Toward the evaluation of the influence of temperature fluctuations on the durability of the stator winding insulation of asynchronous motors in random mode loading

Braslavsky, I.Ya.; Metelkov, V. P.; Esaulkova, D. V.; Kostylev, A. V.; Kondakov, Konstantin A.

doi:10.1109/speedam.2016.7525821

Cited by 9 publications

(3 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Это особенно важно, когда мы рас-сматриваем связь между особенностями нагруже- ния электропривода и некоторыми параметрами, которые определяют надежность его функциониро-вания. Например, исследования показывают [3,9], что долговечность изоляции обмоток двигателя, при работе в режимах случайного нагружения, очень существенно зависит от дисперсии мощно-сти потерь в двигателе. Эта дисперсия определяет-ся параметрами реального закона распределения момента двигателя с учетом ограничений, а не идеализированным законом, параметры которого используется как входная информация при моде-лировании.…”

Section: количественная оценка различий между ограниченным и неограниunclassified

Features of electric drive simulation at random loading

2017

View full text Add to dashboard Cite

69Введение В различных отраслях промышленности и в сельскохозяйственной отрасли существует широ-кий круг электроприводов, нагрузка которых оп-ределяется различными факторами, имеющими случайный характер. Это приводы различных транспортных средств, экскаваторов, подъемников и многие другие. Случайный характер нагрузки определяется значениями момента сопротивления, величиной динамических моментов при пуске и торможении, продолжительностью периодов на-гружения и пауз.При моделировании случайных нагрузок электроприводов приходится сталкиваться с неко-торыми особенностями, которым, зачастую, не придают значения, но которые могут существенно повлиять на результаты исследования. Авторы хотели бы поделиться некоторыми соображениями по этому поводу, основанными на собственном практическом опыте моделирования электропри-водов.В этой статье мы остановимся на трех осо-бенностях, на которые следует обратить внимание при моделировании электроприводов, работающих при случайном характере нагружения, которые нам показались наиболее существенными:-связь между законами распределения веро-ятностей нагрузки электропривода и распределе-ния вероятности мощности потерь в двигателе;-разница между дисперсией амплитуды на-грузки и дисперсией всего процесса нагружения;-влияние ограничений, накладываемых ко-нечным значением момента двигателя, на законы распределения вероятностей для нагрузки и мощ-ности потерь в двигателе.1. Закон распределения вероятностей для нагрузки и закон распределения вероятностей для мощности потерь 1.1. Причины существования разницы между законами распределения вероятностей для нагрузки и для мощности потерь При исследовании электроприводов, рабо-тающих в режимах случайного нагружения, важно иметь в виду, что мощность потерь в машине свя-зана с нагрузкой (моментом) нелинейной зависи-мостью. Например, при работе асинхронного дви-гателя в пределах рабочего участка механической характеристики, где скольжение мало, связь между моментом и мощностью потерь может быть пред-ставлена следующим выражением = + , Рассматриваются некоторые особенности моделирования электроприводов, работающих в режиме случайного нагружения. Показано, что при моделировании электропривода в случайных режимах нельзя переносить закон распределения вероятностей для нагрузки, характеризуемой величиной момента дви-гателя, на закон распределения для мощности потерь в нем. Также показано, что величина дисперсии для процесса нагружения может очень существенно отличаться от дисперсии для амплитуд нагрузки этого процесса, причем разница может быть как в меньшую, так и в большую сторону, в зависимости от продолжительности включения и математического ожидания амплитуды. Рассмотрено влияние ограни-чения момента двигателя на функции плотности вероятностей момента нагрузки и мощности потерь. Показано, что законы распределения без учета ограничения момента и с учетом этого ограничения -это два разных закона, которые имеют, в общем случае, разные значения дисперсии и математического ожидания.Ключевые слова: электропривод, моделирование, случайные нагрузки, закон...

show abstract

Section: количественная оценка различий между ограниченным и неограниunclassified

Features of electric drive simulation at random loading

2017

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Это ведет к сокращению срока службы двигателя, что не учитывается классическими методами оценки теплового состояния двигателя [2]. Однако факт влияния колебаний температуры на ускорение расхода термического ресурса изоляции обмотки при определенных условиях может оказываться весьма существенным [2][3][4][5].…”

