Номинальные режимы работы электродвигателей. Режим работы электродвигателя

Режимы работы электрических машин | Электрикам

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

Режимы работы электродвигателей в электроприводах различных рабочих машин разнообразны и определяются технологическими процессами, реализуемыми этими рабочими машинами. Для иллюстрации этих режимов работы используют нагрузочные диаграммы.Такая диаграмма представляет собой графически выраженную зависимость параметра, характеризующего нагрузку приводного двигателя (мощности Р, момента М или силы потребляемого тока I) от продолжительности t отдельных этапов, составляющих время работы электропривода. В действительности нагрузочная диаграмма двигателя может иметь вид графика любой формы: прямой горизонтальной линии, если нагрузка двигателя в рассматриваемый отрезок времени не изменялась, либо кривой линии с плавным переходом от одного уровня нагрузки к другому, если нагрузка изменялась. Плавность перехода уровней нагрузки обусловлена инерционностью процессов в электроприводе. Для упрощения расчета требуемой мощности двигателя криволинейный график нагрузочной диаграммы разбивают на прямолинейные участки, в пределах которых нагрузка условно остается неизменной (рис. 2.10). Чем больше участков с различной нагрузкой, тем меньше ошибка такой замены, но тем сложнее последующие расчеты.

Согласно действующему стандарту ГОСТ 183—74 существует три основных режима работы двигателей, различающиеся характером изменения нагрузки.

Продолжительный режим S1

1. Продолжительный режим S1 — когда при неизменной номинальной нагрузке Рном работа двигателя продолжается так долго, что температура перегрева всех его частей успевает достигнуть установившихся значений τуст (тау установившееся).

Различают продолжительный режим с неизменной нагрузкой Р = const (рис. 2.11, а) и продолжительный режим с изменяющейся нагрузкой (рис.2.11, б). Например, электроприводы насосов, транспортеров, вентиляторов работают в продолжительном режиме с неизменной нагрузкой, а электроприводы прокатных станков, металлорежущих станков и т.п. работают в продолжительном режиме с изменяющейся нагрузкой.

Кратковременный режим S2

2. Кратковременный режим S2 — когда периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя (рис. 2.11, в).При этом периоды работы (нагрузки) двигателя tр настолько кратковременны, что температуры нагрева всех частей двигателя не достигают установившихся значений, а периоды отключения двигателя настолько продолжительны, что все части двигателя успевают охладиться до температуры окружающей среды (допускается превышение температуры не более чем на 1 ºС).

Стандартом установлена длительность периодов нагрузки 10; 30; 60 и 90 мин. В условном обозначении кратковременного режима указывается продолжительность периода нагрузки, например S2 — 30 мин.

В кратковременном режиме работают электроприводы шлюзов, разного рода заслонок, вентилей и других запорных устройств, регулирующих подачу рабочего вещества (нефть, газ, вода и др.) посредством трубопровода к объекту потребления.

Повторно-кратковременный режим S3

3. Повторно-кратковременный режим S3 — когда кратковременные периоды работы двигателя tр чередуются с периодами отключения двигателя (паузами) tп, причем за период работы tp превышение температуры не успевает достигнуть установившихся значений, а за время паузы части двигателя не успевают охладиться до температуры окружающей среды. Общее время работы двигателя в повторно-кратковременном режиме разделяется на периодически повторяющиеся циклы продолжительностью

tц = tр+tп

При повторно-кратковременном режиме работы график нагревания двигателя имеет вид пилообразной кривой (рис. 2.11, г). При достижении двигателем установившегося значения температуры перегрева, соответствующего повторно-кратковременному режиму τуст.к, температура перегрева двигателя продолжает колебаться от τmin до τmax . При этом τуст.к меньше установившейся температуры перегрева, которая наступила бы, если режим работы двигателя был продолжительным (τуст.к < τуст). Примерами повторно-кратковременного режима являются работа электроприводов лифтов, подъемных кранов, экскаваторов и других устройств, для которых характерна цикличность (чередование периодов работы с паузами). При этом продолжительность цикла tц = tр+tп не должна превышать 10 мин.

Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной продолжительностью включения, %,

ПВ = (tр/tц) *100

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 переводе двигателя из продолжительного режима (ПВ = 100%) в повторно-кратковременный режим мощность двигателя, по сравнению с его мощностью в продолжительном режиме, может быть увеличена: при ПВ = 60% на З0%, при ПВ = 40% на 60%, при ПВ = 25% — в 2 раза, при ПВ = 15 % — в 2,6 раза.

Рассмотренные три номинальных режима считаются основными. В каталогах на двигатели, предназначенные для работы в каком-либо из этих режимов, указаны номинальные данные, соответствующие режиму работы.

Помимо рассмотренных трех основных режимов, стандартом предусмотрены еще и 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;

перемежающийся режим S6 с частыми реверсами и электрическим торможением;

перемежающийся режим S7 с частыми пусками, реверсами и электрическим торможением;

перемежающийся режим S8 с двумя и более разными частотами вращения.

electrikam.com

36. Режимы работы электродвигателя.

Возможные режимы работы электроприводов отличаются огромным многообразием по характеру и длительности циклов, значениям нагрузок, условиям охлаждения, соотношения потерь в период пуска и установившегося движения и т.п., поэтому изготовление электродвигателей для каждого из возможных режимов работы электропривода не имеет практического смысла.

На основании анализа реальных режимов выделен специальный класс режимов - номинальные режимы, для которых проектируются и изготавливаются серийные двигатели.

Данные, содержащиеся в паспорте электрической машины, относятся к определенному номинальному режиму и называются номинальными данными электрической машины. Заводы-изготовители гарантируют при работе электродвигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке полное использование его в тепловом отношении.

Действующим ГОСТ предусматриваются 8 номинальных режимов, которые в соответствии с международной классификацией имеют условные обозначения S1 - S8.

Продолжительный режим работы S1 - работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.

Продолжительный режим работы электродвигателя S1

Кратковременный режим работы S2 — работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.

Для кратковременного режима работы нормируется продолжительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.

Кратковременный режим работы электродвигателя S2

Повторно-кратковременный режим работы S3 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды. 

В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин. Режим характеризуется величиной продолжительности включения в процентах:

ПВ = (tр / (tр + tп)) х 100%

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя S3

Нормируемые значения продолжительности включения: 15, 25, 40, 60 %, или относительные значения продолжительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60.

Для режима S3 номинальные данные соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.

Режимы S1 - S3 являются в настоящее время основными, номинальные данные на которые включаются отечественными электромашиностроительными заводами в каталоги и паспорт машины.

Номинальные режимы S4 - S8 введены для того, чтобы впоследствии упростить задачу эквивалентирования произвольного режима номинальным, расширив номенклатуру последних.

Повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов S4 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время пуска, достаточно длительное для того, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей машины, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

 Повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов S4: tп и tн - время пуска и торможения

Повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S5 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает достаточно длительное время пуска, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, время быстрого электрического торможения и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

 Повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S5

Перемежающийся режим работы S6 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и время работы на холостом ходу, причем длительность этих периодов такова, что температура машины не достигает установившегося значения.

Перемежающийся режим работы S6: to — время холостого хода

Перемежающийся режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение. Режим не содержит пауз.

Перемежающийся режим работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7

Перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения S8 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или несколько периодов при других постоянных нагрузках, каждой из которых соответствует своя частота вращения (например, этот режим реализуется при переключении числа пар полюсов асинхронного двигателя). Режим не содержит пауз.

Перемежающийся режим работы с периодически изменяющейся частотой вращения S8

Учет режима работы имеет большое значение при подборе двигателя. Мощности двигателей, указанные в каталогах, приведены для режима S1 и нормальных условий работы, кроме двигателей с повышенным скольжением.

Если двигатель работает в режиме S2 или S3, он нагревается меньше, чем в режиме S1, и поэтому он допускает большую мощность на валу.

При работе в режиме S2 допустимая мощность может быть повышена на 50 % при длительности нагружения 10 мин, на 25 % — при длительности нагружения 30 мин, на 10% — при длительности нагружения 90 мин.

Для режима S3 рекомендуются двигатели с повышенным скольжением.

studfiles.net

Повторно-кратковременный режим работы электропривода

Повторно-кратковременный режим работы является наиболее распространенным в современных промышленных системах электроприводов. В данной статье мы постараемся рассмотреть его как можно детальней.

Идеализированный график повторно – кратковременного режима работы электропривода показан на рисунке ниже:

Данный режим характеризуется длительностью цикла работы, равного сумме паузы и времени работы tц = a + b, и коэффициентом относительной продолжительности включения, то есть отношением длительности работы к продолжительности цикла:

ГОСТ требует, чтобы длительность цикла повторно – кратковременного режима не превышала 10 минут, то есть tц < 10 мин. В противном случае это будет длительный режим. Тем же ГОСТ устанавливается и следующие значения коэффициента относительной продолжительности включения: ПВ% = 15%, 25% и 40%.

Процесс установления температуры изображен на рисунке ниже:

Из графика заметно, что температура обмоток электрической машины изменяется по отрезкам экспоненциальных кривых и достигает установившихся колебаний со сравнительно не большими амплитудами. Благодаря охлаждению обмоток во время пауз наибольшая температура τ/макс будет меньше τмакс, которая бы имела место при длительной работе с потерями повторно-кратковременного режима Qпк. Температура перегрева τ/макс соответствует потерям длительного режима работы Qɷ, так как τ/макс = Qɷ / А. Потерям Qпк соответствует повышение температуры τ/макс = Qпк / А. Таким образом, электродвигатель длительного режима за счет наличия охлаждения во время пауз может работать в повторно – кратковременном режиме с коэффициентом термической перегрузки равным:

Выясним факторы, определяющие коэффициент термической перегрузки. Для этого рассмотрим процесс нагрева в период работы и охлаждения во время паузы в установившемся режиме. Превышение температуры в конце рабочего участка будет равно:

Температура в конце паузы понизится до:

Следует иметь ввиду, что во время паузы, в случае ухудшения условий теплоотдачи во внешнюю среду, постоянная нагрева будет несколько больше, то есть Θ0>Θ. Подставив в выражение (1) значение τмин из выражения (2) получим:

Решая (3) относительно τ/макс, будем иметь:

Коэффициент термической перегрузки:

Преобразуем показатель степени у экспоненциальной функции числителя:

Выражение, стоящие в скобках, представляет обратную величину приведенного коэффициента относительной продолжительности включения. Под последним понимают:

Это коэффициент включения электродвигателя с учетом влияния ухудшенных условий охлаждения во время паузы. Здесь:

Используя значение ε/, выражению коэффициента термической перегрузки может быть придан вид:

Зависимости коэффициента термической перегрузки от ε/ при различных значениях отношений а/Θ приведена на рисунке ниже:

Из которого видно, что коэффициент термической перегрузки возрастает с уменьшением коэффициента относительной продолжительности включения и с уменьшением отношения времени работы к постоянной нагрева. Последнее объясняется тем, что при малой продолжительности работы повышение температуры будет невелико, за счет чего может быть повышен коэффициент перегрузки. Однако, перегрузка не должна превосходить значение, допустимые по электрическим свойствам электрической машины.

Условия работы электродвигателей в повторно-кратковременном режиме в тепловом отношении сильно разнятся от условий работы в длительном режиме. Например, в электрических машинах независимого возбуждения охлаждение обмотки возбуждения почти не зависит от того, вращается машина или нет и наоборот, условия охлаждения якоря будут сильно отличаться. При использовании для повторно-кратковременного режима работы электродвигателя постоянного тока предназначенного для длительного режима работы при полном использовании по нагреву обмотки коллектора и якоря обмотка возбуждения будет нагрета ниже допустимой температуры. Стремясь обеспечить максимально целесообразное использование изоляции всех элементов машины для повторно-кратковременного режима, конструируют специальные типы электрических машин.

Учитывая специфику работы – частые пуски и остановки, машины для повторно-кратковременной работы для сокращения длительности разгона и торможения и уменьшения потерь энергии конструируются с уменьшенным диаметром якоря или ротора и с увеличенной длиной последнего.

Мощность электродвигателя постоянного тока определяется машинной постоянной С, квадратом диаметра якоря, его длиной и скоростью вращения, то есть Р = CD2ln, а маховый момент ротора или якоря пропорционален четвертой степени диаметра якоря или ротора и первой степени длины последнего, то есть GD2 = kD4l. Поэтому для уменьшения запаса кинетической энергии целесообразно увеличивать длину двигателя и уменьшать диаметр якоря и скорость его вращения.

В соответствии со сказанным выше номинальная мощность одного и того же габарита электродвигателя определяется коэффициентом продолжительности включения – она уменьшается с увеличением продолжительности включения.

Основным режимом машин предназначенных для повторно-кратковременной работы имеют ПВ% = 25%. К этому режиму относятся приводимые в каталогах значение коэффициентов перегрузки.

Средняя температура за цикл работы определяется средними потерями за тот же отрезок времени.

При повторно-кратковременной работе  температура нагрева машины будет колебаться вокруг средней температуры. При этом отклонение от средней температуры или тепловая перегрузка будет тем более, чем больше отношение длительности цикла к постоянной нагрева электродвигателя. При ограничении тепловой перегрузки величиною в 10%, как показывают расчеты, отношения длительности цикла к постоянной нагрева, то есть tц/Θ не должно превышать 0,2. Таким образом, требование ГОСТ ставит электродвигатели с малыми постоянными нагрева Θ < 50 мин. в заведомо более тяжелые условия, нежели крупные.

В практических расчетах даже при наличии совершенно регулярной работы график нагрузки в повторно-кратковременном режиме отличается от рассмотренного ранее идеализированного прямоугольного. Чаще приходится иметь дело с трехучастковым графиком, аналогичным изображенному на рисунке ниже:

Для выбора электродвигателя необходимо подобный многоступенчатый график нагрузки с помощью одного из методов эквивалентных величин (момента или тока) заменить идеализированным прямоугольным. При этом идеализированный график должен иметь такой же коэффициент включения, как и преобразуемый.

Эквивалентное значение тока идеализированного графике (смотри выше) будет равно:

В случае нерегулярного графика нагрузки в повторно-кратковременном режиме одноучастковый эквивалентный график подсчитывается для значительного отрезка времени работы:

Коэффициент продолжительности включения в данном случае определяют как сумму всех времен работы за длительный промежуток времени (несколько часов или смена), деленную на продолжительность этого промежутка:

Если продолжительность включения электрической машины совпадает с каталожной, то по каталогу выбирают необходимый габарит машины или, в случае отсутствия такового,  ближайший больший. При отличии коэффициента продолжительности включения электрической машины от каталожных значений целесообразно воспользоваться графиком, построенным по данным каталога и дающим зависимости мощности или тока отдельных габаритов двигателей от продолжительности включения:

Пользуясь значениями мощности и коэффициента продолжительности включения, полученными из анализа работы электропривода, по кривым, приведенным на рисунке выше, находят габарит электродвигателя, наиболее близко подходящий к требуемым условиям. После этого, пользуясь номинальными данными выбранного двигателя (при ПВ% = 25%) производят проверку электродвигателя на перегрузку.

Кривые, аналогичные приведенным на рисунке выше, позволяют путем интерполяции проверить пригодность машины для работы при различных значениях ε. При необходимости повышения точности – переходят к аналитическим методам расчетов.

Основаниям подобного пересчета является сохранение одинакового значения установившейся температуры перегрева электродвигателя к конце цикла работы для различных значений ε1 и ε2. Повышение температуры при этих условиях будет определяться, с одной стороны, величиной потерь электрической машины, а с другой – продолжительностью работы в цикле, учитывающей различие условий охлаждения вращающегося и неподвижного электродвигателя, то есть:

Где:

• Qпк1 и Qпк2 – потери двигателя в повторно-кратковременном режиме соответственно с ε1 и ε2.
• tц – длительность рабочего цикла.
• ε1 и ε2 – приведенные значения коэффициентов включения для обоих режимов.

Выразим в (9) общие потери через постоянные и переменные и введем значения ε/1 и ε/2:

Здесь за исходный номинальный принят режим с ε1, а ξ представляет собой отношение токов в режиме ε2 к току в режиме ε1, то есть:

В выражение (10) введем коэффициент постоянных потерь:

Числители и знаменатели дробей обеих частей равенства разделим на длительность цикла:

Очевидно, что:

Тогда:

Обозначая отношение постоянных нагрева:

И вводя его в уравнение получим:

Решая полученное выражение относительно ξ, получим:

С помощью коэффициента ξ по известному значению I1, соответствующему каталожному значению ε1, может быть определен ток электродвигателя, работающего с ε2 с учетом постоянных потерь электрической машины и ухудшенных условий охлаждения во время пауз.

Таким образом, может быть проверена пригодность предварительно выбранной машины для реальных условий.

Для упрощения (12) сделаем следующее – объединим члены, содержащие коэффициент γ, все члены, стоящие под корнем, приведем к общему знаменателю, в числитель прибавим и вычтем ε2 и проведем необходимые упрощения. На выходе получим:

Но стоит отметить, что довольно часто используют упрощенные формулы. Например, не учитывают влияние изменений постоянной нагрева электрической машины при стоянке, то есть полагают, что k = 1. Тогда уравнение (12) примет вид:

Эта формула дает преуменьшенные значения мощности при больших ε. Так, например, в случае когда γ = 1 при перерасчете мощности электрической машины с режима ε1 = 0,25 на режим ε2 = 0,5 получается, что ε = 0, то есть электродвигатель при таких условиях может работать только вхолостую. Последнее не соответствует действительности.

Дальнейшим упрощение является пренебрежение постоянными потерями электродвигателя, то есть допущение γ = 0. В этом случае выражение (14) приобретет вид:

Для оценки влияния коэффициентов kτ и γ на величину ξ – допустимую степень нагрузки двигателя при переходе от одной  продолжительности включения к другой на рисунке ниже приведены результаты подсчетов по формуле (12) или (13).

За исходную продолжительность включения принято ε1 = 0,25. Приведенное семейство кривых соответствует значениям коэффициентов kτ = 1, 2 и 4 и γ = 0,4; 0,7; и 1,0.

Рассмотрение приведенного выше графика показывает, что результаты расчета по формуле (15) при пренебрежении постоянными потерями и изменением коэффициента kτ, то есть при γ = 0 и kτ = 1, весьма близко совпадают с кривой, соответствующей случаю kτ =4 и  γ = 0,7. Это совпадение в известной мере может оправдать сравнительно широкое применение упрощенной формулы (15).

Значения коэффициента kτ для электродвигателей с различными способами вентиляции могут приниматься:

Меньшие значения коэффициента соответствуют электродвигателям меньшей мощности.

Значение коэффициента γ для крановых машин даны при ε = 25%.

Отсутствие точных значений коэффициентов kτ и γ заставляет с известной осторожностью относиться к результатам, даваемым формулой (13). Поэтому был сделан ряд попыток создания эмпирических зависимостей, позволяющих производить подобные расчеты.

Порядок расчета мощности и выбора электрической машины, работающей в повторно-кратковременном режиме, следующий:

1. На основании статического расчета или иных данных ориентировочно выбирают по каталогу мощность машины, его номинальные данные и ПВ%.
2. Учитывая влияния маховых масс электропривода и тип пусковой аппаратуры строят тахограмму n = f(t) и нагрузочную диаграмму электродвигателя М = f(t) или I = f(t).
3. С помощью построенной нагрузочной диаграммы определяют эквивалентное значение тока, то есть сложный график заменяют эквивалентным ему простым прямоугольным.
4. По нагрузочной диаграмме определяют фактический коэффициент включения ПВ%.
5. Номинальные значения тока ориентировочно выбранной электрической машины пересчитывают с каталожной продолжительностью включения ПВкат% на фактическую ПВф% с помощью одного из выражений (13) или (14). Пересчет мощности ориентировочно выбранной машины так же может быть выполнен с помощью кривых.
6. Сравнивая эквивалентный ток графика со значением номинального тока, пересчитанного на ПВф%, определяют пригодность выбранной машины по нагреву.
7. Электродвигатель, удовлетворяющий по нагреву, проверяют на перегрузку.

elenergi.ru

Режимы работы электродвигателей - Help for engineer

Режимы работы электродвигателей

Параметры, описывающие режимы работы электродвигателей:

- длительность рабочего цикла; - характер и величина действующей нагрузки; - потери при пуске, торможении и во время установившегося режима работы; - способ охлаждения.

Возможные комбинации выше приведенных характеристик имеют огромное разнообразие и поэтому изготовление двигателей для каждого из них не целесообразно. По наиболее часто используемым и востребованным характерам работы были выделены номинальные режимы, для которых, собственно, и изготовляются серийные электродвигатели. Параметры электрической машины, которые указаны в паспорте, характеризуют ее работу в одном из номинальных режимов. Изготовитель гарантирует нормальную, безотказную работу эл. двигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке. Необходимо обязательно учитывать режим работы электропривода при выборе двигателя, это обеспечит надежную работу механизма.

Межгосударственным стандартом ГОСТ 183-74 предусмотрено 8 номинальных режимов для электродвигателей, которые обозначаются как S1-S8, их краткое описание приведено ниже в статье.

ГОСТ 183-74 - Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия

Скачать | 420 Кб

S1 – продолжительный режим работы, характеризуется работой электродвигателя при постоянной нагрузке (Р) и потерях (РV) на протяжении длительного времени, пока все части машины не достигнут неизменной температуры (Ɵmax=Ɵнагр).

где Ɵ0 – температура внешней среды.

S2 – кратковременный режим работы – это работа электродвигателя на протяжении небольшого отрезка времени (Δtp) под постоянной нагрузкой (P). При работе за определенное время (Δtp) составляющие двигателя не успевают нагреваться до установившейся температуры (Ɵmax), после этого машину останавливают и она охлаждается до температуры внешней среды (превышая ее не более чем на 2°С).

S3 – периодический повторно-кратковременный режим работы, представляет собой последовательность одинаковых циклов, работа в которых происходит при постоянной, неизменной нагрузке. За это время электродвигатель не успевает нагреться до максимальной температуры и при останове не охлаждается до температуры окружающей среды. Не учитываются потери, возникшие при запуске двигателя (пусковой ток не оказывает большого влияния), то есть они не нагревают детали машины. Длительность цикла не превышает десяти минут.

где Δtp – время работы двигателя; ΔtR – время простоя, охлаждения; Ɵнагр1 – температура двигателя при максимальном охлаждении во время цикла; Ɵнагр2 – максимальная температура нагрева.

