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

Что такое проверка двигателя по нагреву

5.2 Проверка электродвигателя по нагреву

Проверку электродвигателя по нагреву проводим методом эквивалентного момента:

Так как: , то двигатель проходит по нагреву.

Делись добром 😉

  • Введение
  • 1. Исходные данные
  • 2. Описание детали
  • 3. Выбор станка
  • 4. Расчет и построение нагрузочной диаграммы главного электропривода
  • 4.1 Выбор электродвигателя главного электропривода
  • 4.2 Проверка электродвигателя главного электропривода по нагреву
  • 4.3 Построение нагрузочной диаграммы главного электропривода
  • 5. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы электропривода подачи
  • 5.1 Выбор электродвигателя подачи
  • 5.2 Проверка электродвигателя по нагреву
  • 5.3 Построение нагрузочной диаграммы и тахограммы привода подачи
  • Список используемой литературы

Похожие главы из других работ:

3.6 Проверка выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности

Упрощенная нагрузочная диаграмма электропривода используется для проверки двигателя по нагреву и перегрузочной способности. Электропривод работает в циклическом режиме с переменной нагрузкой.

1.2 Проверка двигателя по нагреву

Для проверки двигателя по нагреву используем метод эквивалентного момента. Используя нагрузочную диаграмму находим эквивалентный по нагреву момент за цикл работы привода. Для нормального теплового состояния двигателя необходимо.

1.4.4 Проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности

В данном случае, исходя из требований к электроприводу (см. пункт 1.3), для стана «630» требуется широкий диапазон регулирования скорости, что подразумевает двухзонное регулирование скорости с ослаблением потока возбуждения во второй зоне.

1.3 Проверка выбранного двигателя по нагреву

Выбор АД гарантирует, что данный двигатель при заданном графике нагрузки удовлетворяет требованиям по нагреву, однако проведем проверку. Проверка по нагреву производится по методу средних потерь.

4.2 Проверка электродвигателя главного электропривода по нагреву

Коэффициент загрузки электродвигателя на i-ой операции: КПД двигателя при выполнении i-ой операции: Потери мощности на валу электродвигателя шпинделя: Средняя потеря мощности на валу электродвигателя шпинделя: Номинальная потеря мощности на.

5. Проверка двигателя по нагреву

Цель расчёта Проверка двигателя по нагреву методом эквивалентного момента. Расчёт Расчёт производится согласно методике, описанной в литературе [4]. Приведённый момент инерции поступательно движущихся масс Jст, кг/м2. ;(5.1) ; кг/м2.

3.4 Проверка двигателя по нагреву

Для проверки выбранного двигателя по нагреву используем метод эквивалентного момента. Используя нагрузочную диаграмму двигателя, определяем эквивалентный по нагреву момент за время работы в цикле.

4.1.2 Проверка двигателя по нагреву

Произведем вычисление номинального момента двигателя поворота по по выражению, представленному ниже: (Н м) Общее передаточное число двигателя поворота находится по выражению.

3.5 Проверка выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности

По нагрузочной диаграмме двигатель проверяется по перегрузочной способности: . (3.28) Максимально допустимый момент асинхронного двигателя принимаем с учетом возможного снижения напряжения питающей сети на 10%, тогда: , (3.

2.1 Выбор мощности электродвигателя лифта и его проверка по нагреву

Пассажирские подъемники в жилых и административных зданиях выполняются с противовесом. При высоте кабины свыше 50 м противовес и кабина соединяются, кроме основных несущих канатов, уравновешивающими канатами.

7. Проверка двигателя но нагреву

При работе двигателя источником его нагрева являются как токоведущие элементы якорной цепи, так и обмотка возбуждения. Допустимая величина нагрева нормируется материалами электрических и магнитных цепей машины. классом изоляции обмоток.

5. Предварительная проверка двигателя по производительности и нагреву

Целями предварительной проверки являются: — изучение приближенных способов оценки времени переходных процессов; — уточнение нагрузочных диаграмм момента и скорости двигателя с учетом момента инерции предварительно выбранного двигателя; -.

12. Выбор резисторов и проверка их по нагреву

Выбор резисторов для силовых цепей двигателя производится на основе данных электрического расчета их величин и нагрузочных диаграмм токов. Сначала по величине сопротивлений пусковых и тормозных резисторов выбираются ящики резисторов.

