книги из ГПНТБ / Тасбулатов Х.Т. Электропривод в сельском хозяйстве

стижении ротором скорости, равной примерно

тель входит в синхронизм автоматически. Обмотка возбуждения имеет большое чис­

ло витков. Если во время пуска она окажется разомкнутой, на ее концах индуктируется на­ пряжение опасное как для обслуживающего персонала, так и для изоляции двигателя. По­ этому параллельно с обмоткой возбуждения наглухо включается разрядное сопротивле­ ние R.

Ввиду того, что пуск синхронных двигате­ лей происходит так же, как и пуск асинхрон­ ных, пусковой ток весьма велик: он равен 5—7-кратному от номинального. Это обстоя­ тельство требует применения специальных устройств для уменьшения величины пусково­ го тока двигателя. В качестве таких устройств -используют или автотрансформатор, или реак­ тор, или оба эти устройства вместе.

Обычно для синхронных двигателей приме­ няется динамическое торможение, при котором обмотки статора отключаются от сети и замы­ каются через сопротивление. Время торможе­ ния при питании цепи возбуждения от собст­ венного возбудителя больше, чем при питании от независимого источника постоянного тока. Это объясняется тем, что снижение скорости возбудителя ведет к уменьшению тока возбуж­ дения, а следовательно, и к. уменьшению тор­ мозного момента.

Генераторное торможение и торможение противовключением для синхронных двигате­ лей практически не применяются.

44

Регулирование скорости синхронного дви­ гателя возможно только изменением частоты тока f питающей сети.

Изменение направления вращения (реверс) у синхронных двигателей осуществляется так же, как у асинхронных.

Синхронный электродвигатель обладает весьма ценным свойством: он может работать с отстающим и опережающим током. Величина: коэффициента мощности (cos ср) синхронного’ электродвигателя при данной постоянной на­ грузке определяется величиной тока в обмотке возбуждения, меняя которую, можно заста­ вить электродвигатель работать с любым cos ф.

При небольшом токе в обмотке возбужде­ ния будет отстающий ток, при увеличениитока возбуждения cos ф станет равным единице, а при дальнейшем увеличении тока возбужде­ ния, или, как говорят, при перевозбуждении синхронного электродвигателя, ток станет опе­ режающим и электродвигатель будет по отно­ шению к питающей электросети работать как емкость.

Свойством перевозбужденных синхронных электродвигателей — работать, потребляя опе­ режающий ток, широко пользуется для улуч­ шения cos ф всей электроустановки, где рабо­ тает синхронный электродвигатель, так как он компенсирует низкий cos других потребителей электрической энергии, например, асинхрон­ ных электродвигателей, малозагруженных трансформаторов и т. п.

Мощность, потребляемая электродвигате­ лем при постоянной нагрузке, (т. е. М-постоян-

45

шішппшшптшіпттіншіішішііттшпнтінішшішіг

Г л а в а II

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Нагревание и охлаждение электродвигателей

Основным фактором, определяющим допу­ стимые условия работы того или иного элек­ тродвигателя в отношении его нагрузки, яв­ ляется нагрев изоляции. При работе двигателя

внем непрерывно выделяется тепло. Это теп­ ло является результатом неизбежных потерь, которые получаются при преобразовании элек­ трической энергии в механическую. После пу­ ска электродвигателя с холодного состояния, т. е. с такого, при котором двигатель имеет температуру окружающей среды, температура его начинает постепенно повышаться. Уста­ навливается она лишь после того, как количе­ ство тепла, выделяемое электродвигателем, будет равно количеству тепла, излучаемого им

вокружающую среду за равную единицу вре­ мени.

Величина нагрева электродвигателя сверх температуры окружающего воздуха установ­ лена нормами всесоюзных электротехнических съездов (ВЭС). Зависит она от качества при­ меняемых изоляционных материалов.

47

Наиболее широкое применение в электро­ двигателях имеют изоляции классов А и В. К изоляция класса А относятся: хлопок, шелк, бумага и подобные органические материалы, пропитанные маслом либо погруженные в не­ го, а также состав, называемый эмалью (он

•применяем для изготовления эмалированной проволоки); к изоляции класса В относятся

•изделия из слюды, стеклянного волокна и ас­ беста, содержащие вяжущие вещества.

Для каждого класса установлена предель­ но допустимая температура, гарантирующая сохранность изоляции. Для класса А она рав­ на 105, для класса В — 120°С.

Температура электродвигателя зависит не только от его нагрузки и потерь, но и от на­ чальной его температуры. Поэтому, если все расчеты нагрузки основывать на предельных температурах электродвигателей, то нагрузка будет зависеть от температуры помещения, в котором находится двигатель: чем выше бу­ дет эта температура, тем меньше должна быть допустимая нагрузка. Для устранения этой зависимости нагрузка двигателя определяется не его температурой, а величиной, выражаю­ щей превышение температуры электродвига­ теля над температурой окружающего воздуха. Таким образом, превышение температуры для данного двигателя будет зависеть только от его нагрузки и режима работы.

По стандарту нормы превышения состав­ лены с учетом, что температура окружающей среды не должна.быть более 35°С; при этом условии нагрев любой части машины должен

48

быть ниже указанных ранее предельных тем­ ператур.

Электродвигатели общего назначения, при­ меняемые для привода большинства производ­ ственных механизмов, имеют изоляцию клас­ са А. Для этого класса стандарт (ГОСТ 183-55) устанавливает максимально допустимое пре­ вышение температуры для большинства типов изолированных обмоток — 60—65°С. Прибав­ ляя сюда 35°С, получаем 95—100°С, т. е. тем­ пературу, не превосходящую предельно допу­ стимую для класса А.

Нормы нагрева электродвигателей опреде­ ляют их номинальную (паспортную) мощность. Под номинальной мощностью понимается та мощность на валу двигателя, при которой пре­ вышение температуры ' внутренних частей (главным образом обмоток) двигателя над температурой окружающего воздуха соответ­ ствует принятым нормам нагрева. Такое же определение дается и номинальному моменту электродвигателя. Однако этого еще недоста­ точно, так как температура перегрева зависит не только от нагрузки, но и от продолжитель­ ности работы двигателя. Каждому виду элек­ тродвигателя соответствует установленный Для него режим работы.

Режимы работы электродвигателей

Согласно общесоюзному стандарту, разли­ чают три вида режима работы электродвига­ телей: продолжительный, кратковременный II повторно-кратковременный.

Рис. 25. Нагрузочная диаграмма при кратковременном

режиме работы.

Рис. 26. Нагрузочная диаграмма и кривая нагрева дви­

гателя при повторно-кратковременном режиме работы.

Рис. 27. Нагрузочная диаграмма привода сепаратора

«Урал».

Рис. 28. График нагрузки молотилки.

50

При длительном режиме нагрузка двигате­ ля изменяется мало и температура электро­ двигателя привода достигает своего устано­ вившегося значения (рис. 24). Примером про­ изводственных механизмов с длительным режимом работы могут служить молотилки, сортировки, веялки, мельничные поставы, си­ лосорезки, насосы, вентиляторы, большинство станков в ремонтных мастерских и т. д.

При кратковременном режиме работы дви­ гателя (рис. 25) температура его не успевает достигнуть установившегося значения. Пере­ рыв в работе достаточно велик для того, чтобы двигатель успел охладиться до температуры окружающей среды. Примером такого режима работы могут служить различные механизмы кратковременного действия: двигатели на раз­ водке мостов, на подъеме запорных щитов плотин и др.

При повторно-кратковременном режиме периоды работы двигателя чередуются с пау­ зами (остановка или холостой ход), причем ни в один из периодов работы температура дви­ гателя не достигает установившегося значе­ ния, а во время паузы он не успевает охла­ диться до температуры окружающей среды. Общая продолжительность цикла работы — / (рис. 26) не должна превышать 10 минут. При­ мером механизмов с повторно-кратковремен­ ным режимом являются тельферы, станки для приработки подшипников, станки для шли­ фовки коленчатых валов, подъемные краны и т. п.

52

Определение мощности электродвигателя при длительном режиме нагрузок

Д л и т е л ь н ы й р е ж и м с п о с т о я н н о й н а г р у з к о й

Определение мощности электродвигателя для механизмов, работающих с длительной постоянной или мало меняющейся нагрузкой, производится:

а) по нагрузочной диаграмме, снятой ка­ ким-либо регистрирующим прибором;

б) по нормативным данным; в) по теоретическим формулам.

Мощность электродвигателя определяют из нагрузочной диаграммы (рис. 27) с учетом к.п.д. рабочей машины и к.п.д. передачи от нее к электродвигателю, т. е.

Определение мощности электродвигателя по нагрузочным диаграммам является самым надежным. Но на практике оно не всегда вы­ полнимо, так как требует специальной обста­ новки, а также сложных и дорогих измери­ тельных приборов. При отсутствии нагрузоч­ ной диаграммы необходимую мощность элек­ тродвигателя определяют по нормативным данным, полученным на основании многочис­ ленных опытов, учитывающих удельный рас­ ход энергии при выпуске продукции.

Сведения об удельных расходах энергии, потребных в различных производственных

53

механизмах, с которыми приходится иметь де­ ло при электрификации сельскохозяйственного производства, можно получить в справочни­ ках, в руководящих указаниях по электрифи­ кации сельского хозяйства н т. п. Например, мощность электродвигателя универсальной дробилки кормов типа ДКУ-1,2 при произво­ дительности дробления зерна 1,15 т/час и при, удельном расходе электроэнергии 9,45 кѳтч/г будет:

Рд,„ , г = 1,15-9,45 = 10,4'кепи

Определение мощности электродвигателей по теоретическим формулам удается произве­ сти для таких машин с длительной постоянной нагрузкой, как насосы, вентиляторы, цепные

иленточные транспортеры, металлорежущие

идеревообделочные станки, электровозы для подвесных дорог и т. д.

Мощность двигателя для центробежных насосов определяется по формуле

где Q — производительность насоса (м5/сек);

у— удельный вес перекачиваемой жидко­ сти (кг/м5) ;

Н— общая расчетная высота подачи на­ соса.

где # і — высота всасывания, т. е. расстояние от уровня жидкости до оси насоса

(*);

54