Wybierając silnik elektryczny do nowej aplikacji lub dostosowując istniejącym, należy upewnić się, że silnik będzie działał prawidłowo w warunkach specyficznych dla danej aplikacji. Chociaż takie sytuacje mogą być rzadkie, warto zrozumieć różnicę między normalnymi warunkami pracy a warunkami nietypowymi, które mogą powodować zakłócenia i przestoje w produkcji.
Dobrym punktem wyjścia do tej analizy jest zapoznanie się z definicjami normalnych i nietypowych warunków eksploatacji zawartymi w standardach. Warto zwrócić uwagę na normy amerykańskiego Narodowego Stowarzyszenia Producentów Aparatury Elektrycznej (NEMA) - Standard MG1: Silniki i generatory. Definicje dotyczące warunków pracy silników można również znaleźć w normie Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC) - Standard 60034-1: Maszyny elektryczne wirujące, Część 1: Dane znamionowe i parametry, choć w mniejszym zakresie. W niniejszym artykule skupimy się głównie na normie MG 1.
Norma MG 1 w części 1.6 Sekcji I definiuje normalne warunki eksploatacji dla szerokiej gamy silników i generatorów, w tym silników prądu zmiennego (AC) ogólnego przeznaczenia, małych silników prądu stałego (DC) ogólnego przeznaczenia, generatorów ogólnego przeznaczenia, przemysłowych silników prądu stałego średniej mocy oraz przemysłowych generatorów prądu stałego.
Zgodnie z normą MG 1, konstrukcje silników AC ogólnego przeznaczenia mają „standardowe parametry znamionowe ze standardowymi charakterystykami roboczymi oraz konstrukcję mechaniczną przystosowaną do normalnych warunków eksploatacyjnych bez ograniczeń dla konkretnej aplikacji czy typu aplikacji”. Definicje czterech innych kategorii silników zawarte w tej normie są podobne: „konstrukcja mechaniczna odpowiednia do użytkowania w normalnych warunkach eksploatacyjnych”. Producenci silników projektują ich konstrukcje mechaniczne z myślą o specyficznych typach silników (np. silnikach AC ogólnego przeznaczenia), dlatego kluczowymi parametrami wpływającymi na ich niezawodną pracę są normalne warunki eksploatacyjne.
Tabliczki znamionowe na silnikach często podają maksymalną temperaturę otoczenia wynoszącą 40°C, ale rzadko określają minimalną temperaturę. Eksploatacja silnika w temperaturach przekraczających tę maksymalną lub poniżej minimalnej granicy jest niedozwolona.
Najlepiej skontaktować się z producentem silnika, aby uzyskać informacje dotyczące pracy w temperaturach poza standardowym zakresem. W niskich temperaturach problemem mogą być łożyska i smary, podczas gdy w wysokich temperaturach problematyczne mogą być zarówno uzwojenia silnika, jak i łożyska oraz smary.
Uwaga: zakres temperatur otoczenia podany na tabliczce znamionowej odnosi się do „temperatury pokojowej”. Maksymalny przyrost temperatury lub maksymalna temperatura uzwojeń rzadko pojawiają się na tabliczkach znamionowych, ale temat ten wykracza poza zakres niniejszego artykułu.
Eksploatacja silnika na wysokościach powyżej 1000 m n.p.m. zazwyczaj wymaga obniżenia mocy znamionowej. Wzrost temperatury może być istotnym czynnikiem przy pracy na takich wysokościach bez redukcji mocy.
Większość silników jest montowana na sztywnej podstawie, co rzadko stanowi problem. W przypadku konieczności innego rodzaju montażu (np. na saniach do naciągu przekładni pasowych) należy skonsultować się z producentem.
Prawidłowe działanie systemu wentylacyjnego jest kluczowe dla normalnej eksploatacji silnika. Przykładem naruszenia tej zasady byłoby umieszczenie sprężarki powietrza wraz z silnikiem napędzającym i układem sterowania w jednej obudowie, np. w szafie sterowniczej.
Norma MG 1, 14.3 zawiera listę warunków eksploatacji, które odbiegają od normalnych i zaleca użytkownikom konsultację z producentem silnika, jeśli którykolwiek z tych warunków może wpływać na konstrukcję lub działanie silnika.
Otoczenie zawierające pyły łatwopalne, wybuchowe lub ścierne.
Nagromadzenie brudu i zanieczyszczeń, które mogą zakłócić normalną wentylację silnika.
Opary chemiczne, palne lub wybuchowe gazy.
Para, zasolone powietrze, mgła olejowa.
Wilgotne otoczenie, promieniowanie cieplne, robactwo i szkodniki, atmosfera sprzyjająca wzrostowi grzybów.
Nadmierne wstrząsy, wibracje lub obciążenia mechaniczne ze strony źródeł zewnętrznych.
Lista warunków eksploatacji odbiegających od normalnych nie jest wyczerpująca, ponieważ byłaby zbyt długa do praktycznego zastosowania. Aby lepiej zrozumieć, co stanowi odbiegające od normy warunki eksploatacji, warto rozważyć ich przeciwieństwa. Z tego punktu widzenia, silnik powinien być zainstalowany w czystym i suchym (ale nie nadmiernie suchym) otoczeniu oraz pracować bez zakłóceń ze strony czynników mechanicznych lub fizycznych. Innymi słowy, należy stworzyć takie warunki pracy, jakie są zakładane przy testach fabrycznych nowych silników.
Podobnie jak lista warunków dotyczących otoczenia, każdy z poniższych nietypowych warunków eksploatacji wymaga dokładniejszego omówienia:
Napięcie i częstotliwość zasilania: nietypowe warunki eksploatacji występują, gdy odchylenia napięcia przekraczają ±10% wartości znamionowej silnika, częstotliwość różni się o ±5% od znamionowej (+3%/-5% według normy IEC 60034-1, 7.3), lub obie te sytuacje występują jednocześnie. Asymetria napięcia w układzie trójfazowym większa niż 1% również jest nietypowym warunkiem eksploatacji.
Praca silnika z prędkością obrotową wyższą od znamionowej (nadobroty): może stanowić problem w silnikach zasilanych przez napędy o zmiennej częstotliwości (VFD; falowniki). Tabela 1 przedstawia graniczne wartości prędkości obrotowej dla silników indukcyjnych.
Niewystarczająca wentylacja oraz praca w studniach: mogą prowadzić do problemów z zawilgoceniem lub zanurzeniem w wodzie.
Praca w pochyłej pozycji: silniki małej i średniej mocy, przeznaczone do pracy w położeniu poziomym, mogą zazwyczaj działać w pozycji przechylonej lub pionowej. Jednak takie orientacje są klasyfikowane jako nietypowe warunki eksploatacji, ponieważ mogą wpływać na przepływ środków smarnych, co uniemożliwia smarowanie łożysk. W silnikach smarowanych olejem może to powodować wycieki.
Nadmierne siły mechaniczne: nadmierne obciążenia mechaniczne, wynikające z nadmiernych obciążeń lub momentów skręcających, są oczywiście nietypowymi warunkami eksploatacji, mogącymi prowadzić do przedwczesnej awarii wału silnika. Częste rozruchy lub zmiany kierunku wirowania mogą również powodować nadmierne obciążenia mechaniczne oraz przegrzewanie się stojana i wirnika z powodu dużego prądu rozruchowego (zwykle 5-8 razy większego od prądu znamionowego).
Hamowanie elektryczne: może powodować przepływ prądu przez uzwojenia silnika większego od znamionowego i ich gwałtowne nagrzewanie, gdy siła hamująca jest nadal przyłożona nawet po zatrzymaniu silnika.
Zrozumienie różnicy między normalnymi a nietypowymi warunkami eksploatacji silników elektrycznych jest nie tylko praktyczne, ale też nieocenione przy doborze silnika do nowej aplikacji czy diagnozowaniu problemów z już działającym silnikiem.
Umów się na serwis
CENY
Pamiętaj
Nasz sklep kierujemy przede wszystkim do klientów biznesowych, dlatego po zarejestrowaniu otrzymasz dostęp do cen hurtowych
ZAREJESTRUJ SIĘ ŻEBY POZNAĆ CENY!
Porównywarka 
