Н агревание и охлаждение электродвигателей зависит от свойств изоляционных материалов, которые разделяются по нагревостойкости на классы а, e, в, г, н, с.

Изоляция класса А представляет собой х/б ткани, пряжу, бумагу. Имеет допустимую температуру + 105С. А изоляция класса С представляет слюду, стекло, керамику (температура +180С). Остальные классы занимают промежуточные положения.

Рис.11.3

1 – нагревание, 2 - охлаждение

5. Режимы работы электродвигателей. Выбор мощности

Длительный режим.

а) при постоянной нагрузке (рис.11.4) температура перегрева двигателя  постепенно достигает установившегося значения, при котором двигатель может работать неограниченно долгое время (вентиляторы, центробежные насосы, транспортеры).

Рис. 11.4

Диаграмма работы двигателя в длительном режиме с постоянной нагрузкой

При заданных моменте сопротивления механизма М_м и частоте вращения _м выбирают передаточный механизм и соответствующее передаточное число i этого механизма.

i = , где

_{д ном} – предполагаемая номинальная частота вращения двигателя.

Для выбранного передаточного механизма с известным КПД , заданным моментом М_м находят мощность двигателя:

Р = ;

При этом необходимо, чтобы номинальная мощность двигателя Р_ном  Р.

б) при переменной нагрузке (рис.11.5) температура колеблется, но приблизительно может считаться неизменной. Частота вращения вала двигателя может также считаться практически постоянной.

Мощность двигателя определяют на основании нагрузочной диаграммы, приведенной на рис 11.5.

Рис. 11.5

Диаграмма работы двигателя в длительном режиме с переменной нагрузкой

Из этой диаграммы находят среднеквадратичный (эквивалентный по нагреву момент).

М_экв =

Затем определяют требуемую мощность двигателя: Р = М_экв  _{д ном.}

Необходимо проверить выбранный двигатель по перегрузочной способности. Максимальный момент не должен превышать допустимого для данного двигателя:

М_mах  М _ном  _м ,

где М_ном = Р_ном / _{д ном} – номинальный момент двигателя;  _м = М_доп / М_ном – допустимая перегрузочная способность двигателя.

Кратковременный режим.

В этом режиме двигатель работает ограниченное время t_к (рис. 11.6), в течении которого температура перегрева  не успевает достигнуть установившегося значения. За время отключенного состояния двигатель охлаждается до температуры окружающей среды (зажимные устройства металлорежущих станков, разводные мосты, шлюзовые устройства гидротехнических сооружений).

Рис. 11.6

Диаграмма работы двигателя в кратковременном режиме

Двигатели, работающие в кратковременном режиме, выпускают на стандартное время включения, равное 10, 30, 60 и 90 мин. Необходимо, чтобы энергия потерь, выделяющаяся в двигателе за время его работы, не превосходила энергии потерь, выделяющейся за номинальное (паспортное) время работы t_ном:

W_{п ном} = (Р_ном / _ном – Р_ном) t_ном = Р_ном t_ном (1 – _ном) / _ном.

Надо, чтобы выбранный двигатель был проверен на перегрузочную способность:

М_max  М_ном  _ном.

Повторно-кратковременный режим.

В этом режиме время нагрузки t_р (время работы) чередуется с паузами t_п (рис. 11.7)

Рис. 11.7

Диаграмма работы двигателя в

повторно-кратковременном режиме

За время нагрузки температура перегрева не успевает достигнуть установившегося значения, а за время паузы двигатель не успевает полностью охладиться. Через определенное число циклов среднее значение температуры достигает некоторого установившегося значения. Данный режим характеризуется (в процентах) продолжительностью включения (ПВ):

ПВ =  100%.

Применяется в электроприводах кранов, подъемников, холодильных установках и т.д.

Для повторно-кратковременного режима работы выбирают специально рассчитанные двигатели с продолжительностью включения, равной 15, 25, 40 и 60%.

Расчет двигателя в этих случаях производится в следующем порядке:

1. По аналогии с имеющимися приводами производят предварительный выбор двигателя.

2. Для выбранного двигателя строят реальную нагрузочную диаграмму (рис. 11.8).

Рис. 11.8 Реальная нагрузочная характеристика двигателя.

3. По нагрузочной характеристике определяют фактическую продолжительность включения двигателя:

ПВ_ф =  100%.

4. По нагрузочной характеристике находим эквивалентный момент двигателя за время его работы:

М_экв = .

5. Приводим найденный эквивалентный момент к паспортному значению:

М_экв = М_экв

6. Сравнивают полученное значение М_экв с номинальным моментом двигателя М_ном. Должно выполняться условие: М_экв  М_ном.

7. Проверяют двигатель на перегрузочную способность: М_max  М_ном  _м.

Если одно или оба условия не выполняются, производим повторный выбор двигателя и повторяют расчет.