Режимы работы электроприводов

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

где т — 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 (рис. 17.2):

где т_уст — установившееся превышение температуры, °С; т_нач — начальное превышение температуры, °С; Т_и — постоянная времени нагревания, Т" — СА, с.

Рис. 17.2. Кривые нагрева и охлаждения электродвигателя.

Номинальные режимы работы электродвигателей. Режимы работы стандартизованы. Различают три основных режима: длительный (обозначается символом S1), кратковременный (S2) и повторно-кратковременный (S3).

Длительный режим — это режим, в котором превышение температуры двигателя достигает установившегося значения. Длительный режим подразделяют на два вида: а — режим с постоянной нагрузкой, б — режим с переменной нагрузкой. К типу а относятся ЭП вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортеров, текстильных станков и др., к типу б — ЭП поршневых компрессоров, прокатных станов, токарных, фрезерных, сверлильных станков и др.

Режим работы ЭП отражают при помощи нагрузочных диаграмм (НД), которые представляют собой зависимость мощности Р, момента М или тока двигателя / от времени t.

Примеры НД для длительного режима и кривая нагрева приведены на рис. 17.3.

Рис. 17.3. Нагрузочные диаграммы для длительного режима:

а — с постоянной нагрузкой; 6 — с переменной нагрузкой В кратковременном режиме двигатель работает непродолжительное время, в течение которого превышение его температуры не достигает установившегося значения, а после отключения он успевает охладиться до температуры охлаждающей среды (рис. 17.4, а). В этом режиме работают ЭП шлюзов, задвижек нефтеи газопроводов, и др.

Повторно-кратковременным режимом называют режим, в котором кратковременные периоды включения двигателя чередуются с периодами пауз, причем в период нагрузки превышение температуры двигателя не достигает установившегося значения, а при отключении не успевает достичь температуры охлаждающей среды (рис. 17.4, б).

Свойства двигателей в повторно-кратковременном режиме зависят от продолжительности включения (ПВ). Как ясно из диаграммы (рис. 17.4, б), двигатель нагружен в течение времени t_p, а в течение времени t₀ следует пауза. Их сумма составляет время цикла Г_ц.

Рис. 17.4. Нагрузочные диаграммы и диаграммы нагрева:

а — для кратковременного режима работы; б — для повторно-кратковременного режима работы ПВ — это величина, равная отношению времени работы двигателя под нагрузкой ко времени цикла, измеряемое в процентах:

ПВ стандартизованы и составляют 15, 25, 40, 60%. Значение ПВ указывается на паспорте двигателя.

Двигатель мощностью Р_н1 с ПВ1 может быть использован при другой ПВ2. Мощность Р₂, на которую можно при этом нагружать двигатель, определяется приближенным соотношением: