La influencia de la calidad de la energía en el funcionamiento de los motores eléctricos
Una de las principales condiciones para garantizar el funcionamiento normal de los motores eléctricos es su suministro de energía, cuyos parámetros cumplen ciertos requisitos para su calidad.
Lo esencial indicadores de calidad de energía (PQI) relacionados con parámetros como desviaciones de frecuencia y tensión, fluctuaciones de tensión, no sinusoidales y desequilibrio de tensión. Para evitar la interrupción a largo plazo del funcionamiento normal de los motores eléctricos, los PQE principales no deben exceder sus valores normales, sino en modos de emergencia, fuera de ciertos valores máximos. Considere cómo los indicadores de calidad de la energía afectan el rendimiento de los motores eléctricos.
La fiabilidad y durabilidad de los motores eléctricos se ven muy afectadas por sus condiciones térmicas. Entonces, para los motores de inducción y síncronos, el efecto de la desviación de voltaje en sus condiciones térmicas también depende de la carga del motor.Hacer funcionar los motores eléctricos a bajo voltaje provoca el sobrecalentamiento del aislamiento y puede causar daños. El hecho es que cuando el voltaje cae dentro de los límites normales (+ 10%), las corrientes del rotor y del estator aumentan en un promedio de 14 y 10%, respectivamente.
Con una carga significativa en los motores asíncronos, las desviaciones de voltaje conducen a una reducción significativa de su vida útil. A medida que aumenta la corriente del motor, se produce un envejecimiento más intenso del aislamiento. Con desviaciones negativas de la tensión del terminal del motor del 10 % y la carga nominal del motor de inducción, su vida útil se reduce a la mitad.
Cuando la tensión de red se desvía, la potencia reactiva de los motores síncronos cambia, lo cual es importante cuando se utilizan motores síncronos para la compensación de potencia reactiva. Esto se aplica por completo a las unidades condensadoras. Con una potencia reactiva insuficiente generada en la red por motores síncronos, es necesario utilizar adicionalmente bancos de capacitores, lo que reduce la confiabilidad del sistema de potencia al aumentar la cantidad de elementos del sistema.
Las fluctuaciones de voltaje, así como las fluctuaciones de voltaje, tienen un efecto negativo en el funcionamiento de los motores eléctricos. El accionamiento de la válvula eléctrica es muy sensible a las desviaciones en el voltaje de la red de suministro, porque el cambio en el voltaje corregido provoca un cambio en la velocidad de rotación de los motores.
En empresas con centrales térmicas propias, las fluctuaciones en la amplitud y fase de voltaje resultantes de las fluctuaciones de voltaje provocan fluctuaciones en el momento electromagnético, potencia activa y reactiva de los generadores, lo que afecta negativamente la estabilidad de la central en su conjunto y, por lo tanto, , su fiabilidad funcional .
Los modos no sinusoidales tienen un efecto notable en la confiabilidad de los motores eléctricos. Esto se debe a que en presencia de armónicos más altos en la curva de tensión, el proceso de envejecimiento del aislamiento se produce con mayor intensidad que en el caso de equipos eléctricos que funcionan a tensión sinusoidal. Entonces, por ejemplo, con un coeficiente no sinusoidal del 5%, después de dos años de operación, la tangente del ángulo de pérdida dieléctrica de los capacitores aumenta 2 veces.
El desequilibrio de tensión afecta negativamente al funcionamiento y la vida útil de los motores asíncronos, por lo que un desequilibrio de tensión del 1 % provoca un desequilibrio importante de las corrientes en los devanados (hasta un 9 %). Las corrientes de secuencia negativa se superponen a las corrientes de secuencia positiva y provocan un calentamiento adicional del estator y el rotor, lo que provoca un envejecimiento acelerado del aislamiento y una reducción de la potencia disponible del motor. Se sabe que con un desequilibrio de voltaje del 4%, la vida útil de un motor de inducción que funciona con carga nominal se reduce aproximadamente 2 veces; con un desequilibrio de tensión del 5 %, la potencia disponible del motor de inducción se reduce entre un 5 y un 10 %.
El campo magnético de las corrientes de secuencia inversa del estator de las máquinas síncronas induce corrientes de Foucault significativas en las partes metálicas masivas del rotor, lo que provoca un aumento del calentamiento del rotor y vibraciones de la parte giratoria de la máquina. Las vibraciones pueden ser peligrosas para la estructura de la máquina si existen desequilibrios significativos.
El calentamiento del devanado de excitación de un motor síncrono debido a pérdidas adicionales por desequilibrio de tensión conduce a la necesidad de reducir la corriente de excitación, al mismo tiempo que se reduce la potencia reactiva suministrada por el motor síncrono a la red.
Kireeva E. A.