Нагревание и охлаждение электродвигателей при повторно кратковременном режиме работы

Процесс изменения температур электродвигателя при повторно-кратковременном режиме работы изображён на рисунке 8.1.

Температура электродвигателя, как в период работы, так и в период паузы изменяется по экспоненциальным кривым и достигает установившихся колебаний со сравнительно небольшими амплитудами.

Вследствие того, что во время пауз происходит охлаждение, максимальная температура будет меньше максимальной температуры , которую имел бы двигатель при длительной работе с теми же потерями. .

Следовательно, электродвигатель, рассчитанный для работы в длительном режиме, в повторно-кратковременном режиме может работать с перегрузкой. Величина коэффициента тепловой перегрузки определяется по следующему отношению:

,

где: - потери при длительной нагрузке;

– допустимые потери при повторно-кратковременной нагрузке.

Коэффициент тепловой перегрузки может быть также определен по формуле:

.

Показатель степени .

Следует иметь в виду, что перегрузка электродвигателей не должна превосходить значения, допустимого по электрическим свойствам двигателя.

Зная величину коэффициента тепловой перегрузки, можно определить и коэффициент механической перегрузки, который представляет собой отношение допустимой, с точки зрения нагрева, мощности к номинальной мощности при длительной нагрузке:

.

При допущении, что тепловые потери двигателя пропорциональны квадрату тока, а мощность пропорциональна первой степени тока, получим:

.

Выбор мощности электродвигателя при повторно-кратковременном режиме работы

При применении для этого режима электродвигателя, предназначенного к длительной работе, мощность его определяется с учетом коэффициента тепловой или механической перегрузок.

В случае если нагрузка имеет характер многоступенчатого графика, как, например, показано на рисунке 8.2, то выбор мощности необходимо производить по эквивалентным величинам: P и M. Для графика, приведенного на рисунке 8.2 эквивалентный момент определяется по формуле:

.

Если применяется электродвигатель, рассчитанный для работы в повторно-кратковременном режиме, но расчетная величина продолжительности включения отличается от стандартной, то производится пересчет мощности двигателя.

Пересчет мощности электродвигателя с одной относительной продолжительности включения на другую может быть с некоторой погрешностью произведен по формуле:

Рисунок 8.2

Порядок выполнения работы

1. До начала экспериментов производится ознакомление с электрооборудованием установки и методом измерения температуры.

2. Записываются паспортные данные электродвигателя.

3. Замеряется температура обмотки статора в пазу, в лобовой части, железа статора и окружающей среды.

4. Производится пуск электродвигателя и устанавливается нагрузка.

5. Температура измеряется вначале, в середине и в конце участков работы и пауз.

Элементы схемы:

М – асинхронный двигатель,

G1 – нагрузочный генератор постоянного тока,

LG – обмотка возбуждения генератора,

G2 – тахогенератор,

Q1, Q2 – автоматические выключатели,

S2 – переключатель режима работы нагрузочного генератора,

Rн – нагрузочное сопротивление,

Rв – реостат в цепи возбуждения нагрузочного генератора,

РН – регулятор напряжения,

КМ1 – линейный контактор, в схеме осуществляет нулевую защиту,

SB1, SB2 – кнопки «Стоп» и «Пуск».

Рисунок 8.3 – Схема установки