Проверка электропривода по производительности; проверка двигателя по нагреву и по перегрузочной способности

Проверка на заданную производительность состоит в сравнении рассчитанного времени работы электропривода с заданным временем.

1.4 Проверочный расчет электродвигателя по нагреву

Определим эквивалентный момент по данным динамической нагрузочной диаграммы Коэффициенты, учитывающие ухудшение условий охлаждения двигателя при пусках и торможениях Эквивалентная мощность.

Проверка двигателей по нагреву в продолжительном режиме

Если известна нагрузочная диаграмма двигателя и его тепловые параметры, то можно построить график t (t) и, оценив действительный перегрев, сравнить его с допустимым. Этот путь весьма громоздок, в связи с чем на практике пользуются упрощенными приемами, основанными на косвенной оценке перегрева. В основе этих приемов лежит метод средних потерь .

Пусть нагрузочная диаграмма двигателя имеет циклический характер, а момент в каждом цикле не остается неизменным, т.е. двигатель работает с переменной нагрузкой (режимы S6 , S7 или S8 ).

Рассмотрим “далекий” цикл, в котором тепловые процессы в двигателе установились, т.е. температуры перегрева в начале и в конце цикла равны, а в течение цикла t изменяется около среднего уровня t ср . Равенство температур перегрева в начале и конце цикла свидетельствует о том, что количество тепла, запасенное в двигателе к началу цикла, не отличается от количества тепла, запасенного в двигателе в конце цикла, т.е. тепло в двигателе не запасается. Это значит, что все выделившееся за цикл тепло отводится в окружающую среду., т.е.

Читать еще:  Что то стучит в двигателе мото

(11)

Уравнение (11), выражающее закон сохранения энергии в интегральной форме, можно записать в следующем виде:

, (12)

т.е. средняя за цикл мощность потерь пропорциональна средней температуре перегрева .

Для номинального режима, в соответствии с (6) имеем:

, (13)

где D Р н – номинальная мощность потерь;

Р н – номинальная мощность двигателя;

h н – номинальный КПД двигателя;

t н = t доп — номинальная (допустимая) температура перегрева двигателя.

Сравнивая (12) и (13), легко прийти к формулировке метода средних потерь: если средняя за цикл мощность потерь не превосходит номинальную мощность потерь , т.е.

,

то средняя температура перегрева не превышает допустимую

.

Пусть нагрузочная диаграмма, построенная для предварительно выбранного двигателя, имеет вид, представленный на рис. 9. Для каждого уровня нагрузки двигателя (на каждом участке диаграммы) вычислим мощность P i = M i w i по кривой h ( Р/Р н ) определим значение КПД h i , и найдем потери

Рис. 9. Нагрузочная диаграмма и кривая t (t) для “далекого” цикла

Затем вычислим средние потери:

(в примере n = 3) и сравним их с D Р н . Если D Р ср Ј D Р н , двигатель выбран правильно.

Если при сопоставлении средних потерь за цикл с номинальными потерями окажется, что D Р ср > D Р н , то двигатель будет перегреваться, что недопустимо. Наоборот, при D Р ср D Р н двигатель будет плохо использован по нагреву. В обоих случаях необходимо выбрать другой двигатель, перестроить нагрузочную диаграмму и вновь проверить двигатель по нагреву путем сопоставления средних потерь при переменном графике нагрузки с номинальными потерями при постоянной нагрузке.

Метод средних потерь позволяет оценивать среднюю температуру перегрева, не прибегая к построению t (t) . Действительная температура отличается от средней, однако, если выполняется условие

то эта разница будет весьма малой. Условие (14) является необходимым при использовании метода средних потерь .

Метод средних потерь требует знания кривой КПД двигателя в функции его нагрузки и предварительного определения потерь на каждом из участков графика, что вносит некоторые усложнения в расчет. Если в распоряжении расчетчика в результате построения нагрузочной диаграммы имеются кривые тока в функции времени, то при некоторых условиях можно произвести проверку двигателя по нагреву без вычисления потерь, воспользовавшись методом эквивалентного тока .

В соответствии с (6.8) потери в двигателе можно рассматривать как сумму постоянных потерь k , не зависящих от нагрузки, и переменных I 2 R , всецело определяемых нагрузкой.

Назовем эквивалентным током такой неизменяющийся ток, при работе с которым в электрическом двигателе выделяются потери, равные средним потерям при переменном графике нагрузки, т.е.

(15)

Средняя мощность потерь за цикл при переменном графике нагрузки двигателя и продолжительном режиме работы

Выразив потери на каждом из участков графика D Р i через постоянную и переменную составляющие и заменив средние потери их значением через эквивалентный ток, получим :

Открыв скобки и сгруппировав постоянные и переменные потери, получим:

откуда эквивалентный ток при переменном графике нагрузки

(16)

или в общем случае

(17)

Вычисленный таким образом эквивалентный ток сопоставляется с номинальным током предварительно выбранного двигателя и если окажется, что I экв Ј I н , то двигатель удовлетворяет требованиям нагрева.

Метод эквивалентного тока, как и метод средних потерь, основан на допущении близости среднего за цикл и максимального перегревов. Это допущение не влечет за собой существенной погрешности, если выполнено условие (14). Кроме того, метод эквивалентного тока исходит из предположения независимости потерь в стали и механических от нагрузки и предполагает постоянство величины сопротивления главной цепи двигателя на всех участках заданного графика нагрузки. Следовательно, в случаях, когда k № const (например, когда асинхронный двигатель работает при изменяющемся напряжении) или R № const (асинхронный двигатель с глубоким пазом или двойной клеткой в режиме переменного скольжения), метод эквивалентного тока может привести к существенным погрешностям.

В ряде случаев при проверке двигателя по нагреву удобно пользоваться графиком момента, развиваемого двигателем, в функции времени. Если поток двигателя при этом постоянен, то между моментом и током существует прямая пропорциональность (М = сI) . В этих случаях возможна проверка двигателя по эквивалентному моменту, который для ступенчатого графика вычисляется по формуле

(18)

Величина эквивалентного момента сопоставляется с номинальным моментом, и если М экв Ј М н , то двигатель удовлетворяет требованиям нагрева.

Метод эквивалентного момента применим для проверки по нагреву синхронных и асинхронных двигателей нормального исполнения и двигателей независимого возбуждения при работе с номинальным потоком.

Если нагрузочная диаграмма двигателя задана в виде графика мощности, то проверка двигателя по нагреву на основе заданного графика может быть произведена непосредственно лишь в случаях, когда между мощностью и током существует прямая пропорциональность, что имеет место при работе двигателя с постоянным потоком и скоростью.

Читать еще:  Гранта 219110 какой двигатель

Для ступенчатого графика эквивалентная мощность вычисляется по формуле

(19)

и сравнивается с номинальной мощностью двигателя; проверяется выполнение условия Р экв Ј Р н .

Проверка двигателей по нагреву. Методы эквивалентных величин

Лекция 15

Цель: научиться выбирать мощность двигателя для различных видов нагрузки.

Проверка двигателей по нагреву в продолжительном режиме работы может проводиться методом средних потерь.Пусть нагрузочная диаграмма носит циклический характер и имеет вид, представленный на рисунке 7. В таком случае количество тепла, запасенное в начале цикла, не отличается от количества тепла, запасенного в двигателе в конце цикла, т.е. все выделившееся за цикл тепло отводится в окружающую среду:

, (15.1)

Средняя за цикл мощность потерь пропорциональна средней температуре перегрева. Для номинального режима

. (15.2)

∆РН номинальная мощность потерь, равная

, (15.3)

где РН – номинальная мощность двигателя;

ηН – номинальный КПД двигателя;

τН = τДОП – номинальная (допустимая) температура перегрева двигателя.

Сравнивая (12.1) и (12.2), приходим к формулировке метода средних потерь. Если средняя за цикл мощность потерь не превосходит номинальную мощность потерь (∆РСР ≤ ∆РН), то средняя температура перегрева не превышает допустимую ( τСРτН = τДОП). Последовательность проверки следующая. Для каждого уровня нагрузки двигателя (рисунок 15.1) по кривой η(М) определим значение КПД ηi , вычислим мощность Pi =Miωi и определим потери

.

Затем вычислим средние потери

(в примере n=3) и сравним их с ∆РН , определенными по (15.3). Если ∆РСР ≤ ∆РН , двигатель выбран правильно. Если окажется, что ∆РСР > ∆РН , двигатель будет перегреваться, что недопустимо. Если же ∆РСР « ∆РН , двигатель будет плохо использован по нагреву. В обоих случаях необходимо выбрать другую мощность двигателя, перестроить нагрузочную диаграмму и вновь провести проверку.

Если в распоряжении расчетчика в результате построения нагрузочной диаграммы имеются кривые тока I(t), проверку двигателя по нагреву можно провести без вычисления потерь, используя метод эквивалентного тока.

Потери в ЭД можно рассматривать как сумму постоянных потерь k, не зависящих от нагрузки и переменных потерь I 2 R, целиком определяемых нагрузкой

.

К постоянным потерям относятся механические, вентиляционные и потери в стали, которые зависят от напряжения, скорости и т.п. , и практически не зависят от нагрузки.

Назовем эквивалентным током такой неизменяющийся по величине ток, при работе с которым в электрическом двигателе выделяются потери, равные средним потерям при переменном графике нагрузки, т.е.

.

Средняя мощность потерь за цикл при переменном графике нагрузки двигателя и продолжительном режиме работы

.

Выразив потери на каждом участке графика через постоянную и переменную составляющие и заменив средние потери их значением через эквивалентный ток, получим

.

Открыв скобки и сгруппировав постоянные и переменные потери, получим

,

откуда эквивалентный ток при переменном графике нагрузки

,

или, в общем случае

.

Вычисленный таким образом ток сопоставляется с номинальным током выбранного двигателя, и при IЭКВ ≤ IН двигатель удовлетворяет условиям нагрева.

Если магнитный поток ЭД в цикле постоянен, то, учитывая, что М = cI, который вычисляется по формуле

Условие проверки по нагреву — МЭКВ ≤ МН .

При нагрузочной диаграмме, заданной в виде графика мощности, и при работе ЭД с постоянным потоком ипрактически постоянной скоростью, можно использовать метод эквивалентной мощности, вычисляемой, как

.

В этом случае условие проверки по нагреву — РЭКВ ≤ РН .

Для проверки двигателей по нагреву в повторно – кратковременном режиме (ПКР) работыиспользуетсяпонятие относительной продолжительности включения (ПВ) – отношения суммы времени работы двигателя ко времени цикла

Для работы в ПКР используются специальные серии электродвигателей. Стандартом установлены пять значений ПВ: 15, 25, 40, 60 и 100%, для которых завод – изготовитель определяет номинальную мощность, ток и т.п. и дает эти величины в каталогах. Нам остается привести реальный график к идеальному, стандартному, приведя эквивалентный рабочий ток при заданной ПВ Iε к рабочему току при ближайшем при стандартном значении ПВ IεC

.

Полученный таким образом рабочий ток IεC, приведенный к стандартному значению ПВ, сопоставляется с номинальным током двигателя при том же значении εС и если IεC,IН, то двигатель удовлетворяет требованиям нагрева.

Двигатели, работающие в кратковременном режиме (КР), обычно недоиспользованы в тепловом отношении, поэтому их выбор и проверка производится по перегрузочной способности. Если ЭД выбирается из серии, специально предназначенной для работы в КР, то приводят реальную нагрузочную диаграмму к расчетной и сравнивают полученные величины (ток, момент) с указанными в каталоге для данного расчетного режима.

Проверка двигателей по нагреву прямым методом

Электрический двигатель при работе может нагреваться лишь до определенной, допустимой температуры, определяемой в пер­вую очередь нагревостойкостью применяемых изоляционных ма­териалов. Соблюдение установленных заводом-изготовителем ог­раничений по допустимой температуре нагрева, заложенных в пас­портные данные двигателя, обеспечивает нормативный срок его службы в пределах 15-20 лет. Превышение допустимой темпера­туры ведет к преждевременному разрушению изоляции обмоток и сокращению срока службы электрических двигателей. Так, превы­шение допустимой температуры нагрева на 8 о -10 о С сокращает срок службы изоляции класса А вдвое.

Читать еще:  4ре что за двигатель

В современных двигателях применяется изоляция нескольких классов, допустимая (нормативная) температура нагрева которой составляет: класса А — до 105°С, Е — до 120°С, В — до 130°С, F — до 155°С, Н — до 180°С, С — свыше 180°С.

В настоящее время при изготовлении электрических двигателей применяется в основном изоляция классов В, F и Сущность проверки двигателя по нагреву состоит в сопоставле­нии допустимой для него температуры с его температурой при ра­боте. Очевидно, что если рабочая температура не превышает допу­стимую, то двигатель работает в допустимом тепловом режиме, и наоборот. Обычно оценивается не абсолютная температура, а так называемый перегрев τ, который представляет собой разность тем­ператур двигателя t о и окружающей среды t о o.с

τ = t о — t о o.c.

При выполнении тепловых расчетов берется стандартная тем­пература окружающей среды, равная 40 °С, которой соответствует номинальная мощность двигателя, указанная на его щитке. При более низкой температуре окружающей среды двигатель может быть нагружен несколько выше номинальной мощности, а при более вы­сокой температуре его нагрузка должна быть снижена или следует предпринять меры по дополнительному его охлаждению или заме­не на более мощный двигатель.

Двигатель будет работать в допустимом тепловом режиме при выполнении условия

В связи с трудностью проведения точного анализа при иссле­довании тепловых процессов в двигателях обычно принимаются следующие допущения: двигатель рассматривается как однород­ное тело, имеющее бесконечно большую теплопроводность и оди­наковую температуру во всех своих точках; теплоотдача во вне­шнюю среду пропорциональна первой степени разности темпера­тур двигателя и окружающей среды; окружающая среда обладает бесконечно большой теплоемкостью, т.е. в процессе нагрева дви­гателя ее температура не изменяется; теплоемкость двигателя и ко­эффициент его теплоотдачи не зависят от температуры. При этих условиях можно записать следующее исходное уравнение тепло­вого баланса:

ΔPdt = Aτdt + Cdτ,

где ΔP — потери мощности в двигателе, Вт; А — теплоотдача двига­теля, Дж/(с∙°С);

С — теплоемкость двигателя, Дж/°С.

Решение уравнения теплового баланса имеет вид

где τуст = ΔР/А — установившееся превышение температуры двига­теля, о С;

Тт = С/А — тепловая постоянная времени нагрева или ох­лаждения двигателя, с; τнач — начальный перегрев двигателя, °С.

Выражение (266) может быть использовано для исследования теплового режима двигателя, как при его нагреве, так и при охлаж­дении. Необходимо лишь подставлять соответствующие значения τуст, τнач и соответствующую тепловую постоянную времени Тт — на­грева или охлаждения.

Процессы нагрева и охлаждения некоторых типов двигателей могут характеризоваться различными тепловыми постоянными вре­мени. Связано это с тем, что тепловая постоянная времени, харак­теризующая процесс изменения температуры, обратно пропорцио­нальна теплоотдаче двигателя. Поэтому если при охлаждении дви­гателя, вызванном его остановом, условия его теплоотдачи изме­няются, то изменяется и постоянная времени.

Количественно ухудшение теплоотдачи характеризуется коэф­фициентом ухудшения теплоотдачи при неподвижном роторе

где А, Ан — теплоотдача соответственно при неподвижном двигате­ле и номинальной скорости его вращения.

Приведем примерные значения коэффициента β для двигателей:

— с независимой вентиляцией ……………1,0;

— без принудительного охлаждения ……..0,95. 0,98;

— самовентилируемых …………………..0,45. 0,55;

— защищенных самовентилируемых ……..0,25. 0,35.

Постоянная времени охлаждения двигателя Т с учетом (267) свя­зана с постоянной времени нагрева Тн следующим соотношением: Т = Tн. Так как β Тн, т.е. охлаждение неподвижного двигателя происходит медленнее, чем нагрев.

Время достижения перегревом своего устано­вившегося значения зависит от постоянной времени нагрева дви­гателя. Так как теплоемкость двигателя пропорциональна его объему, а теплоотдача — площади поверхности, то двигатели боль­шей мощности, имеющие большие габаритные размеры, имеют, как правило, и большую постоянную времени нагрева. Обычно постоянная времени нагрева лежит в пределах от нескольких ми­нут до нескольких часов.

Порядок проверки электродвигателей по нагреву прямым мето­дом состоит в следующем. По графику нагрузки двигателя опреде­ляются потери мощности на отдельных участках цикла работы и на­ходятся значения установившегося перегрева на каждом из них по формуле τуст i = ΔРi/Аi. Далее для участков работы (нагрева) и пауз (охлаждения) двигателя определяют­ся постоянные времени нагрева и ох­лаждения. Затем по формуле (266) для каждого участка цикла строится кривая перегрева τ(t), при этом на­чальным значением τначi на каждом участке является конечное значение τкон (i-1) на предыдущем участке.

По построенной таким образом кривой перегрева τ(t) находится его максимальное или среднее значение и проверяется выполнение условия (266).

Дата добавления: 2019-02-08 ; просмотров: 626 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector