28.5. Режимы работы и выбор типа электродвигателя. Режимы работы электродвигателей

Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся

Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся

ГОСТом предусмотрено 10 номинальных режимов для электродвигателей, которые обозначаются как S 1- S 10, их описание приведено ниже.

S 1 – продолжительный режим работы электродвигателя , характеризуется работой электродвигателя при постоянной нагрузке (Р) и потерях ( Р V ) на протяжении длительного времени, пока все части машины не достигнут неизменной температуры (Ɵ max = Ɵ нагр ).

На выше приведенном рисунке Ɵ0 – температура внешней среды.

S 2 – кратковременный режим работы электродвигателя – это работа электродвигателя на протяжении небольшого отрезка времени (Δ tp ) при постоянной нагрузке ( P ). При работе за определенное время (Δ tp ) составляющие двигателя не успевают нагреваться до установившейся температуры (Ɵ max ), после этого машину останавливают и она охлаждается до температуры внешней среды (превышая не более чем на 20С).

S 3 – периодический повторно-кратковременный режим работы электродвигателя, 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 Δ tp – время работы двигателя; Δ tR – 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 приводятся для «Продолжительного режима работы ( S 1)». Если же двигатель будет работать в других режимах, к примеру, S 2 или S 3, то нагревание его будет происходить медленнее, что позволит увеличить нагрузку на некоторое время. Для режима S 2 допускается увеличение нагрузки на 50% на период времени 10 минут, 25% - 30 минут, 10% - 90 минут. Для работы механизма в режиме S 3 лучше всего применять приводной асинхронный двигатель с повышенным скольжением.

S 1 – S 3 являются основными режимами работы, а S 4 - S 10 были введены для расширения возможностей первых, и предоставления более широкого ряда электродвигателей под конкретные задачи.

S 4 – повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов, представляется в виде циклической последовательности, в каждом цикле выполняется пуск двигателя за время (Δ td ), работа двигателя при постоянной нагрузке в течении (Δ tp ), за эти промежутки времени машина не успевает достичь максимальной температуры (установившейся), а за время паузы (Δ tR ) не остывает до внешней среды.

S 5 – Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов включает в себя те же характерности режима, что и S 4, с осуществлением торможения электродвигателя за время (Δ tF ).

Этот режим работы характерен для электропривода лифтов.

S 6 – перемежающийся режим работы электродвигателя – последовательность циклов, при которой работа происходит в течении времени (Δ t р) с нагрузкой, и время (Δ tV ) работает на холостом ходу. Двигатель не нагревается до предельной температуры.

S 7 – Перемежающийся режим работы электродвигателя 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 (Δ td ), нормальной работой при неизменной нагрузке и торможением двигателя.

S 8 - Периодический перемежающийся режим работы электродвигателя с периодически изменяющейся частотой вращения. Так же как и предыдущий режим, этот не содержит пауз, соответственно ПВ=100%. Реализация данного S 8 режима происходит в асинхронных двигателях при переключении пар полюсов. Каждый последовательный цикл состоит из времени разгона (Δ td ), работы (Δ t р) и торможения (Δ tF ), но при разных нагрузках, а соответственно при разных скоростях вращения ротора ( n ).

S 9  - режим работы электродвигателя с непериодическими изменениями, нагрузки и частоты вращения. Режим, при котором обычно нагрузка и частота вращения изменяются непериодически в допустимом рабочем диапазоне. Этот режим часто включает в себя перегрузки, которые могут значительно превышать базовую нагрузку Для этого типа режима постоянная нагрузка, выбранная соответствующим образом и основанная на типовом режиме S1, берется как базовая (см. рисунок ниже) для определения перегрузки.

S10 - режим работы электродвигателя с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения Режим, состоящий из ограниченного числа дискретных нагрузок (или эквивалентных нагрузок) и, если возможно, частот вращения, при этом каждая комбинация нагрузки/частоты вращения сохраняется достаточное время для того, чтобы машина достигла практически установившегося теплового состояния (рисунок ниже). Минимальная нагрузка в течение рабочего цикла может иметь и нулевое значение (холостой ход, покой или бестоковое состояние). Для этого типового режима постоянная нагрузка, выбранная в соответствии с типовым режимом S1, принимается за базовую для дискретных нагрузок. Дискретные нагрузки являются, как правило, эквивалентной нагрузкой, интегрированной за определенный период времени. Нет необходимости, чтобы каждый цикл нагрузки точно повторял предыдущий, однако каждая нагрузка внутри цикла должна поддерживаться достаточное время для достижения установившегося теплового состояния, и каждый нагрузочный цикл должен интегрированно давать ту же вероятность относительного ожидаемого термического срока службы изоляции машины.

