Вопрос 20. Нагревание и охлаждение двигателей.

При включении двигателя в сеть и наличии на его валу нагрузки происходит его нагрев, зависящий от тепловых потерь ΔР, времени нагрева t, теплоемкости С и теплоотдачи двигателя А. Эти величины связаны между собой уравнением теплового баланса электродвигателя:

ΔР·dt = C·dτ + A·τ·dt, Вт·с,

где τ - превышение температуры двигателя над температурой охлаждающей среды, которую принимают, как правило, равной +40°С. Решение этого уравнения дает зависимость изменения превышения температуры двигателя во времени. Зависимость имеет экспоненциальный характер (см. рис).

Нагрев двигателя осуществляется до τуст, после отключения происходит постепенное охлаждение двигателя.

Охлаждаться двигатель может различными путями:

1. Охлаждение за счет излучения.

2. Охлаждение за счет конвекции воздуха. Для улучшения охлаждения корпус двигателя делают с теплоотводящими ребрами, а на конец вала устанавливают вентилятор.

3. В особых теплонагруженных случаях возможно применение жидкостного охлаждения или иных теплоотводов.

Вопрос 21. Пуск двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Пуск двигателя сначала происходит по искусственной характе­ристике 1 с резистором в цепи якоря, называемым пусковым. В момент включения двигателя его ток и момент ограничиваются до заданного (допустимого) уровня. По мере уве­личения скорости и соответственно ЭДС двигателя ток в якоре сни­жается, и при скорости 1, резистор может быть закорочен (выведен из цепи якоря). Двигатель переходит на работу по естественной ха­рактеристике 2, при этом броски тока и момента также не превы­шают заданного уровня. Завершается пуск двигателя после дости­жения им скорости уст, определяемой точкой пересечения характе­ристик двигателя 2 и исполнительного органа 3.

Совокупность двух или более искусственных характеристик, ис­пользуемых при пуске двигателя, называется пусковой диаграммой. При ее расчете и построении заданными параметрами являются: допустимые ток или момент, момент нагрузки, пределы изменения тока (момента) или число искусственных характеристик m, соответствующее числу ступеней пускового резистора.

Пуск двигателя начинается по характеристике 3. При скорости 1, когда ток снизится до значения I2 ключом К1 закорачивается ступень Rд1 и двигатель уже по характеристике 2 продолжает свой разбег. При скорости ₂ ключом закорачивается Rд2 и дви­гатель начинает работать на естественной характеристике 1.

Вопрос 22. Косвенные методы проверки двигателей по нагреву.

Метод средних потерь. Сущность этого метода заключается в определении средних потерь мощности за цикл работы двига­теля и сопоставлении их с номинальными потерями мощности двигателя, после чего делается заключение о нагреве двигателя.

Pср ≥ Рном

Рном =

Pср =

Метод эквивалентного тока. Используют в том случае, когда известен график изменения тока двигателя во време­ни.

Итак, в соответствии с формулой средний нагрев двигате­ля не будет превосходить допустимого (нормативного) уровня, если эквивалентный ток за цикл его работы не будет превосходить но­минального (паспортного) тока.

Метод эквивалентного момента. Используют в том слу­чае, когда известен график изменения момента двигателя во време­ни. В дополнение к указанным условиям применения метода эквивалентного тока при использовании метода эквивалентного мо­мента должно соблюдаться еще одно условие - постоянство маг­нитного потока двигателя на протяжении всего цикла работы.

Метод эквивалентной мощности используется, если известен гра­фик изменения мощности во времени, и при условии постоянства постоянных потерь, магнитного потока и скорости двигателя на всех участках рабочего цикла.

√ ( )/ = <