Нагрев и режимы работы электродвигателей

Нагрев электродвигателей
Во время работы электродвигателя часть электрической энергии преобразуется в термическую. Это связано с энергопотерями на трение в подшипниках, на вихревые токи и перемагничивание в стали статора и ротора, а также в активных сопротивлениях обмоток статора и ротора.
Энергопотери в обмотках статора и ротора пропорциональны квадрату величины их токов. Ток статора и ротора пропорционален
нагрузке на валу. Другие утраты в двигателе почти не зависят от нагрузки.
При постоянной нагрузке на валу в двигателе выделяется определенное количество теплоты в единицу времени. Увеличение температуры мотора происходит неравномерно. Сначала она растет стремительно: практически вся теплота идет на увеличение температуры и только маленькое количество ее уходит в окружающую среду. Перепад температур (разница меж температурой двигателя и температурой окружающего воздуха) еще пока невелик. Но по мере роста температуры двигателя перепад растет и теплопотеря в окружающую среду возрастает. Рост температуры мотора замедляется. Температура мотора прекращает возрастать, когда вся вновь выделяемая теплота будет полностью рассеиваться в окружающую среду. Такая температура мотора именуется установившейся.
Величина установившейся температуры мотора зависит от нагрузки на его валу. При большой нагрузке выделяется огромное количество теплоты в единицу времени, означает, выше установившаяся температура двигателя.
После отключения движок охлаждается. Температура его сначала снижается стремительно, потому что перепад ее большой, а потом по мере уменьшения перепада – медлительно.

Рис. 1. Нагрев и остывание движков: о — длительного режима работы; б — повторно-кратковременного; в — краткосрочного
Величина допустимой установившейся температуры мотора обусловливается качествами изоляции обмоток.
Практически у всех движков общего внедрения для изоляции обмотки употребляются эмали, синтетические пленки, пропитанные картоны, хлопчатобумажная пряжа. Максимально допустимая температура нагрева этих материалов 105С. Температура обмотки мотора при номинальной нагрузке должна быть на 20…25 °С ниже максимально допустимой величины.
Существенно более низкая температура мотора соответствует работе его с малой нагрузкой на валу. При всем этом коэффициент полезного деяния мотора и коэффициент его мощности невелики.
Режимы работы электродвигателей.
Различают три главных режима работы движков: длительный, повторно-кратковременный и краткосрочный. Продолжительным именуется режим работы мотора при постоянной нагрузке длительностью более, чем нужно для заслуги установившейся температуры при постоянной температуре окружающего воздуха. Повторно-кратковременным именуется таковой режим работы, при котором краткосрочная постоянная нагрузка чередуется с отключениями мотора, при этом во время нагрузки температура мотора не добивается установившегося значения, а во время паузы движок не успевает охладиться до температуры окружающего воздуха. Краткосрочным именуется таковой режим, при котором за время нагрузки мотора температура его не добивается установившегося значения, а за время паузы успевает охладиться до температуры окружающего воздуха.
На рис. 1 изображены кривые нагрева и охлаждения мотора и подводимые мощности Р для 3-х режимов работы. Для длительного режима работы изображены три кривые нагрева и остывания 1, 2, 3(рис. 1, а), надлежащие трем разным нагрузкам на его валу. Кривая 3 соответствует большей нагрузке на валу; при всем этом подводимая мощность P3>P2>Pi- При повторно-кратковременном режиме мотора (рис. 1, б) температура его за время нагрузки не добивается установившейся. Температура двигателя повышалась бы по пунктирной кривой, если б время нагрузки было более долгим. Продолжительность включения мотора ограничивается 15, 25, 40 и 60% времени цикла. Длительность 1-го цикла tц принимается равной 10 мин и определяется суммой времени нагрузки N и времени паузы R, т. е.
tц = N + R
Для повторно-кратковременного режима работы выпускаются движки с длительностью работы ПВ 15, 25, 40 и 60% ПВ = N : (N + R) * 100%
На рис. 1, в изображены кривые нагрева и охлаждения мотора при краткосрочном режиме работы. Для этого режима изготовляются движки с длительностью периода постоянной номинальной нагрузки 15, 30, 60, 90 мин.
Теплоемкость мотора – величина значимая, потому нагрев его до установившейся температуры может длиться несколько часов. Движок кратковременного режима за время нагрузки не успевает нагреться до установившейся температуры, потому он работает с большей нагрузкой на валу и большей подводимой мощностью, чем таковой же движок продолжительного режима работы. Движок повторно-кратковременного режима работы также работает с большей нагрузкой на валу, чем таковой же движок продолжительного режима работы. Чем меньше продолжительность включения мотора, тем больше допустимая нагрузка на его валу.
Для большинства машин (компрессоры, вентиляторы, картофелечистки и др.) используются асинхронные движки общего внедрения длительного режима работы. Для подъемников, кранов, кассовых аппаратов используются движки повторно-кратковременного режима работы. Движки краткосрочного режима работы употребляются для машин, применяёмых во время ремонтных работ, к примеру электронных талей и кранов.
В. И. Рябов ”Электрическое оборудование”
Комментарии
Нагрев и режимы работы электродвигателей — Комментариев нет