7.2. Қозғалтқыштың жылулық моделі

Жылулық жағынан электрлік машина – күрделі объект: ол материал бойынша біркелкі емес, интенсивтілігі режимге тәуелді ішкі таратылған жылу көздеріне ие, жылубергіштігі жылдамдыққа тәуелді және т.б. Осындай күрделігі үшін практикада машина – біркелкі дене, жылусыйымдылығы тұрақты С, Дж/С; барлық нүктелерінде температурасы бірдей , жылубергіш коэффициентіне А, Дж/сС және машина температурасы  мен қоршаған орта температурасының _ос айырымына , яғни  =  - _ос, С, тәуелді А сыртқы ортаға жылу бергіштігі бар деген болжаммен құрылған қарапайым моделі қолданылады.

Онда белгілі бір dt уақыт интервалы үшін жылулық баланс теңдеуі:

. (7.5)

Екі бөлігін де А dt - ға бөліп, алатынымыз:

, (7.6)

мұнда: T_т = C/A – жылулық уақыт тұрақтысы;

_сон. = Р/А – темпратураның жоғарлауының соңғы (тұрақталған) мәні.

5.2 тарауда байқағанымыздай, бір энергия жинақтаушы (бұл жағдайда жылулық) болғанда, оның қорын сипаттайтын айнымалы экспонента бойынша өзгереді:

. (7.7)

(7.2) теңдеу қозғалтқыштың динамикалық жылулық моделін беріліс функциясы ретінде келтіруге мүмкіндік береді:

. (7.8)

Уақыт тұрақтысы Т_т шындығында - тұрақты емес: қызудың бірінші бөлігінде тек активті бөліктер, негізінен орама мысы қызған кезде және жылу машинаның толық денесі бойынша таралуға үлгермеген кезде процесс (7.7) бойынша процеске қарағанда жылдамырақ жүреді, яғни Т_т < Т_т – 7.6-суреттегі пунктир.

7.5-сурет. Электр машинасының қызу және салқындау сипаттамалары.

Өздігінен желденетін машиналардың жылубергіштігі жылдамдыққа тәуелді, жылдамдық төмендегенде жылубергіштік те азаяды, яғни Т_=0>T_т, сонымен қатар айырмасы үлкен болуы мүмкін – 2 есе немесе одан да жоғары.

7.6-сурет. Жылулық уақыт тұрақтысының электр машинаның қуатынан бағаналық тәуелділігі.

Сонымен, машина шығындарының тез өзгеруіне оның реакциясы – ұзақ (минуттар, үлкен машиналар үшін сағаттар) уақыт тұрақтылары бар экспонента бөліктері. Тұрақталған режимде (d /dt =0) (7.2) бойынша алатынымыз:

; (7.9)

анықтама бойынша номинал режимде

. (7.10)

Анықталған қозғалтқыштардың қызу және салқындау заңдылықтары электр жетегі жұмысының үш стандартты режимін бөлуге мүмкіндік береді.

Ұзақ мерзімді режим S1 келесі шартпен сипатталады:

, (7.11)

яғни жұмыс уақытында асқын қызу температурасы t_р тұрақталған мәнге жетеді (7.7а-сурет), үзілістің ұзақтығы әсер етпейді.

Қысқа мерзімді режим S2:

,

, (7.12)

яғни, жұмыс уақытында асқын қызу тұрақталған мәнге жетпейді, ал үзіліс уақытында t_о қозғалтқыш қоршаған орта температурасына дейін салқындайды (7.7б-сурет).

а) б)

в)

7.7-сурет. Ұзақ мерзімді S1, қысқа мерзімді S2 және қайталанбалы қысқа мерзімді S3 режимдерінің диаграммалары.

Қайталанбалы қысқа мерзімді режим S3 келесі шарттарға сәйкес келеді:

,

, (7.13)

яғни, жұмыс уақытында асқын қызу _қап. мәніне жетпейді, ал үзіліс уақытында нөлге тең болмайды. Циклдер көп рет қайталанғанда процесс тұрақталады, яғни асқын қызудың температурасы циклдің басы мен соңында бірдей болады және оның тербелістері орта деңгейде _орт. болады(7.7в-сурет). Қайталанушы қысқа уақытты режим іске қосылудың салыстырмалы ұзақтығымен  немесе ПВ сипатталады

, (7.14)

.

Қайталанушы қысқа уақытты режимде  (0,6) де цикл уақыты (t_ц10 мин) да шектеледі.

Жоғарыда қарастырылған негізгі режимдерде тағы төрт стандартты режимдер негізделеді: S4 және S5 режимдері S3 режимінен іске қосу және тежелу кезінде динамикалық моменттерді ескеруімен ерекшеленеді, S6 және S7 - S1 режиміне сәйкес келеді, бірақ айнымалы жүктемеде (S6) және іске қосу мен тежеуді ескергенде (S7). Стандартты режим S8 М және  мәндерінің периодты өзгеруінің ең жалпы жағдайын көрсетеді.