- •Методические указания
- •"Теория электропривода"
- •6.050702 - Электромеханика
- •Содержание
- •Порядок выполнения работы
- •I. Снять характеристики при и для случаев:
- •Оформление работы
- •Элементы схемы (рисунок 1.6)
- •Контрольные вопросы
- •Теоретический раздел
- •Естественные и искусственные механические характеристики электродвигателя в двигательном режиме
- •Механические характеристики электродвигателя в тормозных режимах
- •Режим электродинамического торможения
- •Режим противовключения
- •Режим рекуперативного торможения
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы (рисунок 2.10):
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов и наблюдений
- •Элементы схемы
- •Теоретический раздел
- •Естественная в искусственные механические характеристики электродвигателя в двигательном режиме
- •Режим электродинамического торможения
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы (рисунок 4.4)
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Регулировочные свойства электродвигателя в системе г-д
- •Пуск электродвигателя
- •Реверсирование электродвигателя
- •Торможение электродвигателя
- •Механические характеристики электродвигателя в системе г-д
- •Технико-экономические показателя системы г-д
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы
- •Оформление работы
- •6. Лабораторная работа № 6
- •Теоретический раздел
- •Регулировочные свойства электродвигателя в системе согласно-встречного включения
- •Пуск электродвигателя
- •Механические характеристики в системе согласно-встречного включения
- •Технико-экономические показатели системы согласно-встречного включения
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Нагревание и охлаждение двигателя
- •Постоянная времени нагрева и методы ее определения
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы (рисунок 7.6)
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Нагревание и охлаждение электродвигателей при повторно кратковременном режиме работы
- •Выбор мощности электродвигателя при повторно-кратковременном режиме работы
- •Порядок выполнения работы
- •Элементы схемы:
- •Оформление работы
- •Теоретический раздел
- •Получение «ползучей» скорости и фиксированного останова
- •Порядок выполнения работы
- •Оформление работы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Постоянная времени нагрева и методы ее определения
Из уравнений, определяющих закон изменения температуры электродвигателя, следует, что основной величиной, характеризующей процесс нагревания, является постоянная времени нагрева.
Постоянная времени нагрева зависит от конструкции и размеров двигателя. Ее величина для двигателей защищенных, небольшой мощности, лежит в пределах 10-20 мин., а для крупных закрытых электродвигателей она достигает нескольких часов.
Выражение постоянной времени нагрева ТН=С/А показывает, что ее значение зависит также и от условий вентиляции машины.
Естественно, что у электродвигателей, имеющих более интенсивный отход тепла, постоянная времени нагрева меньше. Следует иметь в виду, что уменьшение скорости вращения вызывает увеличение постоянной времени нагрева, так как при этом ухудшаются условия вентиляции. Так постоянная времени нагрева у двигателей с самовентиляцией в неподвижном состоянии достигает четырехкратного значения постоянной нагрева при вращении.
Аналитическое определение постоянной времени нагрева очень сложно и недостаточно точно. Поэтому её, как правило, определяют, пользуясь экспериментальными данными, в частности, из кривой зависимости превышения температуры от времени и установившегося значения температуры перегрева двигателя при номинальной нагрузке.
а) Определение Тн , исходя из её физического смысла.
Постоянную времени нагрева можно представить как время, в течение которого превышение температуры машины, достигнет установившегося значения при отсутствии отдачи тепла в окружающую среду, т.е. при А=0.
Уравнение теплового баланса (1) при этом будет иметь вид:
. (9)
Рассматривая случай, когда при t = 0, , после интегрирования получим: , (10)
где .
Подставляя значение установившейся температуры в равенство (10), получим:
.
В реальных условиях при наличии теплоотдачи, температура двигателя за время поднимется до значения, несколько меньшего .
Величина этой температуры определится, если в уравнении (6) принять . При этом получим:
Величиной 0,632 можно воспользоваться для определения постоянной времени нагрева при наличии опытной кривой .
На кривой находится точка , из которой опускается перпендикуляр на ось абсцисс; отрезок времени, заключенный между началом координат и перпендикуляром, будет равняться постоянной времени нагрева. Определение Тн данным методом показано на рисунке 7.3.
б) Определение Тн с помощью касательной к кривой .
Отрезок прямой , отсекаемый касательной и вертикалью, проведенной в точке касания, дает величину постоянной времени нагрева.
Это легко доказывается, например, для касательной, проведенной из начала координат (рисунок 7.4). Для доказательства возьмем первую производную выражения (6) по времени:
.
Для t=0 , а ; тогда .
Из рисунка 7.4 видно, что , а , тогда
Определение Тн с помощью касательной справедливо для любой точки кривой , но так как экспериментальная кривая несколько отличается от теоретической, то практически при определении постоянной времени нагрева берут среднее значение Тн из трех: в начале процесса, при и .
в) Определение Тн интегральным методом.
В уравнении нагрева второй член правой части представляет собой для любого момента времени отрезок, заключенный между и кривой нагрева.
Если взять интеграл от этой величины в пределах от t=0 до t=t1, то получим площадь S заключенную между кривой нагрева, осью ординат, асимптотой и вертикалью ab (рисунок 7.5). Действительно
,
но так как , то будем иметь , откуда .
Следовательно, для определения постоянной времени нагрева интегральным способом необходимо измерить при соответствующем учете масштабов площадь S и ее числовое значение разделить на . Этот метод определения Тн более точен по сравнению с предыдущим.