大功率電機啟動過程中熱應(yīng)力的探討
- 發(fā)表時間:2021-12-27
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電機廠家提醒,在大功率電機特別是籠型電機的啟動過程中,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速從零到額定轉(zhuǎn)速緩慢上升,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率從1下降到一個恒定值,這是一個小值。在這個過程中,電機轉(zhuǎn)子累積的轉(zhuǎn)子銅損耗就是電機在額定轉(zhuǎn)速下的動能。
應(yīng)對需要正反轉(zhuǎn)的大功率電機,如果全速運轉(zhuǎn)的電機反向制動,反向旋轉(zhuǎn),此時轉(zhuǎn)子消耗的能量遠(yuǎn)大于正常啟動時消耗的能量,大約是能量的3倍。
在大功率電機的啟動過程中,由于時間相對較短,定子和轉(zhuǎn)子鐵芯的溫度相對較低,而帶電導(dǎo)體的溫度在此期間迅速上升。由于受熱環(huán)境的發(fā)散性和材料熱膨脹系數(shù)的不同,轉(zhuǎn)子中的導(dǎo)電籠條會受到物理空間自由膨脹的限制而產(chǎn)生熱應(yīng)力。
熱應(yīng)力又稱變溫應(yīng)力,是指溫度變化時,由于外界的約束和內(nèi)部各部門之間的相互制約,物體不能完全自由膨脹和收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力。
當(dāng)熱應(yīng)力高于屈服強度或疲勞極限時,導(dǎo)桿會開裂。深溝轉(zhuǎn)子電機啟動時,由于電機的擠壓作用,轉(zhuǎn)子棒上下溫差會很大,產(chǎn)生脹差,進(jìn)而使轉(zhuǎn)子棒彎曲。在處理轉(zhuǎn)子棒的非鍛造工藝時,這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重,嚴(yán)重時,轉(zhuǎn)子棒很可能會斷裂。
同時,在啟動過程中,定子繞組的電流很大,會造成瞬間高溫,電機長時間低速爬行,頻繁重負(fù)荷啟動,城市導(dǎo)致定子繞組絕緣過早老化,或者溫度過渡過度導(dǎo)致電機絕緣和電磁線漆膜軟化擊穿,導(dǎo)致繞組匝間阻塞。
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