השפעת איכות החשמל על פעולתם של מנועים חשמליים

אחד התנאים העיקריים להבטחת פעולה תקינה של מנועים חשמליים הוא אספקת החשמל שלהם, שהפרמטרים שלו עומדים בדרישות מסוימות לאיכותו.

הדבר העיקרי מחווני איכות חשמל (PQI) הקשורים לפרמטרים כגון סטיות תדר ומתח, תנודות מתח, חוסר איזון במתח ואי-סינוס. על מנת למנוע הפרעה ארוכת טווח של הפעולה הרגילה של מנועים חשמליים, ה-PQEs העיקריים לא צריכים לחרוג מהערכים הרגילים שלהם, אלא במצבי חירום - מחוץ לערכים מקסימליים מסוימים. שקול כיצד מחווני איכות החשמל משפיעים על הביצועים של מנועים חשמליים.

האמינות והעמידות של מנועים חשמליים מושפעים מאוד מהתנאים התרמיים שלהם. לכן, עבור מנועים אינדוקציה וסינכרוניים, ההשפעה של סטיית מתח על התנאים התרמיים שלהם תלויה גם בעומס המנוע.הפעלת מנועים חשמליים במתח נמוך מובילה להתחממות יתר של הבידוד ועלולה לגרום לנזק. העובדה היא שכאשר המתח נופל בגבולות הנורמליים (+ 10%), זרמי הרוטור והסטטור גדלים בממוצע של 14 ו- 10%, בהתאמה.

עם עומס משמעותי על מנועים אסינכרוניים, סטיות מתח מובילות להפחתה משמעותית בחיי השירות שלו. ככל שזרם המנוע גדל, מתרחשת הזדקנות אינטנסיבית יותר של הבידוד. עם סטיות מתח שליליות במסוף של 10% ועומס נומינלי של מנוע האינדוקציה, חיי השירות שלו מצטמצמים בחצי.

כאשר מתח הרשת סוטה, ההספק התגובתי של מנועים סינכרוניים משתנה, דבר שחשוב בעת שימוש במנועים סינכרוניים לפיצוי הספק תגובתי. זה חל לחלוטין על יחידות מעבה. עם כוח תגובתי לא מספיק שנוצר ברשת על ידי מנועים סינכרוניים, יש צורך להשתמש בנוסף בבנקי קבלים, מה שמפחית את האמינות של מערכת החשמל על ידי הגדלת מספר רכיבי המערכת.

תנודות מתח, כמו גם תנודות מתח, משפיעות לרעה על פעולתם של מנועים חשמליים. כונן השסתום החשמלי רגיש מאוד לסטיות במתח רשת האספקה, מכיוון שהשינוי במתח המתוקן מוביל לשינוי במהירות הסיבוב של המנועים.

בארגונים עם תחנות כוח תרמיות משלהם, תנודות במשרעת המתח ובפאזה הנובעות מתנודות מתח מובילות לתנודות במומנט האלקטרומגנטי, בכוח הפעיל והתגובתי של הגנרטורים, מה שמשפיע לרעה על יציבות התחנה כולה, ולכן , האמינות התפקודית שלו .

למצבים שאינם סינוסואידים יש השפעה ניכרת על האמינות של מנועים חשמליים. זאת בשל העובדה כי בנוכחות הרמוניות גבוהות יותר בעקומת המתח, תהליך ההזדקנות של הבידוד מתרחש באופן אינטנסיבי יותר מאשר במקרה של ציוד חשמלי הפועל במתח סינוסואידי. כך, למשל, עם מקדם לא-סינוסואידי של 5%, לאחר שנתיים של פעולה, הטנגנס של זווית ההפסד הדיאלקטרי של הקבלים גדל פי 2.

חוסר איזון מתח משפיע לרעה על פעולתם וחיי השירות של מנועים אסינכרוניים, לפיכך, חוסר איזון מתח של 1% גורם לחוסר איזון משמעותי של זרמים בפיתולים (עד 9%). זרמים ברצף שלילי מונחים על גבי זרמים ברצף חיובי וגורמים לחימום נוסף של הסטטור והרוטור, וכתוצאה מכך להזדקנות מואצת של הבידוד ולהפחתה בהספק המנוע הזמין. ידוע כי עם חוסר איזון מתח של 4%, חיי השירות של מנוע אינדוקציה הפועל בעומס מדורג מצטמצמים בערך פי 2; עם חוסר איזון מתח של 5%, ההספק הזמין של מנוע האינדוקציה מופחת ב-5 - 10%.

השדה המגנטי של זרמי הרצף ההפוך של הסטטור של מכונות סינכרוניות משרה זרמי מערבולת משמעותיים בחלקי המתכת המאסיביים של הרוטור, הגורמים לחימום מוגבר של הרוטור ולרעידות של החלק המסתובב של המכונה. רעידות עלולות להיות מסוכנות למבנה המכונה אם יש חוסר איזון משמעותי.

חימום של פיתול העירור של מנוע סינכרוני עקב הפסדי חוסר איזון מתח נוספים מוביל לצורך להפחית את זרם העירור, תוך הפחתת הכוח התגובתי שמספק המנוע הסינכרוני לרשת.

Kireeva E.A.