Способы проверки двигателя по нагреву

Содержание

5.4. Проверка выбранного двигателя по нагреву.
Проверка двигателей по нагреву прямым методом
Проверка двигателя по нагреву

5.4. Проверка выбранного двигателя по нагреву.

Проверку выбранного двигателя по нагреву производят по рассчитанной нагрузочной диаграмме. В качестве способа проверки целесообразно для электроприводов с машинами постоянного тока применить метод эквивалентного тока. В МПТ независимого возбуждения нагрузочной диаграмме в координатах М(t) соответствует нагрузочная диаграмма I(t), поэтому метод эквивалентного тока можно заменить на метод эквивалентного момента.

Проверяемые величины, рекомендации

Постоянные времени, время

Для последовательных МПТ режим противовключения

В МПТ смешанного и последовательного возбуждения нагрузочную диаграмму М(t) необходимо перестроить в I(t) пользуясь универсальными характеристиками двигателя и при проверке на нагрев необходимо пользоваться методом эквивалентного тока. При расчетах криволинейный график заменяется ломаной линией. Возможно ближе совпадающей с реальной кривой I=ƒ(t)/I/. в результате такой замены весь график окажется разбитым на отдельные участки.

Для каждого участка определим среднеквадратичное значение тока. Так, например, для первого участка, площадь которого ограничена прямоугольным треугольником.

Для участка, площадь которого представляет собой трапецию, имеем

Для каждого участка по графику I=ƒ(t) определяем время.

Полученное значение эквивалентных токов и времени на отдельных участках подставляем в формулу

В знаменателе для участков пуска и торможения с помощью коэффициента α учитывают и изменение условий охлаждения двигателя. Для двигателей постоянного и переменного тока α=0,75.

При проверочном тепловом расчете асинхронного двигателя с фазным ротором предпочтительнее пользоваться методом эквивалентного момента. Но при этом следует учесть, что

Где I₂ – ток ротора,

Φ₂ – угол сдвига между э.д.с. ротора и тока ротора, т.е. момент зависит не только от тока ротора и магнитного потока, но и от коэффициента мощности. Зависимость ƒ(Р₂) представлена на рис.5.7. В диапазоне нагрузок коэффициент мощности с известным допущением может быть принят постоянным и тогда можно положить

При сделанных допущениях можно записать

α – коэффициент, учитывающий ухудшение вентиляции в области малых скоростей. По величине М_э/cosφ_э и М_дв и cosφ_н проверяем правильность выбранного двигателя.

В пояснительной записке приводятся выводы по каждому разделу и в целом по курсовому проекту. В выводах отмечаются основные результаты расчетов и степень соответствия этих данных заданию, а также рекомендацию по улучшению проекта.

Источник

Проверка двигателей по нагреву прямым методом

Электрический двигатель при работе может нагреваться лишь до определённой, допустимой температуры, определяемой нагревостойкостью изоляционных материалов. Соблюдение установленной изготовителем допустимой температуры нагрева обеспечивает нормативный срок службы двигателя 15. 20 лет. Превышение допустимой температуры ведёт к преждевременному разрушению изоляции обмоток и сокращению срока службы. Так для изоляции класса А превышение температуры нагрева на 8. 10 0 С сокращает срок службы вдвое.

В современных двигателях применяются следующие классы изоляции (основными классами являются B, F, H).

класс изоляции	А	Е	B	F	H	C
Предельно допустимая температура , 0 С	>180

Сущность проверки двигателя по нагреву состоит в сопоставлении допустимой для него температуры с той, которую он имеет при работе. Очевидно, что если рабочая температура двигателя не превышает допустимую, то двигатель работает в допустимом тепловом режиме, и наоборот. Обычно оценивается не абсолютная температура, а перегрев, или превышение температуры t, которое представляет собой разность температур двигателя θ_д и окружающей среды θ_с

При выполнении тепловых расчетов принимается стандартная температура окружающей среды, равная 40 0 С.

Двигатель будет работать в допустимом тепловом режиме при выполнении условия

где — максимальный перегрев при работе двигателя; — допустимый перегрев двигателя, определяемый классом изоляции.

Проверка этого условия может быть выполнена прямым методом, предусматривающим построение кривой нагрева (t) за цикл работы двигателя.

В связи с невозможностью проведения точного изучения теплового режима работы обычно принимают следующие допущения:

· двигатель рассматривается как однородное тело, имеющее бесконечно большую теплопроводность и одинаковую температуру во всех точках;

· теплоотдача во внешнюю среду пропорциональна разности температур двигателя и окружающей среды;

· окружающая среда обладает бесконечно большой теплоёмкостью, т.е. в процессе нагрева двигателя её температура не меняется;

· теплоёмкость двигателя и его теплоотдача не зависят от температуры двигателя.

Составим уравнение теплового баланса

где потери мощности в двигателе, или количество тепла, выделяемое в двигателе за 1с; количество теплоты, выделяемое в двигателе за время dt; – количество теплоты, отдаваемое в окружающую среду; – количество теплоты, поглощаемое двигателем; – теплоотдача двигателя – количество теплоты, отдаваемое двигателем в окружающую среду за 1с при разности температур двигателя и окружающей среды в 1 0 С, (); C – теплоёмкость двигателя – количество теплоты, необходимое для повышения температуры двигателя на 1 0 С, ().

Разделим обе части уравнения на Adt

где – постоянная времени нагрева двигателя; – установившееся превышение температуры двигателя.

Физическое толкование постоянной времени нагрева состоит в том, что это время нагрева двигателя до установившегося превышения температуры при отсутствии теплоотдачи теплоты в окружающую среду.

Тепловые процессы двигателя при принятых допущениях описывается линейным дифференциальным уравнением первого порядка. При постоянных потерях его решение имеет вид

_нач.

Уравнение нагрева может быть использовано как при нагреве, так и при охлаждении.

Количественно ухудшение теплоотдачи характеризуется коэффициентом ухудшения теплоотдачи при неподвижном роторе

где А₀, А – теплоотдача соответственно при неподвижном двигателе и номинальной скорости.

Примерные значения коэффициента для двигателей с различной системой охлаждения представлены в таблице.

Читайте также: Омез способ приема дозы

исполнение двигателя
закрытый с независимой вентиляцией
закрытый без принудительного охлаждения	0,95. 0,98
закрытый самовентилируемый	0,45. 0,55
защищенный самовентилируемый	0,25. 0,35

Постоянная времени охлаждения при неподвижном двигателе

Так как , то , т. е. охлаждение неподвижного двигателя происходит медленнее, чем его нагрев.

На рисунке приведены кривые нагрева двигателя для различных _нач и Р. Большим потерям мощности в двигателе соответствует большее значение установившегося превышения температуры.

Время достижения перегревом своего установившегося значения зависит от постоянной времени нагрева двигателя. Так как теплоёмкость двигателя пропорциональна его объёму, а теплоотдача —площади, то двигатели большей

мощности, имеющие большие габариты, имеют и большую постоянную времени нагрева (её величина составляет от нескольких минут до нескольких часов).

Охлаждение двигателя на рисунке сопровождается снижением перегрева по кривой 1 при уменьшении нагрузки и по кривым 2 и 3 при отключении двигателя от сети.

Порядок проверки двигателя по нагреву прямым методом состоит в следующем. По известному графику нагрузки двигателя определяются потери мощности на отдельных участках цикла и с их помощью находятся значения установившегося перегрева на каждом участке по формуле

Далее для участков работы (нагрева) и паузы (охлаждения) определяются постоянные времени нагрева и охлаждения

Затем по уравнению нагрева строится кривая (t), при этом начальным значением _{нач i} на каждом следующем участке является его конечное значение _{кон i-1} на предыдущем участке.

Из построенной таким образом кривой перегрева (t) находится его максимальное значение и проверяется выполнение условие

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Проверка двигателя по нагреву

Проверку двигателя по нагреву произведем методом эквивалентного момента, т.к. электропривод работает без ослабления магнитного потока. Для определения эквивалентного момента необходимо построить нагрузочную диаграмму электропривода с учетом динамических моментов. Определим момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя. В электроприводе есть вращающиеся части и части, движущиеся поступательно. Приведенный момент инерции вращающихся частей:

Приведенный момент инерции поступательно движущихся частей при подъеме груза:

при опускании пустого скипа:

Таким образом, суммарный момент инерции электропривода при подъеме груза:

при опускании пустого скипа:

Определим динамические моменты, возникающие при работе электропривода. Разгон при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Торможение при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Разгон при опускании пустого скипа:

Нм.

Торможение при опускании пустого скипа:

Нм.

На нагрузочной диаграмме электропривода обозначены моменты, соответствующие следующим режимам работы:

Разгон при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Установившееся движение при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Торможение при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Разгон при опускании пустого скипа:

Нм.

Установившееся движение при опускании пустого скипа:

Нм.

Торможение при опускании пустого скипа:

Нм.

По нагрузочной диаграмме электропривода (рис. 3.2) определяем эквивалентный момент двигателя:

Эквивалентный момент по нагрузочной диаграмме получился больше номинального момента электродвигателя:

Следовательно, выбранный двигатель не проходит по нагреву и необходимо выбрать двигатель большей мощности:

Вт.

Коэффициент запаса необходим, т.к. более мощный двигатель будет иметь больший момент инерции и значения динамических моментов увеличатся. По справочнику [4] выбираем двигатель:

2ПБ132L, номинальная мощность кВт, номинальное напряжение = 220 В, номинальная частота вращения = 2200 об/мин, К.П.Д. – 84%, сопротивление обмоток (при ): якоря Ом, добавочных полюсов Ом, индуктивность цепи якоря мГн, момент инерции двигателя .

Номинальный момент двигателя 2ПБ132L:

Нм.

Проверку двигателя по нагреву произведем методом эквивалентного момента, т.к. электропривод работает без ослабления магнитного потока. Определим момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя. В электроприводе есть вращающиеся части и части, движущиеся поступательно. Приведенный момент инерции вращающихся частей:

Приведенный момент инерции поступательно движущихся частей при подъеме груза:

при опускании пустого скипа:

Таким образом, суммарный момент инерции электропривода при подъеме груза:

при опускании пустого скипа:

Определим динамические моменты, возникающие при работе электропривода. Разгон при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Торможение при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Разгон при опускании пустого скипа:

Нм.

Торможение при опускании пустого скипа:

Нм.

Нагрузочная диаграмма электропривода строится в соответствии с основным уравнением движения электропривода (6). Диаграмма динамических моментов и нагрузочная диаграмма электропривода будут выглядеть так же, как в предыдущем случае (рис. 3.2), изменяться только значения динамических моментов и моментов , , и . Определим моменты электропривода на нагрузочной диаграмме:

Разгон при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Установившееся движение при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Торможение при подъеме скипа с грузом:

Нм.

Разгон при опускании пустого скипа:

Нм.

Установившееся движение при опускании пустого скипа:

Нм.

Торможение при опускании пустого скипа:

Нм.

По нагрузочной диаграмме электропривода (рис. 3.1) определяем эквивалентный момент двигателя:

Эквивалентный момент по нагрузочной диаграмме получился меньше номинального момента электродвигателя:

причем относительная разность моментов:

следовательно, выбранный двигатель 2ПБ132L проходит по нагреву.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник