Úloha ochranných zariadení pri zlepšovaní spoľahlivosti elektromotorov

Spoľahlivosťou technického zariadenia sa rozumie jeho schopnosť po určitú dobu plniť svoje funkcie.

Jedným z najdôležitejších ukazovateľov spoľahlivosti je MTBF, ktorá sa meria počtom hodín prevádzky do prvej poruchy. Čím vyššie je toto číslo, tým vyššia je spoľahlivosť produktu.

Rozlišujte medzi konštrukčnou a prevádzkovou spoľahlivosťou elektromotora.

Konštrukčná spoľahlivosť elektromotora závisí od kvality použitých materiálov stroja, od kvality výroby jednotlivých celkov a prvkov, od zlepšenia technológie montáže a ďalších faktorov.

Prevádzková spoľahlivosť elektromotora je ovplyvnená kvalitou výroby stroja, podmienkami prostredia počas prevádzky, zhodou charakteristík elektromotora s požiadavkami pracovného stroja a technologického postupu, úrovňou údržby.

O ekonomickej efektívnosti používania elektromotorov nerozhodujú len ich počiatočné náklady, ale aj prevádzkové náklady.

Výroba nespoľahlivých elektromotorov si vyžaduje vysoké náklady na ich udržanie v dobrom prevádzkovom stave. Nesprávne používanie a nedostatočná údržba má za následok kvalitné produkty, ktoré nezabezpečujú bezproblémovú prevádzku. Aby sa teda efektívne využili všetky možnosti elektromotora, je potrebný súbor opatrení, počnúc správnym návrhom elektrického pohonu a končiac včasným podpora a kvalitná oprava. Porušenie jedného z článkov tohto reťazca neumožňuje dosiahnuť požadovaný účinok.

Existujú tri typické typy porúch, ktoré sú vlastné elektromotorom.

1. Prelomové udalosti v prípade nehôd elektromotorov, ku ktorým došlo v počiatočnom období prevádzky. Ich vzhľad súvisí s chybami vo výrobnom procese v továrňach. Zostávajú bez povšimnutia, prejavujú sa v prvom období práce.

2. Náhle poruchy elektromotorov pri bežnej prevádzke.

3. Poruchy spôsobené opotrebovaním jednotlivých častí elektromotorov. Vyskytujú sa buď v dôsledku vývoja častí zdrojov alebo nesprávneho používania alebo údržby. Včasná oprava alebo výmena opotrebovaných častí elektromotora predchádza tomuto typu poškodenia.

Vyššie uvedené typy porúch zodpovedajú trom obdobiam "životnosti" elektromotora: dobe úniku, normálnej prevádzkovej dobe a dobe starnutia.

V intervale exspirácie poruchovosti elektromotorov je vyššia ako pri bežnej prevádzke. Väčšina výrobných chýb sa identifikuje a opraví počas testovania.V sériovej výrobe je však nemožné otestovať každý kus. Niektoré zo strojov môžu mať skryté chyby, ktoré spôsobujú poškodenie počas prvého obdobia prevádzky.

Dôležité je trvanie vypúšťacieho času, počas ktorého sa dosiahne spoľahlivosť zodpovedajúca bežnej prevádzke. Poruchy prvého obdobia už ďalej neovplyvňujú spoľahlivosť zariadenia v nasledujúcich obdobiach jeho používania.

Počas normálnej prevádzky sú poruchy v prevádzke elektromotorov zvyčajne náhodné. Ich vzhľad do značnej miery závisí od prevádzkových podmienok zariadenia. Časté preťaženie, odchýlky od prevádzkových režimov, pre ktoré je elektromotor navrhnutý, zvyšujú pravdepodobnosť poruchy. V tomto období má prvoradý význam udržiavanie a včasné odstraňovanie odchýlok od bežných pracovných podmienok. Úlohou obsluhujúceho personálu je zabezpečiť, aby sa doba bežnej prevádzky neskrátila pod štandardný čas.

Vysoká spoľahlivosť znamená nízku poruchovosť v prevádzke a tým aj dlhšiu dobu prevádzky. Ak je v praxi zavedená systematická preventívna údržba elektromotora, potom trvanie obdobia jeho normálnej prevádzky dosiahne konštrukčnú hodnotu - 8 rokov.

Tretie obdobie „života“ elektromotora — obdobie starnutia — je charakterizované rýchlym nárastom stupňa poruchy. Výmena alebo oprava jednotlivých dielov nemá žiadny efekt, opotrebuje sa celý stroj. Jeho ďalšie využitie sa stáva nerentabilným. Opotrebenie celého stroja má primárny teoretický význam.Málokedy je možné navrhnúť a prevádzkovať stroj tak, aby sa všetky jeho časti opotrebovali rovnomerne. Zvyčajne zlyhajú jeho jednotlivé časti a jednotky. V elektromotoroch je najslabším miestom vinutie.

Najdôležitejším ukazovateľom, od ktorého závisí spoľahlivosť prevádzky technického zariadenia, je jeho udržiavateľnosť, ktorá sa chápe ako schopnosť odhaliť a odstrániť poškodenia a poruchy pri údržbe a opravách. Opraviteľnosť je kvantifikovaná časom a mzdovými nákladmi potrebnými na obnovenie prevádzkyschopnosti technického zariadenia.

Vzory porúch motora môžu byť rôzne. Obnovenie plnej funkčnosti trvá rôzny čas. Pozorovania však ukazujú, že priemerný čas obnovy pre danú úroveň údržby je spoločný pre všetky zariadenia. Táto hodnota sa považuje za charakteristiku udržiavateľnosti.

MTBF plne necharakterizuje spoľahlivosť technického zariadenia, ale určuje len dobu, počas ktorej zariadenie bezchybne funguje. Po výskyte poruchy je potrebný čas na obnovenie jej výkonu.

Zovšeobecňujúcim ukazovateľom, ktorý hodnotí pripravenosť zariadenia vykonávať svoje funkcie v správnom čase, je koeficient dostupnosti, ktorý je určený vzorcom

kT = tcr / (tcr + tv)

kde tcr je stredný čas medzi poruchami; tв — stredná doba zotavenia.

Teda kT — pomer priemerného trvania práce k súčtu pracovného času a času na zotavenie.

Nízka spoľahlivosť zariadenia môže byť kompenzovaná skrátením času obnovy.

Nízke MTBF a dlhý čas obnovy môžu byť príčinou nízkej dostupnosti zariadenia. Prvá z týchto hodnôt závisí od spoľahlivosti produktu a úrovne jeho technickej prevádzky. Čím vyššia je jeho kvalita, tým dlhší je priemerný čas medzi poruchami. Ak však obnova a údržba trvá dlho, dostupnosť zariadenia sa nezvýši. Inými slovami, použitie vysokokvalitného vybavenia musí byť doplnené vysokou úrovňou údržbu a opravy… Len v tomto prípade je možné dosiahnuť nepretržitú prevádzku.

Z hľadiska výroby je dôležité mať vo všeobecnosti pripravené na použitie a bezproblémové zariadenia Pripravenosť hlavnej pohonnej jednotky (elektromotora) závisí aj od spoľahlivosti chodu štartovacieho zariadenia pre ochranu a kontrolu.

Ochrana nemôže zabrániť poškodeniu motora, pretože nemôže ovplyvniť tie faktory, ktoré vytvárajú núdzovú situáciu.

Role zariadenia na ochranu proti preťaženiu je zabrániť poškodeniu elektromotora jeho včasným vypnutím. To môže výrazne skrátiť čas obnovy elektrického zariadenia. Odstránenie príčiny, ktorá spôsobila núdzový režim, trvá menej času ako oprava alebo výmena poškodeného motora.

Na druhej strane by nemalo byť povolené neodôvodnené predčasné odstavenie elektromotora, pretože to znižuje spoľahlivosť zariadenia ako celku. Nech už je dôvod akýkoľvek, výlet je neúspešný. Nedostatočné záruky znižujú MTBF a tým aj dostupnosť.

V niektorých prípadoch je vhodné nevypínať elektroinštaláciu, ale signalizovať núdzový režim.

Použitím terminológie teórie spoľahlivosti môžeme povedať, že všeobecným účelom ochrany je skrátiť čas obnovy elektrickej inštalácie ako celku tým, že sa zabráni poškodeniu elektromotora. Ochrana musí reagovať na rovnaké preťaženia, ktoré v skutočnosti predstavujú riziko poškodenia elektromotora.

Niektoré typy preťaženia je potrebné prekonať s výkonovou rezervou. Falošné odstávky znižujú spoľahlivosť zariadenia a spôsobujú poškodenie výroby. Nemali by byť povolené.