Продолжительность включения (ПВ) характеризует данный режим работы и находится по формуле:

Существуют нормированные значения ПВ: 60%, 40%, 25%, 15%.

Указанные в каталогах мощности электродвигателей приводятся для «Продолжительного режима работы (S1)». Если же двигатель будет работать в других режимах, к примеру, S2 или S3, то нагревание его будет происходить медленнее, что позволит увеличить нагрузку на некоторое время. Для режима S2 допускается увеличение нагрузки на 50% на период времени 10 минут, 25% - 30 минут, 10% - 90 минут. Для работы механизма в режиме S3 лучше всего применять приводной асинхронный двигатель с повышенным скольжением

S1 – S3 являются основными режимами работы, а S4 - S8 были введены для расширения возможностей первых, и предоставления более широкого ряда электродвигателей под конкретные задачи.

S4 – повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов, представляется в виде циклической последовательности, в каждом цикле выполняется пуск двигателя за время (Δtd), работа двигателя при постоянной нагрузке в течении (Δtp), за эти промежутки времени машина не успевает достичь максимальной температуры (установившейся), а за время паузы (ΔtR) не остывает до внешней среды.

S5 – Повторно-кратковременный режим с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов включает в себя те же характерности режима, что и S4, с осуществлением торможения электродвигателя за время (ΔtF). Этот режим работы характерен для электропривода лифтов.

S6 – перемежающийся режим работы – последовательность циклов, при которой работа происходит в течении времени (Δtр) с нагрузкой, и время (ΔtV) работает на холостом ходу. Двигатель не нагревается до предельной температуры.

S7 – Перемежающийся режим с влиянием пусковых токов и электрическим торможением, особенностью является отсутствие пауз в работе, что обеспечивает 100% периодичность включения. Описывается работа в данном режиме последовательными циклами с достаточно долгим пуском (Δtd), нормальной работой при неизменной нагрузке и торможением двигателя.

S8 - Периодический перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения. Так же как и предыдущий режим, этот не содержит пауз, соответственно ПВ=100%. Реализация данного S8 режима происходит в асинхронных двигателях при переключении пар полюсов. Каждый последовательный цикл состоит из времени разгона (Δtd), работы (Δtр) и торможения (ΔtF), но при разных нагрузках, а соответственно при разных скоростях вращения ротора (n).

Добавить комментарий

h4e.ru

Номинальные режимы работы электродвигателей

П

о условиям нагревания двигателей различают восемь режимов работы, обозначенныхS1,S2, …S8.

S1. Продолжительный номинальный режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя достигает установившегося значения уст. Идеализированная нагрузочная диаграмма электропривода и кривая=f(t)изображены на рисунке. В таком режиме работает электропривод таких механизмов, как вентиляторы, насосы, конвейеры, транспортеры.

S2.Номинальный кратковременный режим

Х

арактеризуется тем, что за время кратковременной работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время отключенного состояния двигатель успевает охладиться до температуры окружающей среды. Идеализированная нагрузочная диаграмма электропривода и кривая изменения температуры перегрева представлены на рисунке. В таком режиме работает, например, электропривод механизмов с моментом сопротивления, обусловленным вязким трением. Длительность кратковременной работы стандартизована и составляет 15, 30, 60, 90 минут.

S3. Повторно-кратковременный номинальный режим

Х

арактеризуется тем, что за время работы температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время паузы, двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Идеализированная нагрузочная диаграмма и кривая=f(t)изображены на рисунке. Для характеристики этого режима принят символ ПВ% (продолжительность включения)

.

Используется и понятие относительной продолжительности включения

.

Время цикла не должно превышать 10 минут. Стандартные значения ПВ%: 15%, 25%, 40%, 60%.

S4. Повторно-кратковременный номинальный режим с частыми пусками

Х

арактеризуется тем же, что и режимS3, но в этом режиме на нагрев двигателя существенно влияют пусковые потери. Идеализированная нагрузочная диаграмма и зависимость=f(t)изображены на рисунке.

.

Нормируемые значения ПВ% те же, что и для режима S3. Нормируется так же число пусков. Стандартное число пусков в час 30, 60, 120, 240.

Для этого режима используется также такой показатель, как коэффициент инерции

, равный отношению суммарного, приведенного к валу двигателя момента инерции системы, к моменту инерции ротора (якоря) самого двигателя. Нормированные значения коэффициента инерции 1,2; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10.

S5.Повторно-кратковременный номинальный режим с частыми пусками и электрическим торможением

Э

тот режим характеризуется тем же, что и режимS3, но в этом режиме на нагреве двигателя сильно сказываются потери при пуске и торможении.

.