Section: Introductionunclassified

Evaluation of Load Fluctuations Impact on Induction Motors Insulation Resource

2018

View full text Add to dashboard Cite

ВведениеБольшое количество электроприводов в различных отраслях работает в режимах, для которых характерно периодическое изменение нагрузки или периодов работы и паузы. При работе в таких режимах температура элементов двигателя может изменяться в широком диапазоне. Широко распространенный классический метод оценки теплового состояния электродвигателей на основе средних потерь так, как и методы эквивалентных величин, основанные на нем, не учитывают это обстоятельство. Вывод выражений для этих методов предполагает линейную связь между скоростью термического старения изоляции и ее температурой, так как только в этом случае средняя температура отражает среднюю скорость старения изоляции.В действительности скорость термического старения изоляции () связана с температурой () экспоненциальной зависимостью. Эта зависимость может быть получена, исходя из законов кинетики химических реакций [1], и может быть представ-где B и G -постоянные коэффициенты;  A = 273 °С; k = 3600, если срок службы измеряется в секундах. Расход термического ресурса изоляции за время t work может быть представлен как(2) Расход термического ресурса изоляции за время работы в номинальном режиме с температурой  N будет R N = ( N )t work . В этом случае можно ввести коэффициент ускорения расхода термического ресурса изоляции k   = R/R N , позволяющий оценить влияние изменений температуры обмотки на ее долговечность.Выражение (1) описывает монотонно возрастающую функцию с положительной второй производной. Из этого следует, что увеличение скорости старения изоляции при увеличении температуры вверх от средней не компенсируется ее снижением при снижении температуры. Поэтому любые колебания температуры ведут к увеличению скорости расхода термического ресурса изоляции, а при колебаниях температуры с разной амплитудой, но одинаковым средним ее значением, средняя скорость старения изоляции будет разной (k  всегда больше единицы). Это ведет к сокращению срока службы двигателя, что не учитывается классическими методами оценки теплового состояния двигателя [2]. Однако факт влияния колебаний температуры на ускорение расхода термического ресурса изоляции обмотки при определенных условиях может оказываться весьма существенным [2-5].На рис. 1 показано влияние колебаний нагрузки, характеризуемых относительной величиной среднего квадратичного отклонения мощности потерь ( P ), на коэффициент ускорения расхода ресурса изоляции k  . Графики показаны для t/t б = 0,01 при соблюдении условия равенства средней за цикл (P ср ) и номинальной (P N ) мощностей потерь; t -характерное время постоянства нагрузки; t б = C   lim /P N ; C  -суммарная теплоемкость двигателя;  lim -максимально допус-Электромеханические системы УДК 62-83:621.313 Уральский федеральный университет, г. Екатеринбург, РоссияАктуальность исследований обусловлена необходимостью повышения надежности и снижения аварийности асинхронных электроприводов из-за выхода из строя обмотки статора. Целью исследований является разработка способа учета влияния изменений температуры обмотки при коле...

show abstract

“…Accordingly, it becomes possible to adjust the rotation speed of the bit continuously and over a wide range, to reduce power losses in the drill pipe of the electric drill power supply system and to increase the reliability of the electric drive dur ing the construction of wells [10].…”

mentioning

confidence: 99%

DC link power supply system of electric drill

Федорив¹,

Hlad²,

Halushchak³

et al. 2020

Nauk. visn. nat. hirn. univ.

View full text Add to dashboard Cite

Purpose. Selection of a rational power supply system for an electric drill based on an assessment of active power and voltage losses in a cable line.Methodology. Research on active power losses in current leads is based on the use of the theory of electrical circuits. On the basis of retrospective methods of reliability study of the main elements of the electric drill power supply system, factors that affect its reliability and efficiency are determined. As a result of mathematical modeling of functioning of the electrotechnical complex of electric drill power supply system with DC link in the mathematical editor Mathcad the change in losses of active power and voltage during the transition from the "two wires -pipe" system to the system with a DC link "one wire -pipe" is investigated.findings. The influence of the structure of the power supply system of the electric drill on the level of power dissipation and voltage losses in the current lead during drilling of wells is investigated. The necessity of transition to an electric drill power supply system with DC link "one wire -pipe" is justified. This power supply system will increase reliability and energy efficiency indica tors.originality. It has been shown for the first time that the active power dissipation and voltage losses in the current lead of the electric drill with the use of the power supply system with DC link "one wire -pipe" are smaller in comparison with the existing electric power supply system, especially when drilling average and lower intervals of wells.Practical value. The developed mathematical models of active power dissipation and voltage losses in the current lead allow us to determine the main indicators of energy efficiency and operational reliability of the electric drill power supply system and fa cilitate the choice of the economic drilling process.

show abstract

Toward the evaluation of the influence of temperature fluctuations on the durability of the stator winding insulation of asynchronous motors in random mode loading

Cited by 9 publications

References 5 publications

Features of electric drive simulation at random loading

Features of electric drive simulation at random loading

Evaluation of Load Fluctuations Impact on Induction Motors Insulation Resource

DC link power supply system of electric drill

Contact Info

Product

Resources

About