3.3.2 Постоянная времени нагрева

Физический смысл постоянной времени нагрева - это время в течение которого ЭД успевает нагреться от температуры окружающей среды, т.е. от , до при условии отсутствия теплоотдачи в окружающую среду. Докажем это.

Если мы в уравнении (103) условно примем , то

(107)

Уравнение (107) решим относительно времени. за которое при этих условиях двигатель нагреется от до .

Учитывая, что получим, что .

Таким образом доказали, что физический смысл постоянной времени нагрева соответствует записанному определению нагреву. Для определения постоянной времени нагрева можно использовать решение уравнения теплового баланса в виде:

(108)

Примем в уравнении (108) , тогда:

Поэтому для определения постоянной времени нагрева необходимо экспериментально, построить график .

Рис.81 График зависимости температуры от времени нагрева.

Однако на практике значительно чаще приходиться иметь дело с другими постановками задачи. Для того чтобы построить кривую нагрева, необходимо знать постоянную времени нагрева. Как уже было сказано теплоотдача двигателя. пропорциональна площади его поверхности т.е. 2-й степени габаритов двигателя, а теплоёмкость пропорциональна объему двигателя, т.е. 3-й степени габаритов 1-й степени габаритов двигателя и определение номинальной мощности двигателя малой мощности (до 100кВт) открытого исполнения постоянной времени нагрева находиться в пределах 1 минуты 1 часа. У двигателей большой мощности закрытого исполнения постоянная времени нагрева может соответствовать нескольким часам, примерная номограмма зависимости при показана на рис.82.

Рис.82 Номограмма зависимости постоянной времени нагрева от функции мощности.

Необходимо отметить также, что длительность переходного режима при изменении температуры двигателя зависит от нагрузки на валу двигателя ( - механической мощности), чем больше нагрузка, тем двигатель нагревается быстрее. Однако при этом будет изменяться величина установившейся температуры. Зависимость от нагрузки на валу можно просмотреть с помощью тепловых диаграмм одного и того же двигателя при различной величине механической нагрузки на его валу.

Рис.83 Тепловые диаграммы двигателя при различных нагрузках на его валу.

3.3.3 Допустимое превышение температуры двигателя. Классы изоляции

Наиболее уязвимой к воздействию высоких температур элементом конструкции двигателя является изоляция его обмоток. Изоляция применяемая в электрических машинах, насчитывает в соответствии с ГОСТ-183-74. 7 классов – это классы:

Класс
Допустимая температура ( )	90	105	120	130	155	180	>180

Зная можно найти , например для изоляции Класса В.

. Допустимое превышение температуры двигателя для того или иного класса изоляции экспериментально определяется для номинального режима двигателя, т.е. когда , тогда , где .

При этом соотношении между и при различных по величине нагрузок на валу двигателя можно проиллюстрировать с помощью семейства тепловых диаграмм.

Рис.84 Семейство тепловых диаграмм.