Нормируемы значения ПВ% и числа пусков такие же, что и для режима S4. Нормированные значения коэффициента инерцииFу1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 4.

S6.Перемежающийся номинальный режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время холостого хода он не охлаждается до температуры окружающей среды. Для обозначения этого режима используется символ ПН% (продолжительность нагрузки)

.

Продолжительность цикла не должна превышать 10 минут. Нормированные значения ПН% = 15, 25, 40,60%.

S7.Перемежающийся номинальный режим с частыми реверсами

Х

арактеризуется тем, что периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами реверса, причем периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы превышения температуры двигателя могли достигнуть установившихся значений. В этом режиме потери при реверсе оказывают существенное влияние на нагрев двигателя, работающего без остановки. Режим характеризуется числом реверсов в час (30, 60, 120, 240) и коэффициентом инерции (как для режимаS5).

S8.Перемежающийся номинальный режим с двумя и более скоростями

Это режим, при котором периоды с одной нагрузкой на одной угловой скорости чередуются с периодами работы на другой угловой скорости при соответствующей этой скорости нагрузке. В этом режиме потери при переходе с одной угловой скорости на другую оказывают существенное влияние на нагрев двигателя, но периоды нагрузки на каждой из угловых скоростей не настолько длительны, чтобы температура перегрева двигателя могла достичь установившегося значения. Этот режим характеризуется числом циклов в час, коэффициентом инерции и относительной продолжительностью нагрузки на отдельных ступенях, определяемой для данного конкретного случая с тремя установившимися скоростями по формулам:

Нормированные значения числа циклов в час: 30,60;120,240; коэффициента инерции: 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 4.

studfiles.net

Режимы работы электродвигателей | Онлайн журнал электрика

Вероятные режимы работы электроприводов отличаются большущим разнообразием по нраву и продолжительности циклов, значениям нагрузок, условиям остывания, соотношения утрат в период запуска и установившегося движения и т.п., потому изготовка электродвигателей для каждого из вероятных режимов работы электропривода не имеет практического смысла.

На основании анализа реальных режимов выделен особый класс режимов —номинальные режимы, для которых проектируются и делаются серийные движки.

Данные, находящиеся в паспорте электронной машины, относятся к определенному номинальному режиму и именуются номинальными данными электронной машины. Заводы-изготовители гарантируют при работе электродвигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке полное внедрение его в термическом отношении.

Действующим ГОСТ предусматриваются 8 номинальных режимов, которые в согласовании с интернациональной систематизацией имеют условные обозначения S1— S8.

Длительный режим работы S1 — работа машины при постоянной нагрузке довольно долгое время для заслуги постоянной температуры всех ее частей.

Длительный режим работы электродвигателя S1

Краткосрочный режим работы S2 — работа машины при постоянной нагрузке в течение времени, недостающего для заслуги всеми частями машины установившейся температуры, после этого следует остановка машины на время, достаточное для остывания машины до температуры, менее чем на 2°С превосходящей температуру среды.

Для краткосрочного режима работы нормируется длительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.

Краткосрочный режим работы электродвигателя S2

Повторно-кратковременный режим работы S3 —последовательность схожих циклов работы, любой из которых включает времяработы при постоянной нагрузке, за которое машина не греется доустановившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается дотемпературы среды. 

В этом режиме цикл работы такой, что пусковой ток не оказывает приметного воздействия на превышение температуры. Длительность цикла недостаточна для заслуги термического равновесия и не превосходит 10 мин.Режим характеризуется величиной длительности включения в процентах:

ПВ = (tр / (tр+ tп)) х 100%

 

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя S3

Нормируемые значения длительности включения: 15, 25, 40, 60 %, либо относительные значения длительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60.

Для режима S3 номинальные данные соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.

РежимыS1 — S3 являются в текущее время основными, номинальные данные накоторые врубаются русскими электромашиностроительными заводами всборники и паспорт машины.

Номинальныережимы S4 — S8 введены для того, чтоб потом упростить задачкуэквивалентирования случайного режима номинальным, расширивноменклатуру последних.

Повторно-кратковременный режим работы с воздействием пусковых процессов S4 — последовательность схожих циклов работы, любой из которых включает время запуска, довольно долгое для того, чтоб пусковые утраты влияли на температуру частей машины, время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не греется до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры среды.

 Повторно-кратковременный режим с воздействием пусковых процессов S4:tп и tн — время запуска и торможения

Повторно-кратковременный режим с воздействием пусковых процессов и электронным торможением S5— последовательность схожих циклов работы, любой из которых включаетдовольно долгое время запуска, время работы при неизменной нагрузке, закоторое машина не греется до установившейся температуры, время резвогоэлектронного торможения и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры среды.

