Software for device diagnostics and thermal protection of electric motors under dusty operating conditions

Asynchronous motors (AM) are the most common electrical consumers. The share of AM of all power consumers operating at voltages up to 1000 V is up to 70% of the total number. The main reason for electric machines service life reduction in severe environment pollution with dust is accelerated aging of the insulation of the stator windings. In consequence of the fact that a number of enterprises of Ukraine changed from scheduled preventive maintenance to repairs in case of emergency, the timely detection of abnormal operating conditions of AM is the key to trouble-free operation of the enterprise. The thickness of the dust layer, for engines with the power of 50 kW and more, may vary from 2 to 5 centimeters, while the lower part of the frontal winding remains clean. The dust layer on the surface of the insulation windings AM leads to a decrease in heat transfer and a local increase in the temperature of the insulation under the dust layer. Development of a method for diagnosing the causes of thermal overload of the stator windings insulation and temperature protection of AM, determining the conditions for the onset of maintenance, the creation of algorithms and software for devices for temperature protection of AM is a pressing task. According to the equation of heat balance of AM and taking into account the decrease of heat flow from the insulation of the stator winding to the air, assuming the walls of dust plane-parallel, the expression for determining the critical coating of insulation with dust has been obtained, which is the criterion for determining the initial moment of preventive work. Theoretical and experimental studies have made it possible for us to develop a new method of AM temperature protection. The novelty of the method consists of measuring and comparing the temperatures of thermal sensors installed on the dusty and non-dusty surfaces of the insulation of the stator winding of the AM. It has been established that the term of AM operation in dusty en
Асинхронные двигатели (АД) являются наиболее распространёнными электропотребителями. Доля АД от всех электроприемников, работающих на напряжении до 1000 В, составляет до 70% от общего числа. Основной причиной сокращения срока службы работы электрических машин, работающих в условиях повышенной запыленности окружающей среды, является ускоренное старение изоляции статорных обмоток. В условиях отказа ряда предприятий Украины от планово-предупредительных ремонтов и переходу к профилактикам по факту своевременное выявление аномального режима работы АД является залогом безаварийной работы предприятия. Толщина пыли для двигателей мощностью 50 кВт и выше наблюдается от 2 до 5 сантиметров, при этом нижняя часть лобовой обмотки остается чистой. Слой пыли на поверхности изоляции обмотки АД приводит к снижению теплоотдачи и локальному повышению температуры изоляции под слоем пыли. Разработка способа диагностики причин тепловой перегрузки изоляции статорных обмоток и температурной защиты АД, определение условий наступления момента проведения профилактических работ, создание алгоритмов и программного обеспечения для устройств температурной защиты АД является актуальной задачей. Согласно уравнению теплового баланса АД и учитывая ослабление теплового потока от изоляции обмотки статора АД к воздуху, считая плоскопараллельными стенки пыли, получено выражение определения критического покрытия изоляции пылью, что является критерием определения начального момента профилактических работ. Теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать новый способ температурной защиты АД, новизна которого состоит в измерении и сравнении температур тепловых датчиков, установленных на запыляемой и незапыляемой поверхностях изоляции статорной обмотки АД. Установлено: срок эксплуатации АД, работающих в условиях запыленности среды, зависит от локального перегрева изоляции. Покрытие поверхности изоляции пылью толщиной 3 и выше сантиметров сокращает срок эксплуатации АД в 1,8-2,3 раза. Крите
Асинхронні двигуни (АД) є найбільш поширеними електроспоживачами. Частка АД від всіх електроприймачів, які працюють на напрузі до 1000 В, становить до 70% від загального числа. Основною причиною скорочення терміну служби роботи електричних машин, що працюють в умовах підвищеної запиленості навколишнього середовища, є прискорене старіння ізоляції статорних обмоток. В умовах відмови ряду підприємств України від планово-попереджувальних ремонтів і переходу до профілактики за фактом, своєчасне виявлення аномального режиму роботи АД є запорукою безаварійної роботи підприємства. Товщина шару пилу для двигунів потужністю 50 кВт і вище спостерігається від 2 до 5 сантиметрів, при цьому нижня частина лобової обмотки залишається непокритою пилом. Шар пилу на поверхні ізоляції обмоток АД призводить до зниження тепловіддачі і локального підвищення температури ізоляції під шаром пилу. Розробка способу діагностики причин теплового навантаження ізоляції статорних обмоток ізоляції і температурного захисту АД, визначення умов настання моменту проведення профілактичних робіт, створення алгоритмів і програмного забезпечення для пристроїв температурного захисту АД є актуальним завданням. Відповідно до рівняння теплового балансу АД і з огляду на ослаблення теплового потоку від ізоляції обмотки статора АД до повітря, вважаючи плоско паралельними стінки пилу, отримано вираз визначення критичного покриття ізоляції пилом, що є критерієм визначення початкового моменту профілактичних робіт. Теоретичні та експериментальні дослідження дозволили розробити новий спосіб температурного захисту АД, новизна якого полягає у вимірюванні та порівнянні температур теплових датчиків, встановлених на запилюваній і незапилюваній поверхнях ізоляції обмотки статора АД. Встановлено: термін експлуатації АД, які працюють в умовах запиленості середовища, залежить від локального перегріву ізоляції. Покриття поверхні ізоляції пилом товщиною 3 і вище сантиметрів скорочує термін експлуатації АД в 1,8-2,3 рази. Критеріє