L'influence de la qualité de l'énergie sur le fonctionnement des moteurs électriques
L'une des principales conditions pour assurer le fonctionnement normal des moteurs électriques est leur alimentation électrique, dont les paramètres répondent à certaines exigences de qualité.
La chose principale indicateurs de qualité de l'énergie (PQI) liés à des paramètres tels que les écarts de fréquence et de tension, les fluctuations de tension, les déséquilibres non sinusoïdaux et de tension. Afin d'éviter une perturbation à long terme du fonctionnement normal des moteurs électriques, les principaux PQE ne doivent pas dépasser leurs valeurs normales, mais en mode d'urgence - en dehors de certaines valeurs maximales. Considérez comment les indicateurs de qualité de l'alimentation affectent les performances des moteurs électriques.
La fiabilité et la durabilité des moteurs électriques sont fortement affectées par leurs conditions thermiques. Ainsi, pour les moteurs à induction et synchrones, l'effet de la déviation de tension sur leurs conditions thermiques dépend également de la charge du moteur.Le fonctionnement des moteurs électriques à basse tension entraîne une surchauffe de l'isolation et peut provoquer des dommages. Le fait est que lorsque la tension tombe dans les limites normales (+ 10%), les courants du rotor et du stator augmentent en moyenne de 14 et 10%, respectivement.
Avec une charge importante sur les moteurs asynchrones, les écarts de tension entraînent une réduction significative de sa durée de vie. Lorsque le courant du moteur augmente, un vieillissement plus intense de l'isolation se produit. Avec des écarts de tension aux bornes négatives du moteur de 10 % et une charge nominale du moteur à induction, sa durée de vie est réduite de moitié.
Lorsque la tension secteur dévie, la puissance réactive des moteurs synchrones change, ce qui est important lors de l'utilisation de moteurs synchrones pour la compensation de puissance réactive. Ceci s'applique entièrement aux unités de condenseur. Avec une puissance réactive insuffisante générée dans le réseau par les moteurs synchrones, il est nécessaire d'utiliser en plus des batteries de condensateurs, ce qui réduit la fiabilité du système d'alimentation en augmentant le nombre d'éléments du système.
Les fluctuations de tension, ainsi que les fluctuations de tension, ont un effet négatif sur le fonctionnement des moteurs électriques. La commande de vanne électrique est très sensible aux écarts de tension du réseau d'alimentation, car la modification de la tension corrigée entraîne une modification de la vitesse de rotation des moteurs.
Dans les entreprises disposant de leurs propres centrales thermiques, les fluctuations de l'amplitude et de la phase de tension résultant des fluctuations de tension entraînent des fluctuations du moment électromagnétique, de la puissance active et réactive des générateurs, ce qui affecte négativement la stabilité de la centrale dans son ensemble et, par conséquent , sa fiabilité fonctionnelle .
Les modes non sinusoïdaux ont un effet notable sur la fiabilité des moteurs électriques. Cela est dû au fait qu'en présence d'harmoniques plus élevées dans la courbe de tension, le processus de vieillissement de l'isolation se produit plus intensément que dans le cas d'un équipement électrique fonctionnant à une tension sinusoïdale. Ainsi, par exemple, avec un coefficient non sinusoïdal de 5%, après deux ans de fonctionnement, la tangente de l'angle de perte diélectrique des condensateurs augmente de 2 fois.
Un déséquilibre de tension nuit au fonctionnement et à la durée de vie des moteurs asynchrones, ainsi un déséquilibre de tension de 1% provoque un déséquilibre important des courants dans les bobinages (jusqu'à 9%). Les courants inverses se superposent aux courants directs et provoquent un échauffement supplémentaire du stator et du rotor, entraînant un vieillissement accéléré de l'isolation et une réduction de la puissance moteur disponible. On sait qu'avec un déséquilibre de tension de 4 %, la durée de vie d'un moteur à induction fonctionnant à charge nominale est réduite d'environ 2 fois ; avec un déséquilibre de tension de 5%, la puissance disponible du moteur à induction est réduite de 5 à 10%.
Le champ magnétique des courants inverses du stator des machines synchrones induit des courants de Foucault importants dans les parties métalliques massives du rotor, qui provoquent un échauffement accru du rotor et des vibrations de la partie tournante de la machine. Les vibrations peuvent être dangereuses pour la structure de la machine en cas de déséquilibres importants.
L'échauffement de l'enroulement d'excitation d'un moteur synchrone dû à des pertes de déséquilibre de tension supplémentaires conduit à la nécessité de réduire le courant d'excitation, tout en réduisant la puissance réactive fournie par le moteur synchrone au réseau.
Kireeva E.A.