СКАЧАТЬ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ:  otvety_po_elektroprivodu.zip [517,16 Kb] (cкачиваний: 181)

26. Выбор ЭД по нагреву.

График при нагреве Д.

График при охлаждении Д.

По допустимой температуре нагрева изоляции существуют следующие классы нагрева

1) Класс А– t до 105 С

2) Класс Е – t до 120 С

3) Класс В – t до 130 С

4) Класс F – t до 155 С

5) Класс H – t до 180 С

6) Класс C – свыше 180 С

В основном применяют: B, F, H.

Проверка Д по нагреву определяется по его перегреву, который представляет собой разность температур между двигателем и окружающей средой.

t_ос=40 С

Допустимы тепловой режим определяется из условия

_{раб доп}

_раб – перегрев Д

_доп – допустимый перегрев Д

Если в процессе нагрева Д его температура не изменится, а теплоёмкость Д и его теплоотдача не зависят от температур, то можно записать исходное уравнение теплового баланса

Р – потеря мощности в Д.

А – теплоотдача;

С – теплоёмкость;

_нач – начальный перегрев двигателя;

_уст – установившееся превышение температуры двигателя.

Т_Т – тепловая постоянная времени нагрева или охлаждения.

Данная формула может быть использована для анализа не только нагрева Д, но и также его охлаждения. Процессы нагрева и охлаждения некоторых типов двигателей могут характеризоваться  различными тепловыми постоянными времени. Это связано с тем, чтотепловаяпостоянная времени, характеризующая процесс изменения температуры, обратно пропорциональна теплоотдаче двигателя. Количественно ухудшение теплоотдачи характеризуется коэффициентом ухудшения теплоотдачи при неподвижном роторе:

А_о и А – теплоотдача при неподвижном двигателе и при номинальной скорости вращения двигателя. примерные значения коэффициента ухудшения теплоотдачи для некоторых Д имеют следующие значения:

Постоянная времени охлаждения Д связана с постоянной времени нагрева следующим соотношением:

Если ₀ 1 то, Т₀ Т_н. Значит охлаждение неподвижного Д будет происходить медленнее, чем нагрев.

Время достижения перегревом своего установившегося значения при экспоненте теоретически имеет большое значение. Однако, на практике процесс нагрева можно считать установившимся, если превышение температуры Д достигнет температуры (0,95 0,97) _уст; (3 4)Т_н. таким образом, время достижения перегревом своего установившегося значения  зависит от постоянной времени нагрева.

Порядок проверки ЭД по нагреву прямым методом состоит в следующем:

1) По известному графику нагрузки определяют потери мощности на отдельных участках цикла работы Д и с их помощью находят значение установившегося перегрева на каждом участке.

2) Для участков нагрева и охлаждений Д определяется постоянная времени нагрева и охлаждения.

3) Для каждого участка цикла строиться кривая перегрева. При этом начальным значением на каждом следующем участке является его конечное значение на предыдущем участке.

4) Из построенной таким образом кривой перегрева находят максимальное и среднее го значение и проверяют выполнение условия.

_{раб доп}

существуют также косвенные методы проверки двигателя по нагреву:

28. Метод средних потерь.

Является наиболее точным из всех косвенных методов и заключается в определении средних потерь мощности за цикл работы Д и сопоставлении их с номинальными потерями мощности самого Д после чего делается заключение о нагреве двигателя.

При использовании метода средних потерь рассматривается достаточно большой цикл работы двигателя, в котором средний перегрев двигателя не изменяется.  Поэтому режим работы двигателя, в котором количество выделившейся теплоты в двигателе за цикл работы равняется отданному в окружающую среду называется квазиустановившимся.

В этом режиме средний перегрев Д за время цикла работы не изменяется и определяется

Т. к. допустимы нагрев Д. определяется соотношением

то условием выбора Д  по нагреву будет определять соотношение

это и будет расчётным соотношением метода средних потерь.

