5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое кратковременный режим работы двигателя

Что такое кратковременный режим работы двигателя

Номинальные режимы работы электродвигателей

Режимы работы стандартизованы. Различают три основных режима:

— длительный (обозначается символом SI),

Длительный — это режим, в котором превышение температуры двигателя достигает установившегося значения. Длительный режим подразделяют на два вида: а — режим с постоянной нагрузкой, б — режим с переменной нагрузкой. К типу а относятся ЭП вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортеров, текстильных станков и др. К типу б — ЭП поршневых компрессоров, прокатных станов, токарных, фрезерных, сверлильных станков и др.

Режим работы ЭП отражают при помощи нагрузочных диаграмм (НД), которые представляют собой зависимость мощности Р, момента М или тока двигателя I от времени t. Примеры НД для длительного режима и кривая нагрева приведены на рис. 1.

В кратковременном режиме двигатель работает непродолжительное время, в течение которого превышение его температуры не достигает установившегося значения, а после отключения он успевает охладиться до температуры охлаждающей среды (рис. 2, а). В этом режиме работают ЭП шлюзов, задвижек нефте- и газопроводов, и др.

Повторно-кратковременным называют режим, в котором кратковременные периоды включения двигателя чередуются с периодами пауз, причем в период нагрузки превышение температуры двигателя не достигает установившегося значения, а при отключении не успевает достичь температуры охлаждающей среды (рис. 2, 6). Свойства двигателей в повторно-кратковременном режиме зависят от продолжительности включения (ПВ). Как видно из диаграммы (рис. 2, 6), двигатель нагружен в течение времени tР, а в течение времени t следует пауза. Их сумма составляет время цикла tЦ.

ПВ — это величина, равная отношению времени работы двигателя под нагрузкой ко времени цикла, измеряемое в процентах:

ПВ = 100tР / (tР + t) = (tР/tЦ)100%.

ПВ стандартизованы и составляют 15, 25, 40, 60%. Значение ПВ указывается на паспорте двигателя.

Двигатель мощностью РН1 с ПВ1 может быть использован при другой ПВ2. Мощность Р2, на которую можно при этом нагружать двигатель, определяется приближенным соотношением:

Выбор асинхронных двигателей для различных приводов и условий эксплуатации

Потребность предприятий в трехфазных низковольтных асинхронных двигателях покрывается в основном двумя сериями электродвигателей – 4А и АИ. В каждой серии имеются тысячи типоразмеров электродвигателей. Поэтому перед потребителями этих двигателей всегда возникает непростой вопрос правильности выбора электродвигателя по целому ряду важнейших параметров. К ним, в первую очередь, можно отнести: число фаз, напряжение и частоту сети, номинальную мощность, частоту вращения, соединение обмоток, тип ротора (короткозамкнутый или фазный), монтажное исполнение, степень защиты от окружающей среды, климатическое исполнение, основное исполнения двигателя, электрические модификации или специализированные исполнения (по условиям окружающей среды, по точности установочных размеров) и др. Надежность работы электродвигателей в значительной степени зависит от правильности их выбора.

В сериях 4Аи и АИ учтены рекомендации Международной организации по стандартизации (ИСО) и Международной электротехнической комиссии (МЭК). Рассмотрим основные из них.

Номинальные режимы работы

Все возможные режимы работы могут быть разбиты на 8 групп. Основной стандарт на электрические машины ГОСТ 183-74, в соответствии с рекомендациями МЭК, предусматривает следующие режимы работы S1 – S8, которые необходимо иметь в виду при выборе мощности электродвигателей.

Продолжительный режим работы S1.

Это работа электродвигателя при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей (рис. 1).

Кратковременный режим работы S2.

Это работа электродвигателя при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями электродвигателя установившейся температуры, после чего следует остановка двигателя на время, достаточное для его охлаждения до температуры, не более чем на 2 о С превышающей температуру окрыжающей среды. На рис. 2 приведен график кратковременного режима работы S2.

Повторно-кратковременный режим работы S3.

Это последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, при которой электродвигатель не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое электродвигатель не охлаждается до температуры окружающей среды. На рис. 3 приведен график повторно-кратковременного режима работы.

Читать еще:  Что такое мес двигатель

Повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов S4.

Это последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время пуска, достаточно длительное для того, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей электродвигателя, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды. На рис. 4 приведен график повторно-кратковременного режима работы с влиянием пусковых процессов.

Повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S5.

Это последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает достаточно длительное время пуска, время работы при постоянной нагрузке, за которое электродвигатель не нагревается до установившейся температуры, время быстрого электрического торможения и время стоянки, за которое электродвигатель не охлаждается до температуры окружающей среды. На рис. 5 приведен график повторно-кратковременного режима работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением.

Перемежающийся режим работы S6.

Это последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и время работы на холостом ходу, причем длительность этих периодов такова, что температура электродвигателя не достигает установившегося значения. На рис. 6 приведен график перемежающегося режима работы.

Перемежающийся режим работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7.

Это последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение. Режим не содержит пауз. На рис. 7 приведен график перемежающегося режима работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением.

Перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения S8.

Это последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или несколько периодов при других постоянных нагрузках, каждый из которых соответствует своя частота вращения. Режим не содержит пауз. Этот режим имеет место при переключении числа пар полюсов асинхронного двигателя. На рис. 8 приведен график перемежающегося режима работы с периодически изменяющейся частотой вращения S8.

Приведем некоторые примеры механизмов, работающих в перечисленных режимах работы. Вентиляторы работают в режиме S1. Дробилки – в режимах S1 или S2. Пилы – в режимах S1 или S3. Машины барабанного типа – в режимах от S1 до S4. Манипуляторы, толкатели, кантователи – в режимах от S1 до S5. Подъемники – в режиме S2, S3 или S6.

Следующим номинальным стандартизированным параметром, который принят для серий 4А и АИ являются номинальные мощности электродвигателей.

Предусмотрены следующие номинальные мощности (в пределах от 0,06 до 1000 кВт): 0,06; 0,09; 0,12; 0,18; 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75; 90; 110; 132; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800 и 1000 кВт.

Степени защиты от внешних воздействий

Электрические машины имеют различные исполнения по защите от внешних воздействий, которые, с одной стороны, должны обеспечить защиту обслуживающего персонала от прикосновения к токоведущим или вращающимся частям, а с другой – защиту машины от попадания внутрь ее твердых посторонних тел и воды. Согласно рекомендаций МЭК обозначение степеней защиты состоит из букв IP (International, Protection) и следующих за ними цифр. Первая цифра характеризует степени защиты от прикосновения и от проникновения твердых тел в машину. Вторая цифра характеризует степень защиты машины от проникновения воды.

В асинхронных двигателях серии 4А и АИ использованы следующие степени защиты от окружающей среды:

IP23 – электродвигатель, защищенный от попадания твердых тел размером более 12 мм и от дождя (защищенная машина);

IP44 – электродвигатель, защищенный от попадания твердых тел размером более 1 мм и от водных брызг (закрытая машина);

IP54 – электродвигатель полностью защищен от соприкосновения персонала к токоведущим и вращающимся частям; пыль, попадая внутрь машины не нарушает ее нормальную работы; двигатель защищен от водяных брызг (закрытая машина).

Читать еще:  Двигатель 111940 технические характеристики

На рис. 9 приведены принципиальная конструкция асинхронного двигателя закрытого исполнения (степень защиты IP44).

На рис. 10 дана принципиальная конструкция асинхронного двигателя защищенного исполнения (степень защиты IP23).

При выборе асинхронных двигателей для определенного вида привода обязательно следует учитывать степень защиты его от внешних воздействий.

Степень охлаждения

Способы охлаждения электрических машин также стандартизированы в соответствии с рекомендациями МЭК. Обозначение способов охлаждения состоит из букв IC (International, Cooling) и следующей за ними характеристиками цепей охлаждения. При охлаждении воздухом после букв IC следуют цифры, которые указывают на устройство цепи для циркуляции хладоагента и способ его перемещения.

Для асинхронных двигателей серий 4А и АИ используются следующие обозначения способов охлаждения: IC01 – защищенная машина с самовентиляцией; вентилятор расположен на валу машины; IC0141 – закрытая машина, обдуваемая наружным вентилятором, расположенным на валу машины.

6.2 Номинальные режимы работы электродвигателей

По условиям нагревания различают восемь режимов работы электродвигателей, обозначемых S1, S2, … S8.

S1. Продолжительный номинальный режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя τ достигает установившегося значения уст. Под температурой перегрева понимают разность τ=t°-tокр.ср. Идеализированная нагрузочная диаграмма P=f(t) и кривая =f(t) изображены на рис. 6.2.1. В таком режиме работает электропривод таких механизмов, как вентиляторы, насосы, транспортеры.

S2. Номинальный кратковременный режим

Характеризуется тем, что за время кратковременной работы tк с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время отключенного состояния двигатель успевает охладиться до температуры окружающей среды.

Идеализированная нагрузочная диаграмма электропривода и кривая изменения температуры перегрева представлены на рис. 6.2.2. В таком режиме работает, например, электропривод механизмов с моментом сопротивления, обусловленным вязким трением. Длительность кратковременной работы стандартизована и составляет 15, 30, 60, 90 минут.

S3. Номинальный повторно-кратковременный режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева не достигает установившегося значения, а за время паузы, двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Идеализированная нагрузочная диаграмма и кривая =f(t) изображены на рис. 6.2.3. Для характеристики этого режима принят символ ПВ% (продолжительность включения)

.

Используется и понятие относительной продолжительности включения ε

.

Время цикла не должно превышать 10 минут. Стандартные значения ПВ%: 15%, 25%, 40%, 60%.

S4. Номинальный повторно-кратковременный режим с частыми пусками

Характеризуется тем же, что и режим S3, но в этом режиме на нагрев двигателя существенно влияют пусковые потери. Идеализированная нагрузочная диаграмма и кривая =f(t) изображены на рис. 6.2.4.

.

Нормируемые значения ПВ% те же, что и для режима S3. Стандартное число пусков в час 30, 60, 120, 240.

Для этого режима используется также такой показатель, как коэффициент инерции, представляющий отношение суммарного приведенного к валу двигателя момента инерции всей системы электропривода, к моменту инерции ротора или якоря самого двигателя .

Нормированные значения коэффициента инерции 1,2; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10.

S5. Номинальный повторно-кратковременный режим с частыми пусками и электрическим торможением

Этот режим также характеризуется тем же, что и режим S3, но в этом режиме на нагреве двигателя сильно сказываются потери при пуске и торможении.

.

Нормируемы значения ПВ% и числа пусков такие же, что и для режима S4. Значения коэффициента инерции Fу 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 4.

Идеализированная нагрузочная диаграммы и кривая τ(t) приведена на рис. 6.2.5.

S6. Номинальный перемежающийся режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время холостого хода он не охлаждается до температуры окружающей среды. Для обозначения этого режима используется символ ПН% (продолжительность нагрузки)

.

Продолжительность цикла не должна превышать 10 минут. Нормированные значения ПН% = 15, 25, 40, 60%.

Соответствующий график P=f(t) и τ=f(t) изображены на рис. 6.2.6.

S7. Номинальный перемежающийся режим с частыми реверсами

Характеризуется тем, что периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами реверса, причем периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы температура перегрева могли достигнуть установившихся значений. В этом режиме потери при реверсе оказывают существенное влияние на нагрев двигателя, работающего без остановки.

Читать еще:  Что значит цилиндровый двигатель

Числом реверсов в час 30, 60, 120, 240. Коэффициентом инерции такой же, что и в режиме S5.

