Подставив (6.168) в (6.167), получим , (6.169)

т.е. потери энергии в переходном процессе электропривода вхолостую зависят от отношения электромеханической постоянной времени Т_м к времени t_о линейного задания скорости. Отношение потерь энергии при пуске вхолостую электропривода с к потерям энергии (6.169) составляет

(6.170)

Обычно , значит, использование линейного задания скорости идеального холостого хода позволяет уменьшить потери энергии по сравнению с прямым пуском в 5 и более раз. В этом состоит одна из предпосылок использования регулируемого электропривода с , работающего в динамических режимах.

1.12. Нагрев и охл. Эд. Типовые режимы работы электропривода

НАГРЕВ И ОХЛАЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.

Потери электроэнергии в дв. превращаются в теплоту, вследствие чего дв. нагр. Части дв. при работе нагр. неодинаково. Выделение тепла в различных реж. также неодинаково.

Для упрощения анализа тепловых процессов, происходящих в ЭД, на основе допущений составляют тепловые модели. Наиболее простая модель основана на допущениях:

1. д в. представляет собой однородное в тепловом отношении тело, равномерно нагревающееся по всему объему за счет источника мощности ,

2. теплоотдача во внешнюю среду пропорц. первой степени разности темп. тела и охл. среды,

3. темп. охл. среды постоянная.

Для такой модели (Рис.7.1) мощность теплового потока, передаваемая в окружающую среду, равна , (7.3) где , (7.4)

, (7.5),где - температура перегрева, ^оС;

А – теплоотдача в окружающую среду, Вт/^оС;S – площадь поверхности охлаждения, м²;

- удельная теплоотдача при скорости охлаждающего воздуха , Вт/^оС м²;

- скорость охлаждающего воздуха, м/с; К – эмпирический коэффициент, принимаемый для электрических машин, равным примерно 0,8. Величина, обратная теплоотдаче, называется тепловым сопр. , Поэтому мощ. теплового потока , Мощ. теплового потока, идущего на нагрев тела, определяется выражением , (7.8) где , (7.9)

С_уд – удельная теплоемкость, Дж/^оС кг; m – масса тела, кг. По закону сохранения энергии ,Или , (7.11)

П олученное дифференциальное уравн (7.11) теплового баланса в одномассовой модели аналогично уравнению , (7.12)

В эл. цепи, показанной на 7.2, где имеем аналогии: ток ~ тепл. поток , эл. сопр. R ~ тепл. сопр. R_T, эл. емкость С ~ теплоемкость с, эле. потенциал ~ тем. тела , эл. напр. u ~ темп. перегрева .

Поскольку для эл. цепи 7.2 пост. времени ,

и установившееся значение напр. ,

то (7.12) можно представить в виде ,

Аналогично имеем для уравнения (7.11) тепловой модели , (7.16)

, (7.17) (7.18)

где Т_Н – постоянная времени нагрева, - установившееся значение перегрева.

Дифф. Уравн. (7.18) имеет решение , (7.19) где - нач. знач. Темп. перегр..

Н агрев или охл. тела определяется нач. знач. темп.: если , будет нагрев, если - охл. (Рис.7.3).

Одномассовая тепловая модель ЭД простая и удобная для анализа, но она лишь прибл. отражает нагрев обмоток. С целью повышения точности расчетов применяют 2-х массовую модель, разделяя нагрев статора и ротора ЭД. В этом случае, принимая потери мощ. в роторе и темп. внутр. поверхности статора постоянными, можем записать уравн. тепл. равновесия ротора , (7.28)где (7.29) , (7.30),где - темп. внутри ротора, m₂ – масса ротора, С_2.уд – удельная теплоемкость ротора,

R_T2 – тепловое сопр. между проводниками ротора и внутренней поверхностью статора.

Решение (7.28) имеет вид , (7.31)

где (7.32) , (7.33)

- установившееся значение темп. перегрева ротора,

Т_Н2–постоянная времени нагрева ротора, - начальное значение темп. перегрева обмотки ротора

(7.33) Если , то и уравнение (7.31) принимает вид (Рис.7.5а)