30. Требования к пусковой и защитной аппаратуре электродвигателей. Нагрев и охлаждение двигателей. Механические и электромеханические характеристики двигателей.

Электрическая пусковая и защитная аппаратура является неотъемлемой частью электропривода. Все процессы управления электроприводом -- пуск, регулирование скорости, торможение, изменение направления вращения (реверсирование) и останов -- осуществляются с помощью соответствующей аппаратуры ручного или автоматического управления. Поэтому правильное использование электропривода возможно лишь при применении рациональной электрической аппаратуры.

Выбор аппаратов защиты производится с учетом следующих основных требований:

- напряжение и номинальный ток аппаратов должны соответствовать напряжению и расчетному (длительному) току цепи;

- номинальные токи плавких вставок предохранителей и расцепителей автоматических выключателей нужно выбирать, по возможности, близкими к расчетным токам электроприемника или линии;

- аппараты защиты не должны отключать установку при перегрузках, возникающих в условиях нормальной эксплуатации, например при запуске короткозамкнутого электродвигателя;

При выборе пусковой и защитной аппаратуры учитывают условия окружающей среды, номинальный ток аппарата, разрывную мощность его контактов, частоту включений, допустимое значение тока короткого замыкания в защищаемых цепях и другие требования, предъявляемые к работе аппарата.

При работе любого электродвигателя часть поступающей к тему энергии затрачивается на потери, связанные с нагревом обмоток и магнитопроводов, трением в подшипниках и враща­ющихся частей о воздух. Хотя потери энергии в современных электродвигателях невелики, при их работе все же выделяется значительное количество тепла, что приводит к нагреву элек­тродвигателей. Различают постоянные и переменные потери в электрических машинах.

На холостом ходу нагрев машин определяется постоянными потерями. По мере загрузки машины увеличиваются переменные потери и нагрев ее повышается.

Для максимального использования (по тепловым возмож­ностям) всех применяемых в электродвигателе материалов не­обходимо, чтобы при полной нагрузке его отдельные части на­гревались до температур, близких к предельно допустимым. С этой же целью используется искусственное охлаждение элек­тродвигателей, позволяющее большую часть выделяющегося при работе машины тепла отдавать окружающей среде.

Двигатель в процессе охлаждения, стремится к температуре окружающей среды – этот период может быть очень длительным. Для практических целей считают двигатель остывшим полностью, если его температура отличается от температуры окружающей среды не более чем на 3.

Электромеханической характеристикой двигателя постоянного тока называется зависимость скорости вращения от тока якоря.

Если подать напряжение на обмотку якоря при отсутствии тока на обмотке возбуждения, то магнитный поток будет равен нулю, а скорость будет стремиться к бесконечности. Такое явление называется разносом двигателя. Чтобы избежать разноса двигателя используются электродвигатели с параллельным возбуждением.

Уравнение механической характеристики двигателя постоянного тока с параллельным и независимым возбуждением: ω = [U / (C_M • Ф_δ)] – [(M • ΣR_а) / (C_M • Ф_δ)²]

1. ω = 0; I_а = I_п = U / r_а пусковая точка. С нее начинается разгон двигателя. Пусковой ток I_п = (8÷10) I_н

2. ω = U / (C_M•Ф_δ) = ω₀; I_а = 0 ω₀ – скорость идеального холостого хода.

3. ω = ω_н; I_а = I_н Точка номинальной работы.

4. ω > ω₀; I_а < 0 Генераторный режим работы двигателя (режим рекуперативного торможения).

5. ω < 0; I_а > I_п режим торможения противовключением, который называется силовой спуск.