Идеализированная нагрузочная диаграммы и кривая τ=f(t) приведена на рис. 6.2.7.

S8. Номинальный перемежающийся режим с двумя и более скоростями

Это режим, при котором периоды с одной нагрузкой и соответствующей ей угловой скорости чередуются с периодами работы с другой нагрузкой и соответствующей ей угловой скорости.

Потери энергии при переходе с одной скорости на другую в этом случае оказывают существенное влияние на нагрев двигателя, но периоды нагрузки на каждой из угловых скоростей не настолько длительны, чтобы температура перегрева двигателя могла достичь установившегося значения.

Данный режим характеризуется числом циклов в час, коэффициентом инерции и продолжительностью нагрузки на отдельных участках работы

Нормированные значения числа циклов в час: 30, 60; 120, 240. Коэффициент инерции: 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 4.

Режимы работы двигателей. Нагрузочные диаграммы электроприводов

При выборе мощности и типа двигателя, а также аппаратуры управления важную роль играет режим работы двигателя, который обуславливается характером нагрузки, создаваемой рабочей машиной.

Нагрузочная диаграмма электропривода представляет собой зависимость нагрузки электропривода от времени.

ГОСТом предусматривается восемь номинальных режимов работы электрических машин с условными обозначениями от S1 до S8.

Номинальным режимом работы электрической машины называют режим работы, для которого рабочая машина предназначается предприятием-изготовителем и который указан на щитке машины.

Основными номинальными режимами работы электродвигателей являются: продолжительный S1, кратковременный S2, повторно-кратковременный S3.

Продолжительным номинальным режимом работы (S1) называется режим работы двигателя при неизменной нагрузке, продолжающийся столько времени, что превышение температуры всех частей двигателя достигает установившихся значений (рис.4.3а, где Р, DР, t 0 С – соответственно мощность на валу двигателя, мощность потерь и температура превышения).

Температуру считают установившейся, если в течение часа работы двигателя она увеличивается не более чем на 1 0 . Такое состояние в электродвигателе наступает при работе с постоянной нагрузкой в течение времени н. Продолжительная работа характерна для большинства сельскохозяйственных машин: насосов, вентиляторов, молотилок, зерноочистительныех машин, большинства станков в ремонтных мастерских и т.д.

Кратковременным номинальным режимом работы (S2) называется режим работы двигателя, при котором рабочие периоды с неизменной номинальной нагрузкой чередуются с периодами отключения машины; при этом периоды нагрузки (рабочие периоды) недлительны и превышение температуры не достигает установившегося значения, а периоды паузы позволяют двигателю охладиться до температуры окружающей среды (рис.4.3б).

Промышленность выпускает электродвигатели со стандартной продолжительностью рабочего периода 10, 30, 60 и 90 мин. В кратковременном режиме работает электропривод, например, механизма поворота лотков в инкубаторе, транспортеров по уборке навоза, раздаче кормов, подъема щитов плотин в системах полива и др.

Рис.4.3. Графики, характеризующие основные номинальные режимы работы электродвигателей: а — продолжительный S1; б – кратковременный S2; в — повторно-кратковременный S3

Повторно-кратковременным режимом работы (S3) называется режим работы двигателя, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки tр (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины tп (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышение температуры могло достигнуть установившихся значений как при нагреве, так и при охлаждении (рис.4.3в).

Повторно-кратковременный режим характеризуется длительностью цикла, коэффициентом относительной продолжительности рабочего периода

(4.7)

и относительной продолжительностью включения (ПВ):

(4.8)

Длительность одного рабочего цикла

где tц, tр, tп – соответственно продолжительность цикла, рабочего периода и паузы.

ГОСТом установлено, что для данного режима работы продолжительность цикла не превышает 10 мин и относительная продолжительность включения ПВ=15, 25, 40 и 60%. Примером электропривода с повторно-кратковременным режимом работы является электропривод подъемно-транспортных механизмов.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector