תפקידם של אמצעי הגנה בשיפור האמינות של מנועים חשמליים
האמינות של מכשיר טכני מובנת כיכולתו לבצע את תפקידיו למשך פרק זמן מסוים.
אחד המדדים החשובים ביותר לאמינות הוא MTBF, הנמדד במספר שעות הפעולה עד לכשל הראשון. ככל שמספר זה גבוה יותר, כך אמינות המוצר גבוהה יותר.
הבחנה בין אמינות מבנית ותפעולית של מנוע חשמלי.
האמינות המבנית של המנוע החשמלי תלויה באיכות החומרים המשמשים במכונה, באיכות הייצור של יחידות ואלמנטים בודדים, בשיפור טכנולוגיית ההרכבה ובגורמים נוספים.
האמינות התפעולית של המנוע החשמלי מושפעת מאיכות ייצור המכונה, מתנאי הסביבה בזמן הפעולה, התאמה של מאפייני המנוע החשמלי לדרישות המכונה העובדת ומהתהליך הטכנולוגי, רמת התחזוקה.
היעילות הכלכלית של שימוש במנועים חשמליים נקבעת לא רק לפי העלות הראשונית שלהם, אלא גם לפי עלויות התפעול.
ייצור מנועים חשמליים לא אמינים דורש עלויות גבוהות כדי לשמור אותם במצב תקין. שימוש לא נכון והיעדר תחזוקה נאותה מביאים למוצרים איכותיים שאינם מספקים תפעול ללא תקלות. לפיכך, כדי להשתמש ביעילות בכל האפשרויות הגלומות במנוע החשמלי, יש צורך בסט של אמצעים, החל בתכנון נכון של הכונן החשמלי וכלה במועד. תמיכה ותיקון איכותי. הפרה של אחת מהחוליות בשרשרת זו אינה מאפשרת להשיג את האפקט הרצוי.
ישנם שלושה סוגים אופייניים של כשלים הטבועים במנועים חשמליים.
1. פריצות דרך בתאונות מנוע חשמלי שהתרחשו בתקופת הפעילות המוקדמת. הופעתם קשורה לליקויים בתהליך הייצור במפעלים. מבלי לשים לב, הם מתבטאים בתקופת העבודה הראשונה.
2. כשלים פתאומיים של מנועים חשמליים בזמן פעולה רגילה.
3. תקלות הנגרמות מבלאי של חלקים בודדים של מנועים חשמליים. הם מתרחשים עקב פיתוח חלקי משאבים או שימוש או תחזוקה לא נאותים. תיקון או החלפה בזמן של חלקים בלויים של המנוע החשמלי מונעים נזקים מסוג זה.
סוגי הכשל הנ"ל תואמים לשלוש תקופות של "חיי" המנוע החשמלי: תקופת דליפה, תקופת פעולה רגילה ותקופת התיישנות.
מנועים חשמליים בתקופת תפוגה של שיעור כשל גבוהים יותר מאשר בפעולה רגילה. רוב ליקויי הייצור מזוהים ומתוקנים במהלך הבדיקה.עם זאת, בייצור המוני אי אפשר לבדוק כל חלק. בחלק מהמכונות עלולים להיות פגמים נסתרים הגורמים לנזק במהלך תקופת הפעולה הראשונה.
משך זמן הניקוז חשוב שבמהלכו מושגת אמינות התואמת לפעולה רגילה. תקלות של התקופה הראשונה אינן משפיעות עוד יותר על אמינות המכשיר בתקופות הבאות של השימוש בו.
במהלך פעולה רגילה, תקלות בפעולת מנועים חשמליים הן בדרך כלל אקראיות. המראה שלהם תלוי במידה רבה בתנאי ההפעלה של המכשיר. עומסי יתר תכופים, סטיות ממצבי הפעולה שעבורם מיועד המנוע החשמלי, מגדילים את ההסתברות לכשל. בתקופה זו ישנה חשיבות עיקרית לתחזוקה והסרה בזמן של חריגות מתנאי העבודה הרגילים. המשימה של אנשי השירות היא לוודא שתקופת הפעולה הרגילה לא תפחת מתחת לזמן הסטנדרטי.
אמינות גבוהה פירושה שיעור נמוך של כשל בפעולה ולכן תקופת פעולה ארוכה יותר. אם תחזוקה מונעת שיטתית של המנוע החשמלי מבוססת בפועל, אז משך תקופת הפעולה הרגילה שלו מגיע לערך התכנון - 8 שנים.
התקופה השלישית של "חייו" של המנוע החשמלי - תקופת ההזדקנות - מאופיינת בעלייה מהירה במידת הכשל. להחלפה או תיקון של חלקים בודדים אין השפעה, כל המכונה נשחקת. השימוש הנוסף בו הופך ללא רווחי. לבלאי המכונה כולה חשיבות תיאורטית עיקרית.לעיתים רחוקות ניתן לתכנן ולהפעיל מכונה כך שכל חלקיה נשחקים באופן שווה. בדרך כלל החלקים והיחידות הבודדים שלו נכשלים. במנועים חשמליים, הנקודה החלשה ביותר היא הפיתול.
המדד החשוב ביותר בו תלויה אמינות פעולתו של מכשיר טכני הוא התחזוקה שלו, המובן כיכולת זיהוי וסילוק נזקים ותקלות במהלך תחזוקה ותיקון. יכולת התיקון נמדדת לפי זמן ועלויות העבודה הנדרשות כדי להחזיר מכשיר טכני לשירות.
דפוסי כשל במנוע יכולים להיות שונים. נדרשות זמנים שונים כדי להחזיר את הפונקציונליות המלאה. עם זאת, תצפיות מראות שזמן ההתאוששות הממוצע עבור רמת תחזוקה נתונה משותף לכל המתקנים. ערך זה נחשב למאפיין תחזוקה.
MTBF אינו מאפיין באופן מלא את האמינות של מכשיר טכני, אלא רק קובע את פרק הזמן שבו המכשיר פועל ללא דופי. לאחר התרחשות כשל, לוקח זמן לשחזר את הביצועים שלו.
אינדיקטור כללי המעריך את מוכנות המכשיר לבצע את תפקידיו בזמן הנכון הוא מקדם הזמינות, שנקבע על ידי הנוסחה
kT = tcr / (tcr + tv)
כאשר tcr הוא הזמן הממוצע בין תקלות; tв - פירושו זמן התאוששות.
לפיכך, kT - היחס בין משך העבודה הממוצע לסכום זמן העבודה וזמן ההתאוששות.
ניתן לפצות על האמינות הנמוכה של המכשיר על ידי צמצום זמן ההתאוששות.
MTBF נמוך וזמן התאוששות ארוך יכולים להיות הגורם לזמינות מכשיר נמוכה. הראשון מבין הערכים הללו תלוי באמינות המוצר וברמת הפעולה הטכנית שלו. ככל שהאיכות שלו גבוהה יותר, הזמן הממוצע בין תקלות ארוך יותר. עם זאת, אם השחזור והתחזוקה נמשכים זמן רב, זמינות הציוד לא תגדל. במילים אחרות, יש להשלים את השימוש בציוד איכותי ברמה גבוהה של תחזוקה ותיקון... רק במקרה זה ניתן להשיג פעולה רציפה.
מבחינת הייצור, חשוב שיהיה ציוד מוכן לשימוש וללא תקלות באופן כללי, מוכנות יחידת הכוח הראשית (מנוע חשמלי) תלויה גם באמינות פעולת ציוד ההתנעה עבור הגנה ובקרה.
הגנה אינה יכולה למנוע נזק למנוע, שכן היא אינה יכולה להשפיע על אותם גורמים היוצרים מצב חירום.
תַפְקִיד התקני הגנה מפני עומס יתר היא למנוע נזק למנוע החשמלי על ידי כיבויו בזמן. זה יכול להפחית משמעותית את זמן ההתאוששות של ציוד חשמלי. לוקח פחות זמן לחסל את הסיבה שגרמה למצב החירום מאשר לתקן או להחליף מנוע פגום.
מצד שני, אין לאפשר כיבוי מוקדם לא מוצדק של המנוע החשמלי, שכן הדבר מפחית את אמינות הציוד בכללותו. תהיה הסיבה אשר תהיה, הטיול הוא כישלון. אמצעי הגנה לא נאותים מפחיתים MTBF ולכן זמינות.
במקרים מסוימים, רצוי לא לכבות את המתקן החשמלי, אלא לאותת על מצב חירום.
באמצעות הטרמינולוגיה של תורת האמינות, אנו יכולים לומר שהמטרה הכללית של ההגנה היא להפחית את זמן ההתאוששות של המתקן החשמלי בכללותו על ידי מניעת נזק למנוע החשמלי. המיגון חייב להגיב לאותם עומסי יתר המהווים למעשה סיכון לנזק למנוע החשמלי.
יש להתגבר על סוגים מסוימים של גודש באמצעות עתודת כוח. השבתות כוזבות מפחיתות את אמינות הציוד וגורמות לנזק בייצור. אסור לתת להם.