Проверка двигателей по нагреву в повторно-кратковременном режиме

В повторно-кратковременном режиме (рис. 7.8,в), как отмечалось, ограничена длительностью цикла (t_ц £ 10 мин) и относительная продолжительность включения (e £ 0,6), а также введены стандартные значения e = 0,15, 0,25, 0,4 и 0,6.

Работать в этом режиме могут как стандартные двигатели, предназначенные для продолжительного режима, так и двигатели, специально спроектированные для повторно-кратковременного режима; в последнем случае в каталоге указаны номинальные токи для каждой стандартной величины e: I_но,15, I_но,25 и т.д.

Если нагрузочная диаграмма М(t) имеет несколько участков либо за счет учета динамических моментов при пуске и торможении (рис. 7.10,а),

либо за счет изменения Мс, удобно привести ее, пользуясь одним из изложенных выше приемов, к эквивалентному виду (рис. 7.10,б).

Рис. 7.10. Нагрузочная диаграмма в повторно-кратковременном режиме (а) и ее эквивалентное представление (б)

Так для рис. 7.10,а получим

Следующим шагом будет приведение полученной эквивалентной нагрузочной диаграммы к стандартному e.

Если используется двигатель, предназначенный для повторно-кратковременного режима, выбирается ближайшее стандартное значение e_сг и используется соотношение

,

откуда имеем

. (7.20)

При использовании двигателя для продолжительного режима из (7.20) получаем

. (7.21)

В приведенных грубых оценках не учитывается ухудшение теплоотдачи во премя паузы, т.е. принимается

.

Поскольку I_н < I_экв и М_н < М_экв за счет того, что часть цикла двигатель не работает, следует внимательно отнестись к проверке двигателя по перегрузке и по пусковому режиму.

Важным частным случаем повторно-кратковременного режима является режим коротких циклов или частых пучков, используемый, например, в станочных линиях, во вспомогательных механизмах, обслуживающих различные технологические процессы и т.п. Значительная доля в коротких циклах энергетически напряженных динамических режимов приводит к большим погрешностям при использовании изложенных выше упрощенных процедур проверки двигателей. В этих и подобных случаях удобно пользоваться приемом, основанном на составлении прямого теплового баланса для далекого цикла. Пример такого теплового баланса приведен в табл. 7.1 для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором применительно к тахограмме на рис. 7.11.

Рис. 7.11. Тахограмма в режиме коротких циклов

Таблица 7.1

Участок цикла	Энергия, выделяемая в двигателе	Энергия, рассеиваемая в окружающую среду
Пуск, tп	DWп
Работа в установившемся режиме, tуст	DР tуст	D Рн tуст
Торможение, tт	DWт
Пауза, t0		bDРнt0

В таблице DW_п и DW_т – потери энергии при пуске и торможении;

DР иDР_н – потери мощности в рабочем и номинальном режиме;

b - коэффициент ухудшения теплоотдачи.

Если тепловой режим двигателя установился, т.е. перегрев t в начале и конце цикла одинаков, можно считать, что энергия выделившаяся равна энергии, отданной в окружающую среду:

(7.22)

Полученное уравнение может использоваться для оценки допустимых пераметров режима.

В важном частном случае на его основе можно получить соотношение для определения допустимого числа включений в час h = 3600/t_ц.

Приняв

,

и подставив эти выражения в (7.22), получим:

или, если пренебречь последним членом в знаменателе в сравнении с большими потерями в динамических режимах, будем иметь:

. (7.23)

Для увеличения h следует увеличить b до максимального возможного значения (внешний обдув), либо снизить потери в динамических режимах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Филиппов Б.А., Ильинский Н.Ф. Основы электропривода. М.: МЭИ, 1977.

2. Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1992.

3. Токарев Б.Ф. Электрические машины: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1990.

4. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1989.

5. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986.

6. Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов: Учебник для вузов. – М: Машиностроение, 1990. – 304с.

* Буквой U здесь обозначена ЭДС источника