Почему это важно. Показатели эффективности промышленного предприятия напрямую зависят от «здоровья» электроприводов. Чем стабильнее работают двигатели, тем выше выпуск, меньше незапланированных простоев и ниже эксплуатационные издержки. Электромоторы приводят в действие ключевое оборудование — от станков и конвейеров до насосов и вентиляторов — поэтому даже единичная отказавшая машина способна остановить линию и ударить по KPI.

На какие показатели влияет надёжность электроприводов

• Производительность (Output). Чем надежнее электродвигатель, тем большее время механизмы работают на номинальной и близкой к максимальной мощности/оборотах обеспечивая плановый объём выпуска между ремонтами.
• Доступность оборудования (Availability). Наличие запчастей и быстрая замена отказавших приводов сокращают время простоя.
• Качество продукции. Стабильные режимы работы и нагрузки поддерживают повторяемость характеристик готовой продукции.
• Эксплуатационные затраты. Чем реже аварийные остановки и ремонты, тем ниже суммарные расходы на обслуживание и простои.

Итог прост: надёжность электродвигателей — один из главных рычагов улучшения экономических результатов производства.

Где работают электродвигатели на предприятии

Электромоторы задействованы на всех стадиях: в станочном парке (шпиндели, подача), подъёмно-транспортных механизмах (краны, тали, конвейеры), насосно-компрессорном оборудовании, вентиляции и аспирации, системах водоснабжения и отопления, приводах ворот и задвижек, а также в составе турбин и генераторов. Поэтому любая неисправность электродвигателя мгновенно трансформируется в простой оборудования и финансовые потери.

Асинхронные и синхронные машины: кратко о различиях и надёжности

В асинхронных электрических машинах скорость вращения электромагнитного поля в статоре «обгоняет» частоту оборотов ротора на величину скольжения. В синхронных — магнитное поле статора и ротора движутся с одной скоростью (синхронно).

Обе группы перекрывают широкий диапазон мощностей до 5–10 тысяч киловатт. Ключевым слабым местом для ресурса остаются подшипники, через которые передаётся механическое взаимодействие ротора и статора. На практике асинхронные двигатели считаются более надежными, что объясняет их доминирование в промышленности.

Регулирование скорости: от «механики» к частотным приводам

Традиционные способы менять обороты — редукторы, переключение числа пар полюсов, реостаты ротора — дают либо ступенчатую регулировку, либо сопровождаются потерями и сервисными сложностями. С появлением преобразователей частоты регулировка стала плавной и гибкой, без лишней механики и контактных узлов, с возможностью удалённого контроля.

Побочный эффект ЧРП: подшипниковые токи

Импульсные процессы в преобразователях порождают высокочастотные контурные токи, которые замыкаются через вал и корпус двигателя. Кратчайший путь — по подшипникам — приводит к электроэрозии дорожек и тел качения и ускоренному износу подшипников. Источники проблемы:

• синфазные помехи из-за неравномерности внутреннего сопротивления и скорости открытия (закрытия) тиристоров в частотном преобразователе (сверхбыстрое нарастание фронта сигнала);
• несимметрия магнитного поля и отсутствие изолированного подшипника со стороны, противоположной приводу (на мощностях ≳200 кВт);
• остаточная намагниченность, статическое электричество;
• отсутствие заземления вала ротора на станину.

Как повысить ресурс электродвигателей?

• Регулярный контроль состояния электромоторов — параметров энергопотребления, термо- и вибронагруженности.
• Своевременное обслуживание подшипников — чистка, замена смазки, восстановление герметичности сальниковых уплотнений.
• Качественные комплектующие при ремонте и модернизации.
• Надёжное заземление вала электродвигателя при помощи заземляющих колец, которые исключают подшипники (и шестерни редукторов приводимых в движение механизмов) из электрической цепи паразитных подшипниковых токов.

Ранее многие предприятия применяли импортные заземляющие кольца; после роста сроков и цен на поставки актуальной стала локальная альтернатива. Сама потребность в защите от подшипниковых токов никуда не делась — именно она определяет реальный срок службы привода и частоту простоев.

Решение было найдено — компания ЮВТЕК из Санкт-Петербурга наладила выпуск колец для заземления ротора электродвигателя по доступным ценам и с различными вариантами крепления. В результате срок службы обычных подшипников увеличился, и стал сопоставим с ресурсом работы электроизолированных. Поскольку подшипниковый ток электродвигателя полностью нейтрализован, то сократились отказы и снизились простои оборудования из-за внепланового ремонта электроприводов.

Надёжность всей системы определяется минимальным сроком службы каждого её элемента. И увеличивая ресурс подшипников промышленных электромоторов, мы положительно воздействуем на увеличение KPI производства в целом.

Хотите сэкономить на простоях и обслуживаниях? Расскажите о вашем оборудовании — мы рассчитаем, сколько вы можете сэкономить!