כיצד לקבוע את הטמפרטורה של הפיתולים של מנועי AC לפי ההתנגדות שלהם
מדידת טמפרטורת סלילה במהלך בדיקות חימום המנוע
הטמפרטורה של הפיתולים נקבעת על ידי בדיקת המנוע לחימום. בדיקות חימום מתבצעות כדי לקבוע את הטמפרטורה המוחלטת או עליית הטמפרטורה של הפיתול או חלקי המנוע ביחס לטמפרטורת מדיום הקירור בעומס נקוב. חומרי בידוד חשמליים המשמשים לבניית מכונות חשמליות מזדקנים ומאבדים בהדרגה את חוזקם החשמלי והמכני. קצב ההזדקנות הזה תלוי בעיקר בטמפרטורה שבה פועל הבידוד.
ניסויים רבים קבעו כי העמידות (חיי השירות) של הבידוד מצטמצמת בחצי אם הטמפרטורה בה הוא עובד גבוהה ב-6-8 מעלות צלזיוס מהגבול עבור סוג נתון של עמידות בחום.
GOST 8865-93 קובע את דרגות עמידות החום הבאות של חומרי בידוד חשמליים והטמפרטורות המגבילות האופייניות שלהם:
דרגת עמידות בחום - Y A E B F H C טמפרטורת גבול, בהתאמה - 90, 105, 120, 130, 155, 180, מעל 180 גר'. ס
ניתן לבצע בדיקות חימום בעומס ישיר ובעומס עקיף (חימום מהפסדי ליבה). הם מבוצעים לטמפרטורה שנקבעה עם עומס כמעט ללא שינוי. נלקחת בחשבון טמפרטורת המצב היציב, אשר תוך שעה משתנה ללא יותר מ: 1 מעלות צלזיוס.
כעומס בבדיקות חימום, נעשה שימוש במכשירים שונים, הפשוטים שבהם הם בלמים שונים (נעליים, רצועות וכו'), וכן עומסים המסופקים על ידי גנרטור הפועל עם ריאוסטט.
במהלך בדיקות החימום, לא רק הטמפרטורה המוחלטת נקבעת, אלא גם עליית הטמפרטורה של הפיתולים מעל הטמפרטורה של מדיום הקירור.
טבלה 2 עליות טמפרטורה מרבית המותרות של חלקי המנוע
חלקים למנועים חשמליים
עלייה מוקדמת מרבית המותרת בטמפרטורה, מעלות צלזיוס, עם סוג חומרי בידוד של עמידות בחום
שיטת מדידת טמפרטורה
א
ה
V
ו
ח
זרם מתפתל משתנה של המנועים 5000 kV-A ומעלה או עם אורך בית המגל 1 מ' ומעלה
60
70
80
100
125
התנגדות או טמפרטורה בגלאים המסודרים לפי החריצים
זהה אבל פחות מ-5000 קילו-וולט A או s אורך ליבה 1m ויותר
50*
65*
70**
85**
105***
מדחום או קואופוזיציה
פיתולי מוט של מנועי רוטור אסינכרוני
65
80
90
110
135
מדחום או קואופוזיציה
טבעות החלקה
60
70
80
90
110
מדחום או טמפרטורה ברמקולים
ליבות וחלקי פלדה אחרים, סלילי מגע
60
75
80
110
125
מד חום
אותו דבר, ללא מגע נפרד מהפיתולים
עליית הטמפרטורה של חלקים אלה לא תעלה על ערכים שיצרו סיכון של נזק לבידוד או חומרים קשורים אחרים
* כאשר מודדים בשיטת ההתנגדות, הטמפרטורה המותרת מוגברת ב-10 מעלות צלזיוס. ** אותו הדבר, ב-15 מעלות צלזיוס. *** אותו הדבר, ב-20 מעלות צלזיוס.
כפי שניתן לראות מהטבלה, GOST מספקת שיטות שונות למדידת טמפרטורה, בהתאם לתנאים הספציפיים ולחלקים של המכונות שיש למדוד.
שיטת המדחום משמשת לקביעת טמפרטורת פני השטח בנקודת היישום. (משטח בית, מיסבים, פיתולים), טמפרטורת הסביבה ואוויר הנכנס ויוצא מהמנוע. משתמשים במדחום כספית ואלכוהול. יש להשתמש רק במדחום אלכוהול ליד שדות מגנטיים מתחלפים חזקים, מכיוון שהם מכילים כספית זרמי מערבולת מושריםעיוות של תוצאות המדידה. להעברת חום טובה יותר מהצומת למדחום, המיכל של האחרון עטוף בנייר כסף ולאחר מכן נלחץ כנגד הצומת המחומם. לבידוד תרמי של המדחום, מורחים שכבת צמר גפן או לבד על נייר הכסף, כדי שהאחרון לא ייפול למרווח שבין המדחום לחלק המחומם של המנוע.
בעת מדידת טמפרטורת מצע הקירור, יש להניח את המדחום בכוס מתכת סגורה מלאה בשמן ולהגן על המדחום מפני חום קרינה הנפלט ממקורות החום שמסביב והמכונה עצמה, וזרמי אוויר מקריים.
כאשר מודדים את הטמפרטורה של מצע הקירור החיצוני, ממוקמים מספר מדי חום בנקודות שונות סביב המכונה הנבדקת בגובה השווה למחצית מגובה המכונה ובמרחק של 1 - 2 מ' ממנה. הערך האריתמטי הממוצע של קריאות המדחום הללו נלקח כטמפרטורה של תווך הקירור.
שיטת צמד תרמי, בשימוש נרחב למדידת טמפרטורה, משמשת בעיקר במכונות AC. צמדים תרמיים ממוקמים במרווחים שבין שכבות הסלילים ובתחתית החריץ, כמו גם במקומות אחרים שקשה להגיע אליהם.
למדידת טמפרטורות במכונות חשמליות, משתמשים בדרך כלל בצמדי נחושת-קונסטנטן המורכבים מחוטי נחושת וקבועים בקוטר של כ-0.5 מ"מ. בזוג, קצוות הצמד התרמי מולחמים זה לזה. נקודות החיבור ממוקמות בדרך כלל במקום בו יש צורך למדוד את הטמפרטורה ("צומת חם"), וצמד הקצוות השני מחובר ישירות למסופים של מד המיליוולט הרגיש. עם התנגדות פנימית גבוהה… בנקודה שבה הקצה הלא מחומם של חוט הקונסטנטן מתחבר לחוט הנחושת (במסוף של מכשיר המדידה או במסוף המעבר), נוצר מה שנקרא "צומת קר" של הצמד התרמי.
על פני המגע של שתי מתכות (קונסטנטן ונחושת) מתרחש EMF, פרופורציונלי לטמפרטורה בנקודת המגע, ונוצר מינוס על הקסטנטן ופלוס על הנחושת. EMF מתרחש הן בצמתים ה"חמים" וה"קרים" של הצמד התרמי.עם זאת, מכיוון שהטמפרטורות של הצמתים שונות, אז ערכי EMF שונים, ומכיוון שבמעגל שנוצר על ידי הצמד התרמי ומכשיר המדידה, EMFs אלה מכוונים זה לזה, המיליוולטמטר מודד תמיד את ההבדל ב-EMF של צמתים "חם" ו-"קר" התואמים להפרש הטמפרטורה.
נמצא בניסוי שה-EMF של צמד תרמי נחושת-קונסטנטן הוא 0.0416 mV לכל 1 מעלות צלזיוס מהפרש הטמפרטורה בין הצמתים "חמים" ו"קרים". בהתאם, ניתן לכייל את סולם המיליוולטמטר במעלות צלזיוס. מכיוון שהצמד התרמי רושם רק את הפרש הטמפרטורה, כדי לקבוע את טמפרטורת הצומת ה"חם" המוחלטת, הוסף את טמפרטורת הצומת "הקרה" שנמדדה עם המדחום לקריאת הצמד התרמי.
שיטת התנגדות - קביעת הטמפרטורה של פיתולים מהתנגדות DC שלהם משמשת לעתים קרובות למדידת הטמפרטורה של פיתולים. השיטה מבוססת על התכונה הידועה של מתכות לשנות את עמידותן בהתאם לטמפרטורה.
כדי לקבוע את עליית הטמפרטורה, ההתנגדות של הסליל נמדדת במצב קר ומחומם ועורכים חישובים.
יש לזכור כי מרגע כיבוי המנוע ועד לתחילת המדידות, עובר זמן מה, שבמהלכו יש לסליל זמן להתקרר. לכן, על מנת לקבוע נכון את טמפרטורת הפיתולים בזמן הכיבוי, כלומר במצב ההפעלה של המנוע, לאחר כיבוי המכונה, במידת האפשר, במרווחים קבועים (לפי שעון העצר), מתבצעות מספר מדידות. .המרווחים הללו לא צריכים לחרוג מהזמן מרגע הכיבוי ועד המדידה הראשונה. המדידות מבוצעות לאחר מכן על-ידי שרטוט R = f (t).
ההתנגדות של הפיתול נמדדת בשיטת מד זרם-מתח. המדידה הראשונה מתבצעת לא יאוחר מדקה אחת לאחר כיבוי המנוע עבור מכונות בעלות הספק של עד 10 קילוואט, לאחר 1.5 דקות - עבור מכונות בעלות הספק של 10-100 קילוואט ולאחר 2 דקות - עבור מכונות עם הספק של יותר מ-100 קילוואט.
אם מדידת ההתנגדות הראשונה נעשית לא יותר מ-15 - 20 מרגע הניתוק, אזי המדידה הגדולה מבין שלושת המדידות הראשונות נלקחת כהתנגדות. אם המדידה הראשונה נלקחת יותר מ-20 שניות לאחר כיבוי המכונה, נקבע תיקון קירור. לשם כך בצעו 6-8 מדידות התנגדות ובנו גרף של שינוי ההתנגדות במהלך הקירור. על ציר האורדינאטה משורטטים ההתנגדויות הנמדדות התואמות, ובאבססיס הזמן (בדיוק לפי קנה מידה) שחלף מרגע כיבוי המנוע החשמלי ועד למדידה הראשונה, המרווחים בין המדידות לעקומה המוצגת בגרף. כקו איתן. לאחר מכן עקומה זו ממשיכה שמאלה, תוך שמירה על אופי השינוי שלה, עד שהיא חותכת את ציר ה-y (מוצג בקו מקווקו). הקטע לאורך ציר הסמין מתחילת נקודת החיתוך עם הקו המקווקו קובע בדיוק מספיק את ההתנגדות הרצויה של מתפתל המנוע במצב חם.
המינוח העיקרי של מנועים המותקנים במפעלים תעשייתיים כולל חומרי בידוד מדרגות A ו-B.לדוגמה, אם נעשה שימוש בחומר מבוסס נציץ מסוג B לבידוד החריץ ולפיתול חוטי PBB עם בידוד כותנה מסוג A, אזי המנוע שייך לדרגת עמידות בחום. לדרגה A. אם הטמפרטורה של מצע הקירור היא מתחת ל-40 מעלות צלזיוס (הסטנדרטים לגביהם מופיעים בטבלה), אזי עבור כל סוגי הבידוד ניתן להעלות את עליות הטמפרטורה המותרות בכמה מעלות כמו הטמפרטורה של מדיום הקירור הוא מתחת ל-40 מעלות צלזיוס, אך לא יותר מ-10 מעלות צלזיוס. אם הטמפרטורה של מדיום הקירור היא 40-45 מעלות צלזיוס, עליות הטמפרטורה המקסימליות המותרות המצוינות בטבלה מופחתות עבור כל סוגי חומרי הבידוד ב-5 מעלות צלזיוס, ובטמפרטורות של מדיום הקירור 45-50 מעלות צלזיוס - ב-10 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה של מדיום הקירור נלקחת בדרך כלל כטמפרטורה של האוויר שמסביב.
עבור מכונות סגורות בעלות מתח של לא יותר מ-1,500 וולט, עליית הטמפרטורה המקסימלית המותרת של פיתולי הסטטור של מנועים חשמליים עם הספק של פחות מ-5,000 קילוואט או עם אורך ליבה של פחות מ-1 מ', וכן של פיתולים מ-1 מ'. ניתן להגדיל רוטורים מוטים במדידת טמפרטורות בשיטת ההתנגדות ב-5 מעלות צלזיוס. כאשר מודדים את הטמפרטורה של הפיתולים בשיטת מדידת ההתנגדות שלהם, נקבעת הטמפרטורה הממוצעת של הפיתולים. במציאות, כאשר המנוע פועל, באזורים המתפתלים הבודדים יש טמפרטורות שונות. לכן, הטמפרטורה המקסימלית של הפיתולים, הקובעת את עמידות הבידוד, תמיד גבוהה מעט מהערך הממוצע.