2tom220

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 442

Rys. 5.170. Przebieg intensywności uszkodzeń maszyn elektrycznych w czasie eksploatacji

5.7.4.2. Maszyna elektryczna jako system niezawodnościowy

Podczas analizy niezawodności maszynę elektryczną traktuje się jako tzw. system niezawodnościowy, czyli zorganizowany (złożony) zbiór elementów (części) nie przewidywanych do dalszego podziału.

Elementami maszyny wirującej są przede wszystkim: uzwojenia, rdzeń stojana i wirnika, wat, łożyska, ewentualnie komutator, pierścienie ślizgowe, obsady szczotkowe, szczotki itp. Poszczególne elementy, z których składa się maszyna, są uważane za nienaprawialne, maszyna natomiast jako całość jest obiektem naprawialnym, ponieważ można w niej dokonywać napraw lub wymieniać poszczególne elementy, np. łożyska.

Do oceny lub przewidywania niezawodności uwzględnia się tylko kilka elementów o znaczeniu podstawowym, a zwłaszcza te, których wskaźniki niezawodności są najmniejsze lub najbardziej maleją w czasie użytkowania maszyny.

Elementami o najmniejszych wartościach wskaźników niezawodności są w maszynach wirujących zespoły złożone z komutatorów i szczotek. Maszyny nazywane komutatorowymi charakteryzują się największymi wartościami intensywności uszkodzeń, np. A a; 9,36 • 10exp — 6/h. Intensywność uszkodzeń prądnic prądu przemiennego jest znacznie mniejsza i zawiera się w przedziale (2,94-^ 0,033) 10exp — 6/h. Intensywność uszkodzeń silników indukcyjnych klatkowych szacuje się na 1,12- 10exp —6/h.

Jakkolwiek w kraju trwałości maszyn elektrycznych nic znormalizowano (z wyjątkiem maszyn komutatorowych małych mocy), to na ogół przyjmuje się, że trwałość maszyny powinna mieścić się w przedziale 5-S-20 lat, przy czym maszyny dużych i największych mocy charakteryzują się najdłuższą trwałością, zaś maszyny powszechnego zastosowania — najkrótszą. Przykładowo, trwałość silników indukcyjnych ogólnego zastosowania ocenia się na 5 -=- 8 lat, natomiast resurs* na 20 000 h. Trwałość silnika indukcyjnego pralki

Tablica 5.81. Klasy niezawodności silników elektrycznych, wg IEC/TC61/sec. 31

Klasa niezawodności	RM	Zastosowanie w układach napędowych
I	0,98	gdy występuje możliwość zagrożenia życia lub powstania znacznych strat materialnych
11	0,95	o specjalnie odpowiedzialnym przeznaczeniu
m	0,90	o odpowiedzialnym przeznaczeniu, gdy postój silnika powoduje zakłócenia procesu technologicznego
IV	0,8	ogólnego zastosowania

* Resurs silnika jest miarą zdolności użytkowych maszyny.

mowej powinna wynosić co najmniej 5 lat, przy czym przy czterech użyciach w tygodniu ^a urs szacuje się na co najmniej 1000 h. Maszyny małej mocy z komutatorami ^ ierścieniami ślizgowymi powinny być tak zbudowane, aby zapewniały prawidłową pracę ^w ciągu co najmniej 600 h (PN-74/E-06010).

** \y kraju dotychczas nie znormalizowano wartości wskaźników niezawodności. Komisje międzynarodowe wprowadzają tzw. klasy niezawodności maszyn elektrycznych, np dla silników elektrycznych są stosowane cztery klasy niezawodności charakteryzowane prawdopodobieństwem poprawnej pracy R(t) w gwarantowanym czasie eksploatacji (tabl. 5.81).

5.7.4.3. Badania niezawodności

Badania te przeprowadza się w celu określenia lub kontroli wartości odpowiednich wskaźników niezawodności.

Wyróżnia się (PN-80/N-04000) pięć rodzajów badań niezawodności:

_badania określające — przeprowadzane w celu wyznaczenia wartości odpowiednich

wskaźników niezawodności;

—    badania kontrolne — przeprowadzane w celu sprawdzenia zgodności odpowiednich wskaźników niezawodności z ustalonymi dla nich wymaganiami;

—    badania laboratoryjne — przeprowadzane na stanowisku badawczym w ustalonych i kontrolowanych warunkach, które mogą (ale nie muszą) symulować warunki podane w instrukcji eksploatacji maszyny;

—    badania eksploatacyjne — przeprowadzane w warunkach zgodnych z instrukcją eksploatacji maszyn;

—    badania przyspieszone — przeprowadzane w celu uzyskania informacji o określonych wskaźnikach niezawodności w czasie krótszym niż podczas badań w normalnych warunkach eksploatacyjnych.

5.7.5. Funkcje i warunki pracy maszyn elektrycznych

Określone funkcje i określone warunki pracy maszyn elektrycznych wynikają z norm przedmiotowych o charakterze podstawowym i pomocniczym.

Funkcje jakie mają spełniać maszyny elektryczne wynikają z ich podziału na prądnice, silniki, przetwornice itp., przeprowadzonego wg zasad elektromechanicznego przetwarzania energii. Funkcje szczególne niektórych specjalnych konstrukcji maszyn są określane przez dodanie do nazwy maszyny pomocniczego określenia, np. silnik dźwignicowy.

Każda maszyna elektryczna powinna być wyposażona w tabliczkę znamionową, umocowaną w sposób trwały w miejscu umożliwiającym łatwe odczytanie podanych na niej informacji. Znamionowe wartości wielkości umieszczonych na tabliczce, dla których dopuszcza się stosowanie odchyłek, mogą się różnić od wartości rzeczywistych występujących podczas pracy w granicach dopuszczalnych odchyłek. Spośród wiciu wielkości jakie powinny być podane na tabliczkach znamionowych maszyn elektrycznych do najważniejszych należą:

nazwa wytwórcy, numer fabryczny lub oznaczenie typu i rok produkcji; rodzaj maszyny (silnik, prądnica itp.);

rodzaj prądu (stały', przemienny jedno-, dwu- lub trójfazowy), częstotliwość znamionowa w maszynach prądu przemiennego;

klasa cieploodporności izolacji lub dopuszczalny przyrost temperatury; moc znamionowa;

~~ rodzaj pracy;

napięcia i prądy znamionowe;

prędkość obrotowa znamionowa lub największa dopuszczalna.