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 нагрузке работа двигателя продолжается так долго, что температура перегрева всех его частей успевает достигнуть установившихся значений . Различают продолжительный режим неизменной нагрузкой (рисунок 1) и с изменяющейся нагрузкой (рисунок 2).

2. Кратковременный режим S2 – когда периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя (рисунок 3). При этом периоды работы двигателя настолько 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, например S2 – 30 мин.

3. Повторно-кратковременный режим S3 – когда кратковременные периоды работы двигателя чередуются с периодами отключения двигателя , причем за период работы превышение 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 мощность меньше мощности кратковременного режима на 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 режиме превышает номинальную мощность выбранного двигателя в 2,5 раза и более. При этом перегрузочная способность двигателя обычно не удовлетворяет требованиям электропривода. Поэтому при t*<0,35 двигатель выбирают по требуемой для кратковременного режима перегрузочной способности двигателя .

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок3

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6