Правильная эксплуатация двигателей — решающий фактор высоких значений к. п. д. и cos φ . При неумелой, непродуманной эксплуатации сводятся на нет все выгоды от правильного выбора электродвигателей. Повышать к. п. д. и cos φ надо естественным и искусственным способами. Чем больше недогружен электродвигатель, тем хуже его показатели.
При 50%-ной недогрузке крупных электродвигателей потребляемый ими из сети ток статора составляет 55—60%, а ток статора мелких двигателей достигает 70% и более. Коэффициент мощности уменьшается в первом случае на 15%, во втором — до 30%.
Снижение коэффициента мощности увеличивает потери в проводах электролиний. Установленные мощности источников электроэнергии: трансформаторов, генераторов и первичных двигателей электростанций недоиспользуются.
Чем ниже cos ср, тем меньшую активную мощность могут отдавать генераторы и трансформаторы. При низком значении cosφ первичный двигатель работает с повышенным удельным расходом топлива, пониженным к. п. д., увеличенной стоимостью единицы выработанной электроэнергии.
Понижается cos φ не только из-за недогрузки, но и при работе двигателя и трансформаторов на повышенном напряжении сети, а также при значительных перегрузках. Электродвигатели должны всегда работать с полной нагрузкой и ни при каких условиях ниже 75% их номинальной мощности.
Для контроля загрузки двигателей, особенно работающих в тяжелых условиях, можно пользоваться амперметром, поставив его в одну из фаз. Регулировка загрузки обеспечивает высокие к. п. д. и cos φ, и бесперебойную работу двигателя.
Предел измерения амперметра выбирают примерно но удвоенному рабочему току двигателя. Скажем, для двигателя А41-4 l, 7 кВт при питании от сети напряжением 220 в при рабочем токе статора 6,7 а следует выбрать амперметр на 10 а. В момент пуска, когда двигатель потребляет из сети большой ток, амперметр может «сгореть».
Для сохранности прибора его необходимо на период пуска шунтировать, то есть замыкать накоротко однополюсным рубильником.
При нагрузках электродвигателя меньше 0,5 или 0,65 номинальной мощности рекомендуется переключать статорную обмотку с рабочего положения треугольник на звезду. В сельскохозяйственных установках рекомендуется переключать обмотку двигателя при снижении его нагрузки на 40% ниже номинальной. За счет снижения фазового напряжения двигателя в 1,73 раза уменьшается ток холостого хода двигателя, значительно повышаются cos ср и к.п.д. Момент двигателя уменьшается в 3 раза, это допустимо при очень малой его нагрузке.
Лучшие характеристики показывают короткозамкнутые двигатели (не с фазным ротором), быстроходные, защищенные. Двигатели с подшипниками скольжения по сравнению с двигателями на подшипниках качения дают худший cos φ и низкий к. п. д. В целях повышения надежности в эксплуатации двигателей с подшипниками скольжения их изготовляют с воздушным зазором большим, чем в двигателях с подшипниками качения.
Нельзя допускать увеличения зазора между статором и ротором двигателя при эксплуатации и ремонте. Если зазор увеличивается, необходимо перемотать обмотку двигателя, увеличив число витков.
Неравномерный износ подшипников обусловливает асимметрию магнитного поля, к. и. д. двигателя ухудшается на 1,4—3,7%, a cosφ — на 0,01—0,025 но сравнению с первоначальными данными. Увеличивается и ток холостого хода при значительном сдвиге ротора вдоль оси.
Нельзя вместо замены изношенных подшипников протачивать ротор, увеличивая при этом воздушный зазор между статором и ротором.
Уменьшение при ремонте двигателя числа витков обмотки на 10% вызовет резкое повышение индукции в стали, ток холостого хода увеличится до 25%, cosφ двигателя уменьшится на 0,05—0,06, ухудшится и к. п. д.
Эксплуатационные свойства асинхронных двигателей зависят от напряжения в сети. При неизменной загрузке двигателя понижение напряжения обусловит возрастание токов статора и ротора, несколько уменьшатся токи намагничивания и потери в стали, снизится пропорционально напряжению пусковой ток, а также пусковой и максимальный моменты двигателя, уменьшится скорость двигателя, увеличатся потери в обмотках.
При повышении напряжения возникнут обратные явления. Поэтому при эксплуатации двигателей необходимо обращать внимание на качество питающей энергии. На зажимах токоприемников в любом пункте сети при любом режиме ее нагрузки напряжение не должно повышаться более чем на 7,5% и понижаться на 7,5% от номинального значения.