Длительность рабочего цикла, характер действующей нагрузки, ее величина, потери при пуске, торможении и во время установившегося режима работы, способ охлаждения - все эти параметры описывают режимы работы электродвигателей. Возможные комбинации выше приведенных характеристик имеют огромное разнообразие и потому изготовление двигателей для каждого из них не целесообразно. По наиболее часто использованным 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.

tehtab.ru

6. Режимы работы электродвигателей

Двигатель выбирают, исходя из условий работы, на основе нагрузочной диаграммы, под которой понимают графически выраженную зависимость мощности Р, момента М или тока I от времени t:

, ,.

Различают три основные режима работы, длительный, кратковременный и повторно- кратковременный.

6.1 Длительный режим.

Это режим, при котором двигатель работает под нагрузкой в течение времени, достаточного для нагрева его до установившейся температуры (рис.1а). Установившаяся температура определяется нагрузкой двигателя. Двигатель используется полностью, если установившаяся температура равна максимально допустимой для класса изоляции двигателя . В длительном режиме на судах работают электроприводы вентиляторов, насосов и других механизмов.

6.2 Кратковременный режим.

В этом режиме двигатель, работая под нагрузкой не успевает нагреться до установившейся температуры, а в период остановки остывает до температуры окружающей среды (рис.1б). Работать двигатель всегда начинает в холодном состоянии . В таком режиме на судах работают электроприводы якорно-швартовых устройств. Завод-изготовитель двигателей указывает номинальные мощности двигателя для стандартных длительностей работы – 10, 30 и 60 мин.

6.3 Повторно-кратковременный режим.

Этот режим состоит из периодов работы и пауз, причём за время работы двигатель успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы не успевает остыть до температуры окружающей среды (рис.1в). Суммарная продолжительность рабочего периода . И паузы(время цикла) не должна превышать 10 мин. Этот режим характеризуется относительной продолжительностью включения – отношением продолжительности рабочего периодак продолжительности, выраженной в процентах:

Стандартные значения ПВ – 15, 25 ,40 ,60%.

Повторно-кратковременный режим характерен для грузоподъёмных механизмов.

7. Нагрев и охлаждение электродвигателей

7.1 Нагрев двигателя.

Работая с некоторой постоянной мощностью на валу , двигатель потребляет из сети мощность, превышающую мощностьна значение потерь, которые выражают через к.п.д. двигателя:

Потери мощности в двигателе превращаются в теплоту, вызывая нагрев до некоторой температуры, определяемую его нагрузкой. Количество теплоты , выделяемое в двигателе:

При расчёте тепловых процессов принимают следующие допущения:

- двигатель представляют в виде однородного твёрдого тела, равномерно нагревающегося по всему объёму;

- считают, что двигатель охлаждается только благодаря теплопроводности и конвекции.

При этих условиях количество теплоты, выделяемой двигателем в окружающую среду, пропорционально повышению его температурынад температурой окружающей среды.

Введём обозначения: С – теплоёмкость двигателя – количество теплоты, необходимое для нагревания двигателя на 1oС, ; А – теплоотдача двигателя – количество теплоты, отдаваемое в окружающую среду в течение 1с при разности температур двигателя и среды 1oС, oС. Уравнение теплового баланса имеет вид [1]:

,

где - количество теплоты, выделяющейся в двигателе за время dt;

- количество теплоты, идущей на нагрев двигателя;

- количество теплоты, отдаваемой двигателем в окружающую среду за время dt.

Решив дифференциальное уравнение относительно , можно определить температуру двигателя в любой момент времени его работы (при условии, что температура двигателя в момент пуска равна температуре окружающей среды).

[1]

где - постоянная времени нагрева,;

- установившееся превышение температуры, которое будет достигнуто за время . В реальных условиях черездвигатель достигает температуры.

Исходя из реальных условий нагрева двигателя, постоянную нагрева Т определяют как время, в течение которого нагревается до . Действительно:

Для двигателей малой и средней мощности постоянная времени нагрева находится в пределах 10-20 мин.

studfiles.net

Режимы работы электродвигателей и их характеристики

Режимы работы электродвигателей – это определенный порядок чередования периодов, который характеризуется:

• продолжительностью и величиной нагрузки;
• условиями охлаждения;
• частотой пуска и отключений;
• частотой реверса;
• соотношениями потерь в периоды установившегося движения и пуска.

Так как существует множество режимов, выпуск двигателей для каждого из них нецелесообразен, поэтому серийные двигатели проектируются согласно ГОСТ для работы в восьми номинальных режимах. Номинальные данные содержатся в паспорте электродвигателя. Оптимальное функционирование агрегата гарантируется при его эксплуатации при номинальной нагрузке и в номинальном режиме.

Основные режимы работы электродвигателей

Существуют три основных (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный) и пять дополнительных режимов работы, условно маркированных согласно международной классификации S1-S8. Отечественные электромашиностроительные заводы в обязательном порядке включают номинальные данные на основные режимы в каталоги и паспорт агрегата.

Продолжительный режим (S1) предусматривает длительный и беспрерывный рабочий период, во время которого двигатель нагревается до установившейся температуры. Он может «подразделяться» на два вида:

• Режим с постоянной нагрузкой (без изменения температуры в период работы). В нем функционируют двигатели конвейеров, электроприводы вентиляторов и насосов.
• Режим с изменяющейся нагрузкой (температура поднимается или падает с изменением нагрузки). Он используется при работе металлорежущих, деревообрабатывающих и прокатных станков.

Кратковременный режим работы электродвигателя (S2) характеризуется непродолжительным рабочим периодом (по стандартам 10, 30, 60, 90 минут) без нагрева двигателя до установившейся температуры с последующим его охлаждением во время паузы до температуры окружающей среды. В этом режиме действуют электроприводы запорных устройств (вентилей, шлюзов, заслонок и т.д.). В паспорте двигателя указывается продолжительность рабочего периода (например, S2 – 60 мин.).

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя (S3) – режим, при котором в течение рабочего периода нагрев двигателя не достигает установившейся температуры, а во время паузы не происходит охлаждения до температуры окружающей среды. Он характеризуется непрерывным чередованием периодов работы под нагрузкой и вхолостую. Так функционируют электроприводы подъемных кранов, экскаваторов и лифтов, то есть устройств, действующих циклично.

Дополнительные режимы работы электродвигателей

Дополнительные режимы обозначены маркерами S4-S8. Они введены для более удобного эквивалентирования произвольных режимов и расширения номенклатуры номинальных режимов.

S4 – повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов. Каждый цикл работы включает в себя:

• длительный период пуска, в течение которого пусковые потери оказывают влияние на температуру узлов агрегата;
• период функционирования при постоянной нагрузке без нагрева до устоявшейся температуры;
• паузу, во время которой не предусмотрено охлаждение двигателя до температуры окружающей среды.

S5 – повторно-кратковременный режим с электрическим торможением. В цикл работы входят:

• долгое время пуска;
• время работы при постоянной нагрузке без нагрева до устоявшейся температуры;
• период быстрого электрического торможения;
• период работы вхолостую без охлаждения до температуры окружающей среды.

S6 – перемежающийся режим работы. Цикл работы состоит из:

• периода функционирования с постоянной нагрузкой;
• паузы.

В течение обоих периодов температура двигателя не достигает установившегося значения.

S7 – перемежающийся режим с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов. В каждый цикл включены:

• длительный период пуска;
• время действия машины с постоянной нагрузкой;
• быстрое электрическое торможение.

Паузы данным режимом не предусмотрены.

S8 – перемежающийся режим с разными частотами вращения (2 или более). В цикл входят периоды:

• работы с неизменной частотой вращения и постоянной нагрузкой;
• работы при других неизменных нагрузках, причем каждой из них соответствует определенная частота вращения.

Как и предыдущий, этот режим не содержит пауз.

Если вы знаете характеристики работы электродвигателей, вам не составит труда выбрать агрегат, оптимально подходящий для ваших целей. Указанная в каталогах мощность двигателя предусматривает его эксплуатацию в нормальных условиях в режиме S1 (если это не двигатель с повышенным скольжением). Превышение мощности при режиме S2 допустимо не более чем на 50% в течение 10 минут, 25% в течение 30 минут и 10% в течение 90 минут.

www.szemo.ru

Режимы работы электродвигателей

Режимы работы электродвигателей по ГОСТ

Электродвигатели могут работать в разных режимах, которые различаются сроком рабочего цикла, характером и величиной нагрузки, величиной потерь на разных этапах работы и способом охлаждения.

Существует множество комбинаций этих параметров. Те из этих сочетаний, которые являются наиболее востребованными и повсеместно применяются на практике, составляют так называемые номинальные (типовые) режимы.

Режим работы электродвигателей можно описать разными способами. Во-первых, численно. Такой способ применяется, когда нагрузка электродвигателя остается постоянной или ее изменение заранее задано. Во-вторых, для этого может использоваться график зависимости каких-то характеристик двигателя от времени. В-третьих, потребитель может выбрать один из номинальных режимов согласно техническому паспорту – металлической табличке на щитке электродвигателя, в которой указаны тип, номер, мощность, КПД, а также рекомендуемый режим работы (в виде аббревиатуры от S1 до S8). В типовых режимах должны работать серийные электродвигатели, при этом безотказная и надежная работа машины гарантируется производителем в том случае, если двигатель эксплуатируется в указанном в его паспорте режиме при номинальной нагрузке. Быстрый выход из строя, как правило, связан именно с тем, что электрическая машина была выбрана без учета необходимого номинального режима. К примеру, может сгореть двигатель грузоподъемного механизма с частыми пусками, если он был рассчитан на более легкие условия эксплуатации. При условии правильной эксплуатации двигатель может работать до 20 лет без капитального ремонта. Значительное уменьшение срока службы, связанное с ранним разрушением изоляции, связано с превышением допустимой температуры.

Существует несколько номинальных режимов, описанных МЭК (Международной электротехнической комиссией) и принятых ГОСТом. Базовыми режимами являются первые три (S1, S2 и S3). Отечественные производители отмечают в паспортах данные именно для этих режимов. Более сложные условия требуют использования режимов S5 — S8 (торможение, переменная нагрузка, реверсирование). Базовая характеристика нагрузочных режимов – это выделение тепла. Эксплуатация электрической машины сопровождается ее нагревом, это объясняется происходящими в ней процессами.

Продолжительный режим работы S1

Большинство машин рассчитано на режим S1. Он подходит для двигателей конвейеров, компрессоров, насосов, вентиляторов, транспортеров. Для него свойственна постоянная нагрузка без перерыва, до достижения теплового равновесия. Это означает, что все части двигателя нагреваются, и температура приобретает постоянное значение.

Кратковременный режим работы S2

На определенном этапе машина работает при постоянной нагрузке (10, 30, 60 и 90 мин). Этого срока недостаточно для получения теплового равновесия. Затем наступает остановка, отключение и охлаждение. Такой режим характерен для электроприводов вентилей и шлюзов.

Повторно-кратковременный режим работы S3

Используется в подъемниках и кранах. Для него характерно повторение одинаковых этапов работы и последующей остановки машины. Температура не успевает достичь постоянного значения, а за время остановки машина не успевает полностью остыть. Цикл ограничивается 10 минутами.

Режим S4

Отличается продолжительным периодом пуска. Содержит повторяющиеся серии, в каждой из которых двигатель запускается, работает при постоянной нагрузке, затем остывает (но не полностью). Максимально возможный нагрев также не происходит. Существенным для этого режима является учет потерь во время запуска, которые обеспечивают превышение температуры отдельных частей машины.

Режим S5

Включает в себя серию одинаковых циклов, в каждом из которых двигатель продолжительный срок запускается, работает, осуществляет быстрое торможение и затем охлаждается. На нагрев влияют потери не только при запуске, но и при замедлении работы.

Режим S6

Это ряд повторяющихся циклов работы, когда машина не достигает постоянной температуры, но также и не остывает. Период каждого цикла не более 10 минут. Машина сначала работает с постоянной нагрузкой, затем на холостом ходу.

Режим S7

Это серия повторяющихся циклов, которые содержат продолжительный пуск, неизменную номинальную нагрузку и быстрое электрическое торможение. Отличается отсутствием остановок. Сроки работы не настолько велики, чтобы достичь теплового равновесия. При торможении наблюдаются существенные потери, которые обеспечивают нагрев машины.

Режим S8

Это сложный режим, включающий серию повторяющихся циклов, в течение которых осуществляется работа на нескольких различных уровнях нагрузки и скорости без остановки. Тепловое равновесие не достигается.

Об устройстве электродвигателя и принципе его работы вы можете узнать в следующей статье.

jelektro.ru

28.5. Режимы работы и выбор типа электродвигателя

Во время работы электродвигателя выделяется значительное количество теплоты, отрицательно влияющее на изоляционные материалы. В соответствии с этим надежность работы электро­двигателя, его технико-экономические характеристики и номи­нальная мощность определяются нагревом материалов, приме­няемых для изоляции обмоток.

