Die Rolle von Schutzvorrichtungen bei der Verbesserung der Zuverlässigkeit von Elektromotoren
Unter der Zuverlässigkeit eines technischen Gerätes versteht man dessen Fähigkeit, seine Funktionen über einen bestimmten Zeitraum zu erfüllen.
Einer der wichtigsten Zuverlässigkeitsindikatoren ist die MTBF, die an der Anzahl der Betriebsstunden bis zum ersten Ausfall gemessen wird. Je höher diese Zahl, desto höher ist die Zuverlässigkeit des Produkts.
Unterscheiden Sie zwischen struktureller und betrieblicher Zuverlässigkeit eines Elektromotors.
Die strukturelle Zuverlässigkeit des Elektromotors hängt von der Qualität der in der Maschine verwendeten Materialien, von der Qualität der Herstellung einzelner Einheiten und Elemente, von der Verbesserung der Montagetechnologie und anderen Faktoren ab.
Die Betriebssicherheit des Elektromotors wird beeinflusst von der Qualität der Maschinenfertigung, den Umgebungsbedingungen während des Betriebs, der Übereinstimmung der Eigenschaften des Elektromotors mit den Anforderungen der Arbeitsmaschine und des technologischen Prozesses sowie dem Wartungsniveau.
Die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von Elektromotoren wird nicht nur durch deren Anschaffungskosten, sondern auch durch die Betriebskosten bestimmt.
Die Herstellung unzuverlässiger Elektromotoren erfordert hohe Kosten, um sie funktionstüchtig zu halten. Unsachgemäßer Gebrauch und mangelnde Wartung führen dazu, dass Qualitätsprodukte keinen störungsfreien Betrieb gewährleisten. Um alle Möglichkeiten des Elektromotors effektiv nutzen zu können, bedarf es einer Reihe von Maßnahmen, angefangen bei der richtigen Auslegung des Elektroantriebs bis hin zur rechtzeitigen Unterstützung und hochwertige Reparatur. Durch die Verletzung eines der Glieder dieser Kette kann der gewünschte Effekt nicht erzielt werden.
Es gibt drei typische Fehlerarten, die bei Elektromotoren auftreten können.
1. Durchbrüche bei Unfällen mit Elektromotoren, die sich in der frühen Betriebsphase ereigneten. Ihr Auftreten hing mit Mängeln im Produktionsprozess in Fabriken zusammen. Sie bleiben unbemerkt und manifestieren sich bereits in der ersten Arbeitsphase.
2. Plötzliche Ausfälle von Elektromotoren im Normalbetrieb.
3. Störungen durch Verschleiß einzelner Teile von Elektromotoren. Sie entstehen entweder durch die Entwicklung von Ressourcenteilen oder durch unsachgemäße Verwendung oder Wartung. Eine rechtzeitige Reparatur oder der Austausch verschlissener Teile des Elektromotors verhindert solche Schäden.
Die oben genannten Fehlerarten entsprechen drei Perioden im „Leben“ des Elektromotors: Leckageperiode, Normalbetriebsperiode und Alterungsperiode.
Die Ausfallrate der V-Ablaufzeit von Elektromotoren ist höher als im Normalbetrieb. Die meisten Herstellungsfehler werden während der Prüfung erkannt und behoben.Bei der Massenproduktion ist es jedoch unmöglich, jedes Stück zu testen. Einige Maschinen können versteckte Mängel aufweisen, die in der ersten Betriebsphase zu Schäden führen.
Wichtig ist die Dauer der Entleerungszeit, während der eine dem Normalbetrieb entsprechende Zuverlässigkeit erreicht wird. Störungen der ersten Periode haben keinen weiteren Einfluss auf die Zuverlässigkeit des Geräts in den folgenden Nutzungsperioden.
Im Normalbetrieb treten Störungen im Betrieb von Elektromotoren meist zufällig auf. Ihr Aussehen hängt weitgehend von den Betriebsbedingungen des Geräts ab. Häufige Überlastungen und Abweichungen von den Betriebsarten, für die der Elektromotor ausgelegt ist, erhöhen die Ausfallwahrscheinlichkeit. In diesem Zeitraum sind die Aufrechterhaltung und rechtzeitige Beseitigung von Abweichungen von den normalen Arbeitsbedingungen von größter Bedeutung. Die Aufgabe des Servicepersonals besteht darin, dafür zu sorgen, dass die Dauer des Normalbetriebs nicht unter die Normzeit absinkt.
Hohe Zuverlässigkeit bedeutet eine geringe Ausfallrate im Betrieb und damit eine längere Betriebsdauer. Wenn in der Praxis eine systematische vorbeugende Wartung des Elektromotors etabliert wird, erreicht die Dauer seines normalen Betriebs den Auslegungswert – 8 Jahre.
Der dritte Abschnitt im „Leben“ des Elektromotors – die Alterungszeit – ist durch einen raschen Anstieg des Ausfallgrades gekennzeichnet. Der Austausch oder die Reparatur einzelner Teile hat keine Auswirkung, die gesamte Maschine verschleißt. Seine weitere Nutzung wird unrentabel. Von primärer theoretischer Bedeutung ist der Verschleiß der gesamten Maschine.Es ist selten möglich, eine Maschine so zu konstruieren und zu betreiben, dass alle Teile gleichmäßig verschleißen. Normalerweise versagen einzelne Teile und Einheiten. Bei Elektromotoren ist die Wicklung die schwächste Stelle.
Der wichtigste Indikator, von dem die Zuverlässigkeit des Betriebs eines technischen Geräts abhängt, ist seine Wartbarkeit, darunter die Fähigkeit, Schäden und Störungen bei Wartung und Reparatur zu erkennen und zu beheben. Die Reparaturfähigkeit wird durch den Zeit- und Arbeitsaufwand quantifiziert, der erforderlich ist, um ein technisches Gerät wieder funktionsfähig zu machen.
Die Muster von Motorausfällen können unterschiedlich sein. Es dauert unterschiedlich lange, bis die volle Funktionsfähigkeit wieder erreicht ist. Beobachtungen zeigen jedoch, dass die durchschnittliche Wiederherstellungszeit für ein bestimmtes Wartungsniveau bei allen Installationen gleich ist. Dieser Wert gilt als Wartbarkeitsmerkmal.
MTBF charakterisiert nicht vollständig die Zuverlässigkeit eines technischen Geräts, sondern bestimmt nur den Zeitraum, in dem das Gerät einwandfrei funktioniert. Nach dem Auftreten eines Fehlers dauert es einige Zeit, bis die Leistung wiederhergestellt ist.
Ein verallgemeinernder Indikator, der die Bereitschaft des Geräts bewertet, seine Funktionen zum richtigen Zeitpunkt auszuführen, ist der Verfügbarkeitskoeffizient, der durch die Formel bestimmt wird
kT = tcr / (tcr + tv)
wobei tcr die mittlere Zeit zwischen Ausfällen ist; tв – mittlere Erholungszeit.
Somit ist kT das Verhältnis der durchschnittlichen Arbeitsdauer zur Summe aus Arbeitszeit und Erholungszeit.
Die geringe Zuverlässigkeit des Geräts kann durch eine Verkürzung der Wiederherstellungszeit ausgeglichen werden.
Eine niedrige MTBF und eine lange Wiederherstellungszeit können die Ursache für eine geringe Geräteverfügbarkeit sein. Der erste dieser Werte hängt von der Zuverlässigkeit des Produkts und dem Niveau seines technischen Betriebs ab. Je höher die Qualität, desto länger ist die durchschnittliche Zeit zwischen Ausfällen. Wenn Wiederherstellung und Wartung jedoch lange dauern, erhöht sich die Geräteverfügbarkeit nicht. Mit anderen Worten: Der Einsatz hochwertiger Geräte muss durch ein hohes Maß an Qualität ergänzt werden Instandhaltung und Reparatur… Nur in diesem Fall ist ein Dauerbetrieb möglich.
Aus produktionstechnischer Sicht ist es im Allgemeinen wichtig, über eine betriebsbereite und störungsfreie Ausrüstung zu verfügen. Die Betriebsbereitschaft des Hauptaggregats (Elektromotor) hängt auch von der Zuverlässigkeit des Betriebs der Startausrüstung ab Schutz und Kontrolle.
Ein Schutz kann einen Motorschaden nicht verhindern, da er die Faktoren, die eine Notsituation verursachen, nicht beeinflussen kann.
Rolle Überlastschutzvorrichtungen Ziel ist es, Schäden am Elektromotor durch rechtzeitiges Abschalten zu verhindern. Dadurch kann die Wiederherstellungszeit elektrischer Geräte erheblich verkürzt werden. Die Beseitigung der Ursache, die den Notbetrieb verursacht hat, nimmt weniger Zeit in Anspruch als die Reparatur oder der Austausch eines beschädigten Motors.
Andererseits sollte ein ungerechtfertigtes vorzeitiges Abschalten des Elektromotors nicht zugelassen werden, da dies die Zuverlässigkeit der Gesamtanlage beeinträchtigt. Was auch immer der Grund sein mag, die Reise ist ein Fehlschlag. Unzureichende Schutzmaßnahmen verringern die MTBF und damit die Verfügbarkeit.
In manchen Fällen empfiehlt es sich, die Elektroinstallation nicht abzuschalten, sondern einen Notbetrieb zu signalisieren.
Mit der Terminologie der Zuverlässigkeitstheorie können wir sagen, dass der allgemeine Zweck des Schutzes darin besteht, die Wiederherstellungszeit der elektrischen Anlage als Ganzes zu verkürzen, indem Schäden am Elektromotor verhindert werden. Der Schutz muss auf die gleichen Überlastungen reagieren, bei denen tatsächlich die Gefahr einer Beschädigung des Elektromotors besteht.
Manche Stauarten müssen mit Gangreserve überwunden werden. Falsche Abschaltungen verringern die Zuverlässigkeit der Anlagen und verursachen Produktionsschäden. Sie sollten nicht erlaubt sein.