任何一台电动机,若运行过程中,负载不超过相应的额定功率,生产厂家都能保证稳定后的最高温升Sm不超过绝缘材料的最高允许温升Smax。象文中讨论的起升电动机,若电动机额定功率PN=4.5kW,等于负载功率P1,标准负载持续率FC%=25%时,温升的稳定波动值在Smax与Smin之间(如示),电动机长期运行也不会过热。而实际的运行情况是由于负载持续率达50%(停歇时间由t0减少到t′0,一个周期的时间由tp减少到t′p),电动机的额定功率本应该随负载持续率的增大而减少到P′1,而实际上仍是P1,电动机即过载运行。所以温升的稳定波动值在S′max与S′min之间,超过了绝缘材料的最高允许温升Smax,从而使电动机寿命缩短。
电动机负载图及温升曲线实践证明,电动机过载的功率越大,运行时发热越多,电动机的温升也就越高。当温度上升到超过电机所用绝缘材料的最高允许温度时,电机就有可能烧毁。超过允许温度的多少不同,电机的寿命也不一样。如A级绝缘的电动机(最高允许温度为105℃),若在100℃以下使用,一般可用20年;在140℃使用,只能用1个半月;在225℃使用,3h就烧坏。为此,解决电动机温升过高导致寿命缩短的根本措施是限制运行温度在允许温度以内,实质是限制电动机出力在额定功率以内。基于这一原则,结合该厂吊车实际情况,给出可能的解决方案:方案一:调换负载持续率为60%的同型号、同出力的电动机。经调查了解,ZD系列锥形转子电动机仅生产负载持续率25%的(因起重机多数情况利用率不高,负载持续率达25%已能满足要求),单独生产,造价太高。所以此方案不适宜解决ZD系列的电动机。
方案二:调换YZR系列的电动机。这样,负载持续率能满足要求,但外廓尺寸与该起重机不配套,无法替换。
方案三:大梁不变,把“葫芦”(起升电动机及相关辅件)增大。根据公式<1>:P=PxFCX%FC%则P=4.50.500.25=6.36kW按照P=6.36kW,FC%=25%,查ZD系列电动机的产品目录,几个与本案例较接近的起重机与电机列。
起重机的起重量与起升电机功率起吊重/t起升电机功率/kW234.557.51013由和计算数据,选7.5kW的电动机欠载运行,这样相当于3t的起重机配5t的“葫芦”。让大功率电动机在大于自身标准负载持续率下运行。其功率和温升曲线如虚线所示。电动机的额定功率PN=P″1,大于负载功率P1,当负载持续率为50%,大于标准负载持续率25%时,温升的稳定波动值仍在Smax与Smin之间(由于欠载,实际是达不到的),电动机运行起来就不会损坏了。
建议为避免类似事故发生,提出以下几点意见:1)起重设备都是配套产品,一般按起吊重量选择即可。遇到负载有特殊要求时,要及早向厂家提出要求,以免造成不必要的浪费或损失;2)为保证电动机的安全稳定运行,电动机的运行温度最好距允许温度10℃左右;3)在购置产品或使用产品之前,要认真阅读产品说明书,了解其使用性能,了解配套产品各参数的意义,减少由于使用不当或与负载工作方式不符合而引起故障。