Если на всех участках цикла нагрузка постоянна, средние и номинальные потери определяются

Таким образом метод средних потерь позволяет оценить тепловой режим работы Д по среднему превышению температуры. Однако, существует определённая погрешность метода, так как максимальный перегрев для отдельных участков цикла может превышать среднюю температуру. Этот метод даст более точную оценку перегреву двигателя, если постоянная времени нагрева будет превышать допустимы перегрев при наиболее продолжительных участках цикла. При этом средний перегрев на этих участках д.б. примерно равен максимальному перегреву.

29. Метод эквивалентного тока.

t_р+t_уст+t_т=t_ц

Метод эквивалентного тока используется тогда, когда известен график изменения тока Д во времени. Для получения расчётной формулы данного метода средние потери мощности в двигателе представим как сумму постоянных и переменных потерь:

К – постоянная

V – переменные потери

Таким образом, двигателя по нагреву методом эквивалентного тока запишется в виде:

Это основное соотношение метода эквивалентного тока.

Согласное данному соотношению нагрев двигателя не будет превосходить допустимого уровня, если эквивалентный ток за цикл не будет превосходить паспортного тока.

Полученное выражение даёт точную оценку нагрева в том случае, если постоянные потери мощности и сопротивления электрических цепей Д не изменяется за цикл работы. В противном случае метод эквивалентного тока даёт погрешность в оценке теплового состояния двигателя. Данный метод удобно использовать для проверки нагрева работающих двигателей с помощью измерительных приборов.

30. Метод эквивалентного момента.

Данный метод удобно использовать, если есть график изменения момента Д во времени. При использовании данного метода необходимо чтобы магнитный поток Д во время всего цикла работы оставался постоянным.

При выполнении двух необходимых условий метод эквивалентного момента сводится к к следующему соотношению:

31. Метод эквивалентной мощности.

Используется:

1) Если известен график изменения мощности во времени;

2) При возможности применения метода эквивалентного момента;

3) При постоянстве скорости двигателя на всех участках рабочего цикла.

При выполнении этих условий метод эквивалентной мощности сводится  выполнению следующих неравенств:

при этом _экв= _ном=const

33. Режимы работы ЭД S1.

S1. – продолжительный номинальный режим работы, который характеризуется неизменной нагрузкой в течении того времени, за которое перегрев всех частей двигателя достигает своего установившегося значения. Графики изменения мощности, момента, потерь, мощности и перегрева имеют следующий вид:

Графики при длительном режиме работы электропривода.

Признаком режима S1 является выполнение условия

t_p – время включения (работы) двигателя.

Работа Д в этом режиме происходит с постоянной или переменной циклической нагрузкой, так как двигатель выбирается по условию

тогда в этом режиме выполняется условие потерь мощностей

и максимальный перегрев будет  меньше чем допустимый.

Таким образом, при постоянной продолжительной нагрузке не требуется дополнительных расчётов по определению нагрева двигателя. Если нагрузка непостоянна, тогда будут изменяться ток, момент, потери Д, поэтому проверка Д в этом случае выполняется методом средних потерь или методом эквивалентных величин.

34. Режим работы ЭД S2.

S2 – кратковременный номинальный режим, характеризуется чередованием периодов неизменной нагрузки, с периодами отключения двигателя. Этому режиму соответствуют условия

Т_Н – время нагрева

При этом за время работы температура не достигает установившегося уровня, а за время отключения все части двигателя охлаждаются до температуры окружающей среды.

Стандартное значение продолжительности рабочего периода составляют 10, 30, 60, 90 мин.

Если двигатель рассчитан на продолжительный режим работы, то при кратковременном режиме его превышение температуры к концу рабочего дня не достигает установившегося значения, то есть Д используется не полностью по мощности. Для полного использования в кратковременном режиме двигатели необходимо перегружать по мощности на валу. Тогда к концу рабочего периода его перегрев достигнет допустимого уровня. Для количественной оценки перегрузки т и нагрева Д используют коэффициенты термической и механической перегрузок.