Срок службы изоляции зависит от качества и свойств изоли­рующего материала и температуры, при которой он работает. Например, хлопчатобумажная волокнистая изоляция, погружен­ная в минеральное масло при температуре около 90 °С, может надежно работать в течение 15...20 лет. За это время изоляция постепенно изнашивается, т. е. ухудшаются ее механическая прочность, эластичность и другие свойства, необходимые для нормальной работы. Повышение рабочей температуры всего на 8... 10 °С сокращает срок работы этого вида изоляции до восьми— десяти лет (примерно в 2 раза), а при 150 "С износ наступает че­рез 1,5 месяца. Работа при температуре около 200 "С приводит эту изоляцию в негодность уже через несколько часов.

Степень нагрева изоляции электродвигателя зависит от на­грузки. Малая нагрузка увеличивает продолжительность изнаши­вания изоляции, но приводит к недоиспользованию материалов и повышению стоимости двигателя. Наоборот, работа двигателя с большой нагрузкой резко сокращает его надежность и срок службы и экономически невыгодна. Вследствие этого рабочую температуру изоляции и нагрузку двигателя, т. е. его номиналь­ную мощность, выбирают из технико-экономических соображе­ний с таким расчетом, чтобы продолжительность изнашивания изоляции (срок службы двигателя в условиях нормальной экс­плуатации) была примерно 15...20 лет.

Изоляционные материалы, применяемые при изготовлении электродвигателей, разделены по нагревостойкости на несколько классов. Для каждого класса стандартом установлена предельно допустимая (максимальная) рабочая температура.

Для улучшения теплового режима работы электродвигателя и повышения его технико-экономических показателей применяют искусственную вентиляцию. В защищенных электродвигателях вентилятор расположен на валу внутри двигателя. При работе двигателя наружный воздух, перемещаемый вентилятором, отби­рает теплоту от обмоток статора. У закрытых обдуваемых элект­родвигателей вентилятор расположен снаружи. Охлаждение про­исходит за счет перемещения потоков воздуха по оребренной по­верхности двигателя.

Электродвигатель обеспечивает устойчивую работу и лучшие показатели при номинальном режиме работы, т. е. при режиме, на который двигатель рассчитан и при котором температура его находится в допустимых пределах, установленных для класса изоляции обмоток электродвигателя.

Установлено восемь номинальных режимов работы электри­ческих машин. Четыре из них основные: продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный и перемежаю­щийся.

Продолжительный режим соответствует номинальной неиз­менной нагрузке двигателя, продолжающейся столь долго, что температура всех его частей достигает установившихся значений. Установившейся температурой отдельных частей двигателя счи­тают температуру, изменение которой в течение 1 ч не превыша­ет 1 °С.

Кратковременный режим работы характеризуется тем, что двигатель работает при номинальной мощности, указанной в его паспорте. Это короткий отрезок времени, в течение которого температура двигателя не успевает достичь установившейся. После отключения двигатель длительно не работает и его темпе­ратура постепенно снижается до температуры окружающей сре­ды. В кратковременном режиме двигатели могут быть рассчита­ны на стандартную продолжительность рабочего периода —10, 30, 60 и 90 мин.

Повторно-кратковременным режимом работы двигателя на­зывается такой, при котором кратковременные рабочие периоды номинальной нагрузки чередуются с паузами. Продолжитель­ность рабочих периодов и пауз не настолько велика, чтобы пере­гревы отдельных частей двигателя при неизмененной температу­ре окружающей среды могли достигнуть установившихся значе­ний. Для этого режима установлены стандартные продолжитель­ности включения (ПВ 15, 25, 40 и 60%) с длительностью рабочего периода до 10 мин. При повторно-кратковременном ре­жиме работы двигатель нагревается меньше, чем при непрерыв­ной нагрузке, и поэтому его можно нагружать сильнее, чем при продолжительном номинальном режиме работы.

Перемежающимся номинальным режимом называют такой режим длительной работы электродвигателя, при котором крат­ковременные рабочие периоды чередуются с периодами холосто­го хода. При этом средняя температура достигает установившего­ся значения.

При эксплуатации электродвигателя недопустимы перегрузки сверх его максимального вращающего момента, так как это при­водит к затормаживанию (опрокидыванию), которое при дли­тельной перегрузке может вызвать выход двигателя из строя.

При выборе электродвигателя следует учитывать условия и его режимы работы, необходимую частоту вращения и т. д. Правиль­ный выбор имеет большое значение. Если на машине установлен двигатель большей мощности, чем требуется, он работает с низ­ким КПД. Двигатель же недостаточной мощности быстро пере­гревается и не обеспечивает нормальной работы установки.

В зависимости от условий окружающей среды применяют электродвигатели следующих исполнений: защищенные, закры­тые обдуваемые, взрывозащищенные. В сельскохозяйственном производстве наиболее распространены электродвигатели пер­вых двух групп.

В двигателях защищенного исполнения все вращающиеся и токоведущие части закрыты. Это предотвращает случайное при­косновение к токоведущим частям, попадание капель и посто­ронних предметов. Воздух, необходимый для охлаждения, посту^ пает внутрь двигателя через вентиляционные окна.

Двигатели закрытого обдуваемого исполнения таких окон не имеют, поэтому их охлаждают с помощью вентилятора, установ­ленного снаружи на валу двигателя и закрытого специальным кожухом. Вентилятор засасывает воздух через отверстия в кожухе и направляет его вдоль ребер статора, предназначенных для улуч­шения охлаждения. Кроме того, предусмотрена вентиляция и внутри корпуса электродвигателя.

При выборе электродвигателя необходимо знать характер сре­ды помещения, в котором он будет установлен.

При выборе электродвигателя по частоте вращения необходи­мо стремиться к тому, чтобы двигатель имел такую же частоту вращения, что и рабочая машина, так как это избавит от проме­жуточной передачи.

В общем случае задача выбора двигателя по частоте враще­ния — это задача экономическая. С увеличением частоты враще­ния двигателя его габаритные размеры уменьшаются, а значит, снижаются расход материалов и стоимость. Кроме того, высокоскоростные двигатели имеют большие значения коэффи­циентов полезного действия (ч) и мощности (coscp) по сравне­нию с тихоходными. Однако большинство сельскохозяйственных машин тихоходные, поэтому между двигателем и рабочей маши­ной необходима механическая передача. С увеличением переда­точного числа стоимость передачи растет. Таким образом, для каждой конкретной рабочей машины имеется своя оптимальная частота вращения.

Для правильного выбора мощности электродвигателя необхо­димо знать режим, в котором он будет работать. При продолжи­тельном режиме работы правильно выбранный двигатель работа­ет достаточно долго без перегрева сверх допустимой для данного класса изоляции температуры.

Различают работу двигателя при постоянной и переменной нагрузке. При постоянной нагрузке мощность двигателя Дв оп­ределяют в зависимости от мощности на валу машины PvM по формуле

(28.4)

Обычно мощность рабочей машины указывают в ее паспорте. Для некоторых машин мощность можно подсчитать по теорети­ческим или эмпирическим формулам, а также по нормативным показателям потребления электрической энергии на единицу продукции:

(28.5)

где W— потребление энергии на производство единицы продукции, кВт • ч/т; П— производительность рабочей машины, т/ч.

Выбранный по каталогу двигатель проверяют на возможность пуска, так как рабочие машины обычно имеют повышенное со­противление в момент трогания с места. В общем случае пусковой момент двигателя должен быть в 1,5 раза больше момента трогания рабочей машины.

При переменной нагрузке рабочей машины электродвигатель к ней подбирают методом эквивалентных величин: тока, момен­та или мощности. Под эквивалентной мощностью понимают по­стоянную мощность, при которой потери в двигателе равны по­терям при данном переменном графике нагрузки. Эквивалент­ную мощность рассчитывают по формуле

(28.6)

где —мощности рабочей машины в течение интервалов времениt\,

Для новых рабочих машин график нагрузки составляют с по­мощью регистрирующих приборов (амперметра и ваттметра).

Выбранный электродвигатель проверяют на перегрузочную способность, которая характеризуется допустимым для данного типа двигателя отношением максимального момента (или тока) к номи­нальному. Учитывая возможность снижения напряжения при пере­грузке, необходимо, чтобы максимальное мгновенное значение на­грузочного момента двигателя не превосходило 0,8цмМн (здесь цм — перегрузочная способность двигателя по моменту: для асинхрон­ных двигателей, в зависимости от мощности и частоты вращения; Мн — перегрузочный момент двигателя). Для привода машин с ударной или колебательной нагрузкой применяют двига­тели с повышенным скольжением серии АС или АОС. Чтобы смягчить колебания нагрузки, нужно повысить инерционность электропривода. Для этого используют специальные маховики.

Выбранные электродвигатели соединяют с той или иной сель­скохозяйственной машиной или агрегатом с помощью передач: клиноременной, плоскоременной, цепной, а также муфтами и редукторами.

studfiles.net

Режимы работы электродвигателей: графики типовых режимов

Причины и последствия

Электродвигатель работает от источника питания с определённым напряжением. При этом его вал создаёт силу, для получения которой электродвигатель и служит. Потребляемый ток приводит к тому, что в обмотках и сердечниках их выделяется тепло. А механическая нагрузка, которая воздействует на вал движка, оказывает влияние на потребляемый ток. Перечисленные составляющие работы электродвигателя с учётом влияния окружающей среды это только часть перечня, объединённого понятием «режим работы».

Упомянутые составляющие наполнены как численным, так и качественным содержанием. Например, напряжение бывает либо переменным, либо постоянным. Форма переменного напряжения может быть различной, так же как и его частота. Величина напряжения изменяется. Поэтому комбинаций составляющих получается довольно много, поскольку фактор времени способствует их многочисленности.

Для того чтобы дать оценку техническим возможностям движка по которой потенциальный пользователь может определиться с его моделью, режимы работы задаются определёнными способами. Это обычно возможно сделать при заданных значениях механической нагрузки на вале двигателя. В результате получается либо массив числовых данных, либо графическое отображение тех или иных составляющих в привязке ко времени. В зависимости от своей продолжительности режим работы может быть определён как более или мене тяжёлый для движка.

Типовые режимы работы электродвигателей

При увеличении времени действия данного режима дольше указанного численно или графически возможны необратимые изменения в элементах конструкции. Например, расплавление изоляции, заклинивание подшипников, насыщение сердечников и т.п. Поэтому при частичной неопределённости эксплуатационных составляющих выбирается уже охарактеризованный режим ближайший по числу известных совпадающих данных. Продолжительный режим S1 является самым общим вариантом, который используется при отсутствии уточняющих данных. Графики этого режима показаны сверху.

Совокупность графиков или цифровых данных с указанием временных данных и характеристик нагрузки объединяются термином «типовой режим». Он может быть

• периодическим,
• кратковременным,
• продолжительным,

с одной или большим числом механических нагрузок неизменной во времени величины. Но возможен и такой вариант, когда имеет место ряд значений для нагрузки и оборотов вала при непериодическом режиме. Графики для типовых режимов показаны далее.

В зависимости от назначения для конкретной модели движка его производителем устанавливаются номинальные режимы и соответствующие составляющие. Обычно двигатели способны работать продолжительное время и по этой причине режим S1 наиболее широко применяется. Если движок имеет специальное назначение, номинальные режимы выбираются производителем из последующих режимов S2 – S9. Номинальные данные при указании назначения электродвигателя также соответствуют графикам для S2 – S9. В случае общего назначения движка данные должны соответствовать графику S1.

Для некоторых режимов необходимо указывать дополнительную информацию:

• для S2 указывается длительность режима, например S2 = 58 минут.
• Для S3, S6 указывается в процентах время работы относительно суммы времени работы и времени простоя, например S3=21%, S6=42%.
• Для S4, S5 указывается не только в процентах время работы относительно суммы времени работы и времени простоя, но и моменты инерции применительно к валу движка как для самого двигателя I1, так и для нагрузки I Например S4=22%, I1=0,21 кг*кв.м, I2=0,9 кг*кв.м.
• Для S7 указывается момент инерции применительно к валу движка как для самого двигателя I1, так и для нагрузки I Например S7 I1=0,21 кг*кв.м, I2=0,9 кг*кв.м.
• Для S8 указывается момент инерции применительно к валу движка как для самого двигателя I1, так и для нагрузки I2, указывается величина нагрузки (мощность на вале), скорость вращения и время действия режима при указанной скорости вращения вала. Например S8 I1=0,21 кг*кв.м, I2=0,9 кг*кв.м, 26 кВт, 830 об/мин, 26%, 32 кВт, 1250 об/мин, 27%, 24 кВт, 950 об/мин, 42%.

На шильдике движка обязательно приводятся такие номинальные данные как S1, S2, S3. Каждая модель электродвигателя стандартизуется по ГОСТ 8032.

• Такие изменения в двигателях как схема соединения трёхфазной обмотки в треугольник или звезду, стандартные отклонения напряжения сети на величину 5% не имеют отношения к номинальным данным.
• Трёхфазные движки номинальная мощность которых от 315 кВт и меньше и подключаемые к электросети с напряжением 1000 В или менее в течении до двух минут должны нормально работать с перегрузкой по току величина которого в полтора раза больше номинального значения. Перегрузка по току для трёхфазных двигателей мощнее 315 кВт не нормируется.
• Имеющие в своей конструкции коллектор электрические двигатели при максимальных оборотах, так же как и генераторы с коллектором при номинальной частоте вращения и полном возбуждении, должны выдерживать при длительности не менее 1 минуты перегрузку по току в 1,5 раза.
• Любые движки постоянного тока и любые трёхфазные асинхронные двигатели, подключенные к соответствующим электросетям, напряжение и частота в которых пренебрежимо мало зависит от нагрузки на вале движка и при увеличении крутящего момента на нём на 60%, в течение 15 секунд должны продолжать вращаться безостановочно с незначительным замедлением.
• Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором величина пускового тока, которых может быть до 4,5 раза от номинальной величины (т.е. величина пускового тока понижена) должны быть способны к перегрузкам по крутящему моменту в пределах от 50% до 60%.
• Асинхронные двигатели специального исполнения своими перегрузочными характеристиками крутящего момента должны соответствовать требованиям заказчика.
• Если нет особых требований к величине пускового момента асинхронных движков с короткозамкнутым ротором, работающих при максимальном напряжении, его величина не должна быть меньше

— 30% от номинала при мощности односкоростного трёхфазного двигателя 100 кВт и больше;

— 50% от номинала при мощности односкоростного трёхфазного двигателя 100 кВт и меньше;

— 30% от номинала для любых однофазных и трёхфазных многоскоростных движков.

podvi.ru

Режимы работы электродвигателей

Все электродвигатели, представленные в каталоге, имеют режим работы S1 в соответствии со европейскими стандартами.

НИже описаны различные режимы работы в соответсвии со стандартами CEI2-3/IEC 34-1.

Каждый режим обозначается буквой S, после которой ставится цифра от 1 до 9.

S1 - продолжительный режим - эксплуатация при постоянной нагрузке в течении времени N для достожения установившейся

температуры всех частей электродвигателя.

S2 - Кратковременный режим - эксплуатация при постоянной нагрузке в течение времени N, недостаточного для достижения

установившейся температуры всех частей электродвигателя. Сопровождается остановками двигателя на время, достаточное для

охлаждения машины до температуры не более чем на 2 градуса превышающей температуру окружающей среды.

S3 - Периодический повторно-кратковременный режим - последовательность идентичных циклов работы, каждый их которых

включает время работы при постоянной нагрузке N и время остановки R. Этот режим характеризуется тем, что при пуске не

оказывает влияния на температуру двигателя.

В этой формуле указано процентное соотношение периодичности, относительно указанного времени (обычно N+R=10 минут)

S4 - Периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов, последовательность идентичных циклов

работы, каждый из которых включает время пуска D, время работы при постоянной нагрузке N и время стоянки R

В данной формуле необходимо указывать число пусков в час.

S5 - Периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессови электрическим торможением, режим,

включающий в себя те же циклы, что и S4, с дополнительным циклом быстрого электрического торможения F.

Указания те же, что и к предыдуще формуле.

S6 - Перемежающийся режим работы - последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы при

постоянной нагрузке N и время работы на холостом ходу. Время стоянки не включено.

Указание по формуле то же, что и для режима S3.

S7 - Перемежающийся режим работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением:последовательность циклов такая же, как и в режиме работы S5, но без времени стоянки.

Относительная продолжительность включения = 100%

Указание по формуле как для режима S4

S8 - Периодический перемежающийся режим с периодически изменяющейся нагрузкой и частотой вращения:последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы при постоянной нагрузке N, соответсвующей

заранее установленной частоте вращения электродвигателя.Сопровождается одним или несколькими периодами с другими

постоянными нагрузками N2, N3 и т.д. которые соответствуют разной частоте вращения электродвигателя. Время стоянки

отсутствует.

Краткая характеристика этого режима - время эксплуатации при изменяющейся частоте вращения электродвигателя, например:3000 об/мин, в течение 15 минут + 1500 об/мин в течение 10 минут и т.д.

S9 - Режим с непериодически изменяющейся нагрузкой и частотой вращения.Режим включает частые нагрузки, которые могут преобладать над общей. 

Графики режимов работы

Условные обозначения: 

N - время работы при постоянной нагрузке,R - время стоянки,D - время пуска и ускорения,F - время электрического торможения,V - время работы на холостом ходу,F1 F2 - время торможения,N1 N2 N3 -время работы при постоянной нагрузке, Qmax - максимальная температура, достигаемая во время цикла,L - время работы с переменной нагрузкойСр - общая нагрузкаS - общее время работы с перегрузками

Просмотров: 5249 | Дата публикации: Вторник, 22 октября 2013 12:03 |

www.servomh.ru

• 
  Ящики деревянные гост
• 
  Асинхронный двигатель двухскоростной
• 
  Предпосевная обработка почвы
• 
  Габариты пожарной машины
• 
  Схема производства
• 
  Работа по охране труда
• 
  Техническое нормирование
• 
  Определение ток
• 
  Уаз подвеска
• 
  Уаз подвеска
• 
  Порядок работы цилиндров двигателя