Vai trò của thiết bị bảo vệ trong việc nâng cao độ tin cậy của động cơ điện

Độ tin cậy của một thiết bị kỹ thuật được hiểu là khả năng thực hiện các chức năng của nó trong một khoảng thời gian nhất định.

Một trong những chỉ số quan trọng nhất về độ tin cậy là MTBF, được đo bằng số giờ hoạt động cho đến khi xảy ra sự cố đầu tiên. Con số này càng cao thì độ tin cậy của sản phẩm càng cao.

Phân biệt giữa độ tin cậy về kết cấu và vận hành của động cơ điện.

Độ tin cậy về kết cấu của động cơ điện phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu được sử dụng trong máy, vào chất lượng sản xuất của từng bộ phận và bộ phận, vào sự cải tiến của công nghệ lắp ráp và các yếu tố khác.

Độ tin cậy vận hành của động cơ điện bị ảnh hưởng bởi chất lượng chế tạo máy, điều kiện môi trường trong quá trình vận hành, sự phù hợp của các đặc tính của động cơ điện với yêu cầu của máy làm việc và quy trình công nghệ, mức độ bảo trì.

Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng động cơ điện không chỉ được xác định bởi chi phí ban đầu mà còn bởi chi phí vận hành.

Việc sản xuất các động cơ điện không đáng tin cậy đòi hỏi chi phí cao để giữ cho chúng hoạt động tốt. Việc sử dụng không đúng cách và thiếu bảo trì thích hợp dẫn đến chất lượng sản phẩm không hoạt động trơn tru. Do đó, để sử dụng hiệu quả tất cả các khả năng vốn có của động cơ điện, cần có một loạt các biện pháp, bắt đầu bằng việc thiết kế đúng ổ điện và kết thúc bằng việc kịp thời ủng hộ và sửa chữa chất lượng. Vi phạm một trong các liên kết trong chuỗi này không cho phép đạt được hiệu quả mong muốn.

Có ba loại hỏng hóc điển hình vốn có trong động cơ điện.

1. Các vụ tai nạn động cơ điện xảy ra trong thời gian đầu vận hành. Sự xuất hiện của chúng liên quan đến các khuyết tật trong quá trình sản xuất tại các nhà máy. Vẫn không được chú ý, họ thể hiện trong giai đoạn đầu tiên làm việc.

2. Động cơ điện bị hỏng đột ngột trong quá trình hoạt động bình thường.

3. Trục trặc do hao mòn từng bộ phận của động cơ điện. Chúng xảy ra do sự phát triển của các bộ phận tài nguyên hoặc sử dụng hoặc bảo trì không đúng cách. Sửa chữa hoặc thay thế kịp thời các bộ phận bị mòn của động cơ điện sẽ ngăn ngừa loại hư hỏng này.

Các loại hư hỏng trên tương ứng với ba giai đoạn "tuổi thọ" của động cơ điện: thời kỳ rò rỉ, thời kỳ hoạt động bình thường và thời kỳ lão hóa.

Tỷ lệ hỏng hóc của động cơ điện trong thời gian hết hạn V cao hơn so với khi hoạt động bình thường. Hầu hết các lỗi sản xuất được xác định và sửa chữa trong quá trình thử nghiệm.Tuy nhiên, trong sản xuất hàng loạt, không thể kiểm tra mọi chi tiết. Một số máy có thể có những lỗi tiềm ẩn gây hư hỏng trong thời gian đầu vận hành.

Khoảng thời gian tiêu hao là quan trọng trong thời gian đó đạt được độ tin cậy tương ứng với hoạt động bình thường. Các trục trặc trong giai đoạn đầu tiên không ảnh hưởng đến độ tin cậy của thiết bị trong các giai đoạn sử dụng tiếp theo.

Trong quá trình hoạt động bình thường, các trục trặc trong hoạt động của động cơ điện thường là ngẫu nhiên. Sự xuất hiện của chúng phần lớn phụ thuộc vào điều kiện hoạt động của thiết bị. Tình trạng quá tải thường xuyên, sai lệch so với các chế độ vận hành mà động cơ điện được thiết kế sẽ làm tăng khả năng hỏng hóc. Trong giai đoạn này, việc bảo trì và loại bỏ kịp thời những sai lệch so với điều kiện làm việc bình thường có tầm quan trọng hàng đầu. Nhiệm vụ của nhân viên bảo trì là đảm bảo thời gian hoạt động bình thường không giảm xuống dưới thời gian tiêu chuẩn.

Độ tin cậy cao có nghĩa là tỷ lệ hỏng hóc trong vận hành thấp và do đó thời gian vận hành dài hơn. Nếu bảo trì phòng ngừa có hệ thống của động cơ điện được thiết lập trong thực tế, thì thời gian hoạt động bình thường của nó đạt đến giá trị thiết kế - 8 năm.

Giai đoạn thứ ba của "tuổi thọ" của động cơ điện - giai đoạn lão hóa - được đặc trưng bởi sự gia tăng nhanh chóng về mức độ hỏng hóc. Thay thế, sửa chữa từng bộ phận riêng lẻ không có tác dụng gì, hao mòn toàn bộ máy. Việc sử dụng thêm của nó trở nên không có lợi. Sự hao mòn của toàn bộ máy có tầm quan trọng lý thuyết chính.Hiếm khi có thể thiết kế và vận hành một cỗ máy sao cho tất cả các bộ phận của nó đều mòn đều. Thông thường các bộ phận và đơn vị riêng lẻ của nó bị lỗi. Trong động cơ điện, điểm yếu nhất là cuộn dây.

Chỉ số quan trọng nhất phụ thuộc vào độ tin cậy của hoạt động của thiết bị kỹ thuật là khả năng bảo trì của nó, được hiểu là khả năng phát hiện và loại bỏ hư hỏng và trục trặc trong quá trình bảo trì và sửa chữa. Khả năng sửa chữa được định lượng bằng thời gian và chi phí lao động cần thiết để khôi phục một thiết bị kỹ thuật về khả năng bảo trì.

Các kiểu lỗi động cơ có thể khác nhau. Phải mất thời gian khác nhau để lấy lại đầy đủ chức năng. Tuy nhiên, các quan sát cho thấy rằng thời gian phục hồi trung bình cho một mức độ bảo trì nhất định là chung cho tất cả các cài đặt. Giá trị này được coi là một đặc tính bảo trì.

MTBF không mô tả đầy đủ độ tin cậy của thiết bị kỹ thuật mà chỉ xác định khoảng thời gian thiết bị hoạt động hoàn hảo. Sau khi xảy ra lỗi, cần có thời gian để khôi phục hiệu suất của nó.

Một chỉ số tổng quát đánh giá mức độ sẵn sàng của thiết bị để thực hiện các chức năng của nó vào đúng thời điểm là hệ số khả dụng, được xác định theo công thức

kT = tcr / (tcr + tv)

trong đó tcr là thời gian trung bình giữa các lỗi; tв - thời gian phục hồi trung bình.

Do đó, kT — tỷ lệ giữa thời gian làm việc trung bình với tổng thời gian làm việc và thời gian phục hồi.

Độ tin cậy thấp của thiết bị có thể được bù đắp bằng cách giảm thời gian phục hồi.

MTBF thấp và thời gian phục hồi lâu có thể là nguyên nhân dẫn đến tình trạng khả dụng của thiết bị thấp. Giá trị đầu tiên của các giá trị này phụ thuộc vào độ tin cậy của sản phẩm và mức độ hoạt động kỹ thuật của nó. Chất lượng của nó càng cao thì thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc càng dài. Tuy nhiên, nếu quá trình khôi phục và bảo trì mất nhiều thời gian, tính khả dụng của thiết bị không tăng lên. Nói cách khác, việc sử dụng thiết bị chất lượng cao phải được bổ sung bằng mức độ cao của bảo trì và sửa chữa… Chỉ trong trường hợp này mới có thể đạt được hoạt động liên tục.

Từ quan điểm sản xuất, nói chung, điều quan trọng là phải có thiết bị sẵn sàng sử dụng và không gặp sự cố... Mức độ sẵn sàng của bộ nguồn chính (động cơ điện) cũng phụ thuộc vào độ tin cậy của hoạt động của thiết bị khởi động cho bảo vệ và kiểm soát.

Bảo vệ không thể ngăn ngừa hư hỏng động cơ, vì nó không thể ảnh hưởng đến những yếu tố tạo ra tình huống khẩn cấp.

Vai trò thiết bị bảo vệ quá tải là để tránh làm hỏng động cơ điện bằng cách tắt nó kịp thời. Điều này có thể làm giảm đáng kể thời gian phục hồi của thiết bị điện. Sẽ mất ít thời gian hơn để loại bỏ nguyên nhân gây ra chế độ khẩn cấp hơn là sửa chữa hoặc thay thế động cơ bị hỏng.

Mặt khác, không được phép tắt động cơ điện sớm một cách vô cớ, vì điều này làm giảm độ tin cậy của toàn bộ thiết bị. Dù lý do là gì, chuyến đi là một thất bại. Các biện pháp bảo vệ không đầy đủ làm giảm MTBF và do đó làm giảm tính khả dụng.

Trong một số trường hợp, không nên tắt hệ thống điện mà nên báo hiệu chế độ khẩn cấp.

Sử dụng thuật ngữ của lý thuyết độ tin cậy, chúng ta có thể nói rằng mục đích chung của bảo vệ là giảm thời gian phục hồi của toàn bộ hệ thống điện bằng cách ngăn ngừa hư hỏng cho động cơ điện. Việc bảo vệ phải đáp ứng với cùng tình trạng quá tải thực sự gây nguy cơ hư hỏng cho động cơ điện.

Một số loại tắc nghẽn phải được khắc phục bằng dự trữ năng lượng. Tắt máy sai làm giảm độ tin cậy của thiết bị và gây ra thiệt hại sản xuất. Họ không nên được phép.