Коэффициентом термической перегрузки называется отношение потерь мощности при кратковременном режиме к номинальным потерям мощности.

Коэффициентом механической перегрузки называется отношение мощности нагрузки в кратковременном режиме к номинальной мощности.

Коэффициент механической перегрузки может быть рассчитан с помощью коэффициента термической перегрузки.

– отношение постоянных и переменных потерь мощности.

При отношениях времени работы и постоянной времени нагрева в пределах (0,3 0,4)

допустимый коэффициент механической перегрузки Р_м=2,5 что соответствует перегрузочной способности двигателей общепромышленных серий. Если эти значения меньше, то полное исполнение таких двигателей по нагреву ограничивается их перегрузочной способностью.

Для данного режима работы выполняются специальные Д, особенностью которых является высокая перегрузочная способность, что позволяет полностью использовать их по нагреву. Такие Д также можно использовать и в продолжительном режиме, однако, это приводит к повышенным потерям мощности.

Графики изменения мощности, момента, потерь мощности и перегрева при кратковременном режиме работы.

35. Режим работы ЭД S3.

S3 – повторно-кратковременый режим характеризуется периодами нагрузки, которые чередуются с периодическими отключениями двигателя, причём как рабочие периоды так и периоды паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры могли достигнуть своего установившегося режима.

Данному режиму соответствуют следующие условия:

Графики изменения момента, мощности, тока, потерь мощностей и перегрева при повторно-кратковременном режиме работы имеют следующий вид:

Этот режим характеризуется относительной продолжительностью включения двигателя, которая характеризуется отношением времени работ  к времени цикла.

Для повторно-кратковременного режима работы выпускаются двигатели специальной серии в паспортных данных, которых указывают номинальную мощность при нормативной продолжительн ости включения.

Длительность рабочего цикла для таких двигателей не должна превышать 10 мин, в противном случае Д считается работающим в продолжительном режиме. Если в данном режиме продолжительность включения Д и мощности нагрузки равны номинальным данным двигателя, то проверка его по перегреву не требуется.

Если продолжительность включения двигателя отличается от нормативных значений, то на основании метода средних потерь  можно утверждать, что среднее превышение температуры Д не будет превышать допустимой температуры за один и тот же цикл работы при выполнении условия:

Таким образом, для того, чтобы при работе с мощностью Р₁; ПВ₁ средняя температура двигателя не превышала допустимую между потерями мощности должно  существовать следующее соотношение

Порядок проверки Д по нагреву состоит в следующем:

1) Определяются потери в Д за время его работы и реальная продолжительность включения Р₁; ПВ₁

2) По паспортным данным Д для ближайшей нормативной продолжительности включении находят номинальные потери Д и проверяют условия ПВ_ном=> Р₁

Если это условие выполняется, нагрев двигателя не будет превышать допустимого нормативного значения.

Проверка Д по нагреву может быть произведена сопоставлением номинальных и эквивалентных значений Д определяемых по нагрузочным диаграммам.

1) используется эквивалентный ток: должно выполняться следующее условие:

2) используется эквивалентный момент:

3) используется эквивалентная мощность:

Если эти условия выполняются, то температура Д не будет  превосходить допустимого значения.

Если действительная продолжительность включения и номинальная не отличаются,

ПВ₁ ПВ_ном, то выражением [а(ПВ_ном- ПВ₁)+ ПВ_ном] можно пренебречь. Проверка по нагреву двигателей, предназначенных для продолжительного режима работы может быть выполнена с помощью данных условий, если номинальная продолжительность включения составляет 100%.

ПВ_ном=100%

Режимы  S1, S2, S3 являются основными и наиболее характерными для ЭП, однако, существуют ещё 5 режимов работы S4-S8, которые являются разновидностями первых трёх и встречаются реже. Проверка Д по нагреву в этих условиях производится методами средних потерь или эквивалентных величин.

при =1 М_ио/М_g=0,5

49. Метод пропорций и метод отрезков.