль температуры является важным фактором успешной работы двигателя. Необходимо соблюдать осторожность при проектировании, применении и обслуживании этих машин, чтобы оптимизировать их производительность и срок службы.