Таблица 6.14. Классы нагревостойкоств взоляцвв алектродавгателей

90 105

120 1,30

155 ISO

те 180

Освоввые группы эдектроизодяцвонвых матервалов, соответствуюшвх а аннону классу вагревостойкостя

Водокввстые иатерналы ка целлюлозы, хлопка к натурального шелка, ке-пропитанные в непогруженные в жидкий злектровзоляцаоввый натервад, и т. п.

Водокввстые материалы из целлюлозы, хлопка ВДВ яатураяьвого, яскус-ствеиного в сянтетвиеского шелка, пропнтанвые вдв погруженные в жвд-кий здектроваоляцвоввый материал, и т. п.

Синтетические оргаввческне материалы (плевки, волоква, смолы, компаунды в др.)

Материалы и основе слюда (в тон числе на оргаввческвх подложках), асбеста в стекловолоква. прнненвеыые с органическими свнаующвми в пропитывающими соотаванн, и т. п.

Материалы ва основе слюды, асбеста в стекловолоква, првмевиеняе в со-четанвн с сннтетвческвнв свиаующимв в пропвтывающвнв составами, и Т. п.

Материалы на основа слюды, асбеста, стекловолоква, првмевненые в сочета-ввв с крннайорраввческвнв связую-щвнв и пропитавающныв составами, кремивйорраввческве вдаетомеры и т. п.

Слюда, керамические материалы, фарфор, стекло, кварц влв вх конбв-вапвв, применяемые без связующих влв с неорганическими в элемеитоор-гавическвмв составами, и с. п.

рое определяется классом нагревостойкости последвей. В табл. 5.14 приведены в соот-ветсгвнн с ГОСТ 8865-70 (СТ СЭВ 7-77) значения - предельно допускаемой температуры электроизоляционных матналов, применяемых пря изготовлении электрических машин. ГГри указанных температурах изоляции обеспечиваются технихо-вкономв-чески целесообразные cpioKH службы электрооборудования в случае работы последнего в нормальных для данного вида оборудования эксплуатационных условиях. Для электродвигателей имеется в виду работа в воздушной среде прн температуре не более 40 °С и высоте над уровнем моря не более 1000 м. Очевидно,

доп-

вдов-во=вдоп-4ас

в случае Постоянной нагрузки прн ее длительности > (3-*-4)

►уст

зДРт/Л.

(5.4)

Прн переменной нагрузке Тто * зависит как от значения нагрузки (соответственно нотерь в двигателе), так и от длительности действия различных ступеней naipysKH. Если переменная нагрузка носит циклический характер с периодом Гц, то она может быть представлена в виде ряда Фурье:

ДРт it) АРт. ср+ II ДРт. * sin (kQjt+ii),

где ДРт.ср=: \ APr(t)dt = -= 7-

-среднее значение мощности тепловых потерь за рабочий цикл; й -номер гармонической составляющей, fe=l, 2, 3 ...; Qi=2n/Tn - круговая частота первой гармоники; АРт,]ь=<

= +Ц-амплитуда А-й гармоники мощности тепловых потерь;

о* = А J A/>(Qco8feQifrf<3

fc=arctg фазовый угол сдавга *-й гармоники.

Прв таком представлении ДЯ(0 взке-невне превышения тшпературы может бысь определево по формуле

At.t

-е~*/ 81п{ф4-ф )],

гдеф*=агс1Е-Ти.

Для рабочего цикла, отдалеввого от начала работы, когда t > ЗГд, прн условии Ти< Тя, т. е. (2йяГа/Гц) > 1, можно записать:

т(0 =

&Рг.

&р.

т*

А 2АяГ

В приведенном выражевин первое слагаемое правой части представляет собой превышение температуры, обусловленное средней за рабочий цикл мощностью тепловых переменных потерь, второе - сумму, обусловленную гармоническими составляющими той же мощности. В [6.1] показано, что при 7а/7н!0,2 можно пренебречь вторы слагаемым. Прн этом тгрешвость в определении Тдм не превнкят 6%.

Таким образом, при псремеивой циклической нагрузке и прн усдовни Гд

Выбор алектродвигателей

[Раая. 5

В тех случаях, когда в процессе работы электропривода изменяется его скорость, теплоотдача двигателя может также изменяться. Со снижением скорости теплоотдача снижается, особенно у двигателей с самовентиляцией, что характеризуется коэффициентом ухудшения теплоотдачи

(5.8)

где At

Л1 в А - соответственно теплоотдача при i-й и номинальной скоростях двигателя.

Прн работе электропривода в циклическом режиме (Гц < Гн) со ступенчатыми анаграммами нагрузки и скорости

Aktl

(5.9)

Из (5.4), (5.7) и (5.9) следует, что для онределення максимального превышения температуры двигателя необходимо знать мощность тепловых потерь в нем и характер их изменения. Сопоставление этих потерь с допустимыми потерями для данного двигателя позволяет осуществить косвенную оценку температурного режима. Очевидно, что максимально допустимые потери мощности двигателя соответствуют его номинальному ре-ясиму работы.

5.3.3. Но шиал1Шые режимы рабЬты электродвигателей

Под номинальным режимом работы электрической машины понимается режим, для которого она предназначена предприятием-изготовителем (ГОСТ 17154-71). Для этого режима в каталогах и паспорте двигателя указываются: номинальная полезная механическая мощность на валу, Вт, кВт или МВт; номинальное напряжение, В, кВ (в том числе номинальное напряжение системы возбуждения, номинальное напряжение ротора АД с контактными кольцами); номинальный ток, А, кА (в том числе ток возбуждения, ток ротора); номинальная частота вращения, об/мин (или Номинальная угловаи скорость, рад/с); номинальный КПД, %; номинальный коэффициент мощности.

В соответствии с ГОСТ 183-74 (СТ СЭВ 1346-78) установлено восемь номинальных режимов рабош электрических машии, которые имеют условные обозначения S1-S8 и определяются следующим образом.

S1. Режим щюдолжительной нагрузки - работа прн постоянной нагрузке, достаточно длительная для достижения теплового равновесия, т. е. температура всех частей электрической машины достигает установившегося значения. Соответствующие этому режиму, диаграммы изменения нагрузки М юлеаного механического момшта на валу двигателя), мощности тепловых потерь ДР в температуры б показаны на рис. 5.4.

S2. Режим кратковремеивой иаг9зкя -

работа при постоянной нагрузке в течение заданного времени, меньшего, чем требуется для получения теплового равновесия, с последующим отключенным неподаижным состоянием, имеющим достаточную продолжительность для достижения машиной температуры

Рис. 9.4. Диаграммы полезного момента М, мощности тепловых потерь iP,j и температуры двигателя t прн работе в режиме S1.

Рис. S.5. Диаграммы М, ЛР н в прн работе двигателя в режиму S3.

окружающей среды. Характеризующей величиной является продолжительность кратковременной работы. Определяются следующие значения продоллсительности кратковременной работы: 10, 30, 60 и 90 мин. Соответствующие режиму S2 диаграммы показаны на рнс. 5.5.

53. Режим повторно-краткаврементйиа-грузки - последовательность идентичнык рабочих циклов, каждыД из которых состоит нз периодов работы при постоянной нагрузке и отключенного неподвижного состояния; длительность этиК периодов не достаточна дли достижения теплового равновесия за время одного рабочего цикла, а наличие пускового тока существенно не илияет на нагрев. Соответствующие диаграммы показаны иа рис. 5.6.

Для режима S3 характеризукяпей величиной является относительная продолжительность работы

nB=j-.100%=;.100 96, