Режимы работы электрических машин

На статоре четыре обмотки под углом 90 градусов

Схема включения: Обмотки размещаются не в пазах, а в специальных держателях, выполненных из синтетического электроизоляционного материала. Обмотки имеют низкое значение индуктивности рассеяния, поэтому коммутация с помощью транзисторных ключей более благоприятна. Также имеются два датчика Холла, которые возбуждаются (HG1,HG2) постоянными магнитами ротора двигателя.

Нагрев электрической машины зависит от режима её работы, то есть от соотношения длительности периодов работы и пауз между ними, от частоты включения электрических машин и характера протекания переходных процессов. Для различных режимов работы ГОСТ устанавливает следующие термины:

Практически неизменённая нагрузка машины – нагрузка, при которой отклонение тока и напряжения, мощности от заданного режима не превышает ± 3 процента, а тока возбуждения и частоты не более 1 процента.

Практически неизменная температура охлаждающей среды – это температура изменяющаяся в течении 1 часа не более чем на 1 градус (газообразная среда) или температура охлаждающей жидкости, изменяющаяся за 1 час не более чем на 0,5 градусов.

Практически установившаяся температура частей электрического двигателя – температура, изменение которой за 1 час не более 1 градуса при условии, что нагрузка и температура охлаждающей среды остаются практически неизменными.

Практически повторяющаяся температура части электрических машин при повторно- кратковременных или перемещающихся режимах работ – температура в конце рабочего периода или в конце паузы, изменение которой от одного рабочего периода к другому не более 2 градусов в течении 1 часа при условии что нагрузка, продолжительность включений, температуры охлаждающей среды остаются практически неизменными.

S1- продолжительный режим- режим, при котором время работы машины при практически неизменной нагрузке и температуре охлаждающей среды достаточно для нагрева всех ее частей до практически установившейся температуре.

Режим характеризуется неизменными потерями в течении всего времени работы машины рисунок 9.1.

N- полная мощность (нагрузка) SP- потери

t- врем

Рисунок 9.1 n- температура

S2 – кратковременный режим – режим, при котором периоды неизменной нагрузки чередуются с периодами отключения машины. Причём за время работы температура частей машины не успевает достигнуть установившегося значения, а за время пауз (отключение машины) электрическая машина охлаждается до практически холодного состояния (не более 1 градуса от температуры охлаждающей среды) рисунок 9.2.

Рисунок 9.2

Длительность периодов работы в S2 – 10,30,60,90 минут (по ГОСТ).

Она должна быть указана в условном обозначении режима работы, например S2- 30 минут.

Повторно-кратковременный режим (S3,S4,S5.) – отличается от S2 регламентированными продолжительностью включений пол неизменную нагрузку и продолжительностью пауз, причем температура работы ниже температуры до нагрева ЭМ до установившейся температуры, а температура пауз ниже температуры остывания до холодного состояния.

Продолжительность включений (ПВ) устанавливается в процентах цикла работы (t_ц=t_раб+t_пауз)

ПВ= 15,25,40 и 60% продолжительности одного цикла

В режиме S3 температура цикла = 10 минут, работа ЭМ и паузы периодически чередуются.

N,R – время работы и паузы (сек.)

Рисунок 9.3

Пример обозначения S3- 40 процентов

Для S3 предполагается отсутствие влияния на нагрев машины увеличения потерь за время пуска, так как время пуска меньше времени работы.

S4- повторно- кратковременный режим, который определяет эксплуатацию ЭМ с частыми пусками.

Рисунок 9.4

Длительность одного цикла определяется числом включений в час 30, 60, 120 и 240 при определённом коэффициенте инерции.

FI – отношение суммы момента инерции ротора и приведенного к валу ЭД момента инерции приведённого механизма к моменту инерции ротора.

Пример обозначения: S4- 25 процентов, 120 включений в час, FI- 2,0

Это значит, что ЭД при FI=2 рассчитан на работу при 120 включениях в час, длительность каждого цикла составляет 60/120=0,5 минут, из которых время пуска (Д) и время работы (N) составляет 25%, то есть 7,5 секунд, а время паузы (R)- 22,5 секунд.

S5- повтороно-кратковременный режим с частыми пусками и электрическим торможением- в конце каждого цикла происходит торможение ЭД.

Рисунок 9.5

FI=1,2; 1,6; 2,0; 2,5 и 4,0

D-время пуска;

N-время работы;

F-время электрического торможения;

R-пауза.

Перемежщающийся режим - (S6,S7,S8)- периоды работы при определённой нагрузке и частоте вращения чередуются с периодами холостого хода ЭД или реверсами при электрическом торможении, или с работой при другой частоте вращения.

Продолжительность работы с неизменной нагрузкой определяется в % длительности одного цикла.

ПН=15, 25, 40 и 60%

S6- длительность одного цикла 10 минут, влияние пусковых потерь на нагрев частей ЭД не учитывается.

Нагрузка ЭД перемежается вместе с холостым ходом ЭД.

Рисунок 9.6

, где N- время работы с неизменной нагрузкой

V – время холостого хода.

S7- перемежающийся режим с частыми реверсами при электрическом торможении длительность цикла определяется числом включений в час – 30, 60, 120 или 240 при FI= 1,2;1,6;2,0;2,5; и 4,0

Рисунок 9.7

Из-за малой длительности неизменной нагрузки потери в пусковые периоды и во время реверсов оказывают существенное влияние на нагрев частей двигателя. Пример S7-120 вкл. В час, FI-2,5. S8 – перемещающийся режим с двумя и более частотами вращения – определена последовательная смена периодов работы с const нагрузкой на одной частоте, периодами работы на другой частоте вращения с другой постоянной нагрузкой. Режим определяется числом циклов в час. -30,60,120,240. FI= 1,2; 1,6;2,0;2,5 и 4,0 и продолжительностью нагрузки на каждой частоте (9ПН1,ПН2,…..) в %. Изменение потерь ЭД при переходе на другую частоту вращения с другой нагрузкой и при Эл. Торможении оказывает большое влияние на нагрев. Кроме основных режимов работы ЭМ (S1-S8) по ГОСТ 183-74 можно выделить.

1. режим кратковременной нагрузки с малой продолжительностью рабочего цикла. (10 мин.) – частый случай режимов S2,S3 отличается от них, тем что t_раб»t_пуска, потери в ЭД надо рассматривать как f(t), а некак const.

2. режим чередующихся реверсов – относится к режиму S7, но отличается гот него симметричным графиком мощности при различном направлении вращения, t_раб»t_{реверса} отсюда апериодические составляющие I и Ф надо учитывать при расчёте потерь.

3. режим стохастический (случайной) нагрузки характерен для бурильного оборудования и характеризуется вероятностными характеристиками момента нагрузки (сопротивление)на валу. Для этого режима характерно то, что все переменные ЭД – ток, потери, КПД, cos j и другие характеризуются средними значениями и диапазоном случайного своего изменения.

Дата добавления: 2014-01-13