19. Нагрузочные диаграммы электроприводов.

Нагрузочная диаграмма ЭП характеризует зависимость вращающего момента, тока или мощьности, развиваемой двигателем от времени. Нагрузочные диаграммы используются для оценки перегрузочной способности ЭП и сопоставления ее с допустимой кратковременной нагрузкой для данного типа ЭД, а т.ж. для проверки мощности предварительно выбранного двигателя по нагреву. Нагрузочная диаграмма ЭП учитывает статистические и динамические нагрузки преодолеваемые ЭПом в течении цикла работы механизма. Статистические нагрузки определяются на основании технологических данных, характеризующих работу того или иного класса производственных механизмов, а динамические нагрузки оцениваются инерционными моментами, которые развиваются ЭПом для обеспечения соответствующих угловых ускорений, обусловливающих заданную производительность механизмов.

Номинальный режим указывают на заводском щитке услов­ными обозначениями S1, S2, S3 и т.д. Основные номинальные режимы работы электродвигателей: продолжительный S1, кратковременный S2, повторно-кратковременный S3,

Продолжительный режим (S1 - всех частей электродвигателя при работе с постоян­ной нагрузкой достигает установившегося значения. Температуру считают установившейся, если в течение часа работы она увеличивается не более чем на 1°. Следовательно, при длительности работы, равной 4Т и больше, режим работы продолжительный.

Кратковременный (S2) - в рабочий период температура двигателя не успевает достигнуть установившегося значения, а пауза столь продолжительна, что температура двигателя снижается до температуры охлаждаю­щей среды. В этом случае продолжительность работы t_р<4Т, а продолжительность паузы t_п >4То.

Повторно-кратковременном режиме (S3) кратковремен­ные периоды нагрузки чередуются с непродолжительными пери­одами отключения двигателя. При этом t_р < 4T; t_п< 4Tо, то есть ни в одном из периодов температура не достигает установивше­гося значения, но среднее ее значение v_ус устанавливается н еизменным.

Повторно-кратковременный режим характеризуется относи­тельной продолжительностью рабочего периода ε и длительно­стью цикла t_ц: t_ц=t_р+t_п; е=t_р/t_ц.Относительная продолжительность рабочего периода, выра­женная в процентах, называется относительной продолжитель­ностью включения и обозначается ПВ %. Номинальной длитель­ностью цикла считают 10 мин.

Под нагрузочной диаграммой производственной машины подразумевается зависи­мость статического момента или мощности от времени.

Нагрузочная диаграмма двигателя, показывающая измене­ние электромагнитного момента во времени, отличается от на­грузочной диаграммы приводимой машины за счет динамическо­го момента в переходных процессах. Если влияние переходных процессов не учитывать, то нагрузочные диаграммы двигателя и механизма совпадут.

20. Нагрев и охлаждение электродвигателей

Нагрев электродвигателя вызывается потерями энергии. При длительной работе двигателя с постоянной нагрузкой, а, следова­тельно, с постоянными потерями, температура двигателя превы­шает температуру охлаждающей среды на определенное значе­ние и наступает тепловое равновесие. Если считать теплоотдачу двигателя пропорциональной разности температур двигателя и среды (температуре перегрева v), то

где ∆Р — потери мощности, Вт;

А — удельная теплоотдача двигате­ля, Вт/°С.

Удельная теплоотдача двигателя — это количество теплоты, отдаваемое двигателем в окружающую среду за секунду при разности температур в один градус.

Установившаяся температура перегрева vу, прямо пропорци­ональна потерям мощности и обратно пропорциональна тепло­отдаче двигателя.

Удельная теплоотдача

где ∆Рн— номинальные потери мощности, Вт; vу.н— номинальная уста­новившаяся температура перегрева, °С.

В электродвигателе наименьшей нагревостойкостью облада­ют изоляционные материалы. В электрических машинах в основ­ном применяют изоляционные материалы, которые относят к классам А, Е, В, F, Н.Класс А включает в себя материалы из хлопка, бумаги, полиамидных волокон, пропитанных маслом или погруженных в него, а также эмали и лаки. Предельно допустимая температу­ра, которую называют температурным индексом для этих мате­риалов, составляет 105 °С.

В электродвигателях серии 4А применяют более нагревостойкую изоляцию из синтетических и неорганических материа­лов классов Е, В, F. Они имеют температурный индекс соответ­ственно 120, 130, 155 °С. Еще более нагревостойкие материалы класса Н применяют во взрывобезопасных двигателях большой мощности.Срок службы изоляции зависит от температуры, при которой она работает. Установлено, что повышение рабочей температуры на 10° по сравнению с предельно допустимой сокращает срок службы изоляции вдвое. При температуре более 200 °С двига­тель выходит из строя в течение нескольких минут. Вследствие этого нагрев электродвигателей, как и другого электрооборудо­вания, является основным критерием допустимой нагрузки. Кроме предельно допустимой температуры нагрева, указыва­ют предельно допустимое превышение температуры двигателя над окружающей средой.