5. Тепловые режимы работы электропривода. Расчет и выбор мощности электродвигателей для кратковременного режима работы.

Режим работы электрической машины – это установленный порядок чередования периодов, характеризуемых величиной и продолжительностью нагрузки, отключений, торможения, пуска и реверса во время ее работы.

1. Продолжительный режим S1– когда при неизменной номинальной нагрузкеработа двигателя продолжается так долго, что температура перегрева всех его частей успевает достигнуть установившихся значений. Различают продолжительный режимнеизменной нагрузкой(рисунок 1) и сизменяющейся нагрузкой (рисунок 2).

2. Кратковременный режим S2– когда периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя (рисунок 3). При этом периоды работы двигателянастолько кратковременны, что температуры нагрева всех частей двигателя не достигает установившихся значений, а периоды отключения двигателя настолько продолжительны, что все части двигателя успевают охладиться до температуры окружающей среды. Стандартом установлены длительность периодов нагрузки 10, 30, 60 и 90 минут. В условном обозначении кратковременного режима указывается продолжительность периода нагрузки, напримерS2 – 30 мин.

3. Повторно-кратковременный режим S3 – когда кратковременные периоды работы двигателячередуются с периодами отключения двигателя, причем за период работыпревышение температуры не успевает достигнуть установившихся значений, а за время паузы части двигателя не успевают охладиться до температуры окружающей среды. Общее время работы в повторно-кратковременном режиме разделяются на периодически повторяющиеся циклы продолжительностью.

При повторно-кратковременном режиме работы график нагревания двигателя имеет вид пилообразной кривой (рисунок 4). При достижении двигателем установившегося значения температуры перегрева, соответству­ющего повторно-кратковременному режиму ,температура перегрева двигателя продолжает колебаться от до . При этом меньше установившейся температуры перегрева, которая наступила бы, если режим работы двигателя был продолжитель­ным (<).

Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной продол­жительностью включения: . Действующим стандартом преду­смотрены номинальные повторно-кратковременные режимы с ПВ 15, 25, 40 и 60 % (для продолжительного ре­жима ПВ=100%). В условном обозна­чении повторно-кратковременного ре­жима указывают величину ПВ, напри­мер, S3-40%.

При выборе двигателя, в паспорте которого, указана мощность при ПВ=100% пересчет следует делать по формуле:

.

Рассмотренные три номинальных режима считаются основными. Также стандартом предусмотрены дополнительные режимы:

• повторно-кратковременный режим S4 с частыми пусками, с числом включений в час 30, 60, 120 или 240;

• повторно-кратковременный режим S5 с частыми пусками и электрическим торможением в конце каждого цикла;

• перемещающийся режим S6 с частыми реверсами и электрическим торможением;

• перемещающийся режим S7 с частыми пусками, реверсами и электрическим торможением;

• перемещающийся режим S8 с двумя и более разными частотами вращения;

Расчет и выбор мощности электродвигателей для кратковременного режима работы

Задача расчета сводится к определению мощности двигателя , способного выдержать перегрузку, работая в кратковременном режиме в течение времени(рисунок 3). При этом перегрев двигателя не должен превысить значение, соответствующего продолжительному режиму работы этого двигателя с номинальной нагрузкой(рисунок 1). Полученная в результате расчета мощностьменьше мощности кратковременного режимана величину коэффициента механической перегрузки:

.

Допустим, нагрузочная диаграмма кратковременного режима содержит 2 ступени нагрузки (рисунок 5). В этом случае мощность определяют методом средних потерь.

Коэффициент механической перегрузки по мощности определяют по графику (рисунок 6), где– относительное значение времени работы кратковременного режима ();– постоянная времени нагревания.

Установлено, что при t*<0,35 нагрузка двигателя в кратковременном режимепревышает номинальную мощность выбранного двигателяв 2,5 раза и более. При этом перегрузочная способность двигателя обычно не удовлетворяет требованиям электропривода. Поэтому приt*<0,35 двигатель выбирают по требуемой для кратковременного режима перегрузочной способности двигателя.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок3

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6