Конструкционная надежность любой электрической машины в целом зависит от количества и качества примененных в ней исходных активных и конструкционных материалов, от конструкции машины, качества изготовления и надежности ее основных частей или деталей. Для улучшения конструкционной надежности электрической машины необходимо повышение качества исходных материалов, увеличение точности и улучшение качества изготовления деталей и совершенствование технологии сборки машины. Однако важнейшими из этих мероприятий являются повышение качества и нагревостойкости корпусной изоляции и обмоточных проводов, поскольку много повреждений в электрических машинах в процессе их эксплуатации относится к обмоткам статоров и якорей, а также совершенствование подшипниковых узлов машин.
Следует отметить, что конструкционная надежность электрической машины является основной характеристикой ее качества, которая в значительной мере определяет в дальнейшем ее высокую эксплуатационную надежность. Последняя представляется достаточно сложной проблемой по причине трудности самого определения этого понятия и ограниченности статических сведений по эксплуатации различных электрических машин.
В процессе эксплуатации большого количества однородных технических изделий, таких, как электрические машины, в них периодически появляются случайные неисправности в работе или вынужденные остановки. Располагая статистическими данными об отказах в работе машин и используя теорию вероятностей и методы математической статистики, можно установить некоторое среднее время безотказной работы этих машин между двумя следующими друг за другом неисправностями или отказами в работе. Это среднее время исправной или безотказной работы машин между двумя соседними неисправностями или отказами служит одним из важных количественных показателей эксплуатационной надежности машины.
На эксплуатационную надежность электрических машин оказывает влияние ряд факторов. Главнейшими из них являются следующие:
а) качество активных и конструкционных материалов, используемых при изготовлении этих машин;
б) качество изготовления машин;
в) условия окружающей среды при эксплуатации машин;
г) неправильное применение машин по их исполнению, пусковым и рабочим характеристикам;
д) отсутствие надлежащего ухода за машинами и недостаточное качество их ремонта.
В процессе эксплуатации электрических машин под действием рабочей температуры происходит ухудшение механических и электрических свойств изоляции обмоток, или тепловое старение изоляции. Следовательно, для повышения надежности машин нужно повысить нагревостойкость изоляции и снизить местные нагревы ее по отношению к средней температуре обмотки, измеренной по сопротивлению.
Понятие надежности электрической машины тесно связано с понятием ее долговечности и сроком службы. Долговечность машины - свойство сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Срок службы машины - календарная продолжительность ее эксплуатации до момента, оговоренного в технической документации.
Повышение надежности любого изделия, в том числе и электрических машин, выпускаемых промышленностью ежегодно в огромном количестве, является одним из важнейших технико-экономических показателей. Высокая надежность изделия характеризует его качество. Чем выше надежность электрической машины, тем реже она выходит из строя в эксплуатации и требует ремонта и тем дешевле ее использование. Следовательно, экономическая эффективность использования электрических машин на практике определяется не только первоначальной стоимостью их изготовления, но также и затратами при их эксплуатации. Выпуск ненадежных электрических машин для народного хозяйства, и в особенности для новой техники, может наносить огромный экономических ущерб из-за частого выхода из строя и ремонта таких машин. Поэтому повышение надежности электрических машин имеет огромное народнохозяйственное значение, так как является одним из дополнительных источников увеличения действующего парка машин, находящегося в эксплуатации.
Срок службы и надежность электрических машин определяются количеством и качеством материалов, заложенных в нее при проектировании и производстве. Следовательно, правильный проект машины является основой надежности ее работы в эксплуатации. Поэтому при проектировании нового образца электрической машины следует включать в техническое задание на ее разработку конкретные количественные показатели надежности. Для этой цели нужно в научных и проектно-конструкторских организациях широко проводить теоретические и экспериментальные исследования по определению рациональных показателей надежности для разных типов электрических машин в зависимости от их назначения, областей и условий их применения.
Теория надежности электрических машин развивается всего лишь на протяжении примерно 10 - 15 лет и поэтому не может еще претендовать на законченность. Некоторые вопросы этой теории применительно к электрическим машинам недостаточно еще разработаны и нуждаются в соответствующем уточнении. Имеющиеся опубликованные неполные статистические данные об уровне надежности различных типов эксплуатируемых электрических машин в настоящее время, в связи с интенсивным развитием новых методов проектирования и производства этих машин, уже недостаточно полно отражают фактическое состояние проблемы надежности, в особенности на фоне совершенствования конструкций машин, появления новых материалов для них и т.д. Теория надежности электрических машин охватывает широкий круг вопросов, отражающих общую теорию надежности, вопросы проектирования, технологии производства и эксплуатации этих машин. В связи с эти ознакомление с данной проблемой требует определенных знаний в области электрических машин и некоторой математической подготовки.