 Повторно-кратковременный режим с воздействием пусковых процессов и электронным торможением S5

Перемежающийся режим работы S6 — последовательность схожих циклов, любой из которых включает время работы с неизменной нагрузкой и время работы на холостом ходу, при этом продолжительность этих периодов такая, что температура машины не добивается установившегося значения.

Перемежающийся режим работы S6: to — время холостого хода

Перемежающийся режим с воздействием пусковых процессов и электронным торможением S7 — последовательность схожих циклов, любой из которых включает довольно долгий запуск, работу с неизменной нагрузкой и резвое электронное торможение. Режим не содержит пауз.

Перемежающийся режим работы с воздействием пусковых процессов и электронным торможением S7

Перемежающийся режим с временами изменяющейся частотой вращения S8 — последовательность схожих циклов, любой из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и постоянной частотой вращения, потом следует один либо несколько периодов при других неизменных нагрузках, каждой из которых соответствует своя частота вращения (к примеру, этот режим реализуется при переключении числа пар полюсов асинхронного мотора). Режим не содержит пауз.

Перемежающийся режим работы с временами изменяющейся частотой вращения S8

Учет режима работы имеет огромное значение при подборе мотора. Мощности движков, обозначенные в каталогах, приведены для режима S1 и обычных критерий работы, не считая движков с завышенным скольжением.

Если движок работает в режиме S2 либо S3, он греется меньше, чем в режиме S1, и потому он допускает огромную мощность на валу.

При работе в режиме S2 допустимая мощность может быть повышена на 50 % при продолжительности нагружения 10 мин, на 25 % — при продолжительности нагружения 30 мин, на 10% — при продолжительности нагружения 90 мин.

Для режима S3 рекомендуются движки с завышенным скольжением.

elektrica.info

Режимы работы электродвигателей – Ассоциация EAM

материал предоставил СИДОРОВ Александр Владимирович

В соответствии с ГОСТ 28173-89 электродвигатели общепромышленного назначения основного исполнения с повышенным скольжением и многоскоростные могут работать в различных режимах, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Режимы работы электродвигателей

Обозначение График Описание

S1		Продолжительный режим – режим работы с постоянной нагрузкой и продолжительностью, достаточной для достижения теплового равновесия.
S2		Кратковременный режим – режим работы с постоянной нагрузкой в течение определённого времени, недостаточного для достижения теплового равновесия, за которым следует состояние покоя в течение времени, достаточного для того, чтобы температура машины сравнялась с температурой охлаждающей среды с точностью до 2 °К.
S3		Периодический кратковременный режим – последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода работы с постоянной нагрузкой и периода покоя. В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия.
S4		Периодический кратковременный режим с пусками – последовательность одинаковых рабочих циклов, включающих достаточно длительный период пуска, период работы с постоянной нагрузкой и период покоя. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия.
S5		Периодический кратковременный режим с электрическим торможением – последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода пуска, периода работы с постоянной нагрузкой, периода быстрого электрического торможения и периода покоя. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия.
S6		Периодический непрерывный режим с кратковременной нагрузкой – последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода работы с постоянной нагрузкой и периода холостого хода. Период покоя отсутствует. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия.
S7		Периодический непрерывный режим с электрическим торможением – последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода пуска, периода работы с постоянной нагрузкой и периода электрического торможения. Период покоя отсутствует. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия.
S8		Периодический непрерывный режим с одновременным изменением нагрузки и частоты вращения – последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода работы с постоянной нагрузкой, соответствующей заданной частоте вращения, за которым следует период или несколько периодов работы с другими постоянными нагрузками, соответствующими различным частотам вращения (которые достигаются, например, изменением числа полюсов в случае асинхронных двигателей). Период покоя отсутствует. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия.
S9		Режим с непериодическими изменениями нагрузки и частоты вращения – режим работы, при котором нагрузка и частота вращения обычно изменяются непериодически в пределах допустимого рабочего диапазона. Этот режим часто включает перегрузки, которые могут значительно превышать полную нагрузку (или полные нагрузки).

 

eam.su

---

• 
  Устройство трансмиссии автомобиля
• 
  Порядок зажигания уаз 469
• 
  Термообработка деталей
• 
  Ал 30 131
• 
  Инструмент для пайки
• 
  Какова продолжительность статических испытаний кабельных кранов
• 
  Контроль технического состояния транспортных средств
• 
  Схема производственного процесса
• 
  Ниссан минивэн фото
• 
  Химико термическая обработка металлов
• 
  Электродвигатель модели электромобиля работает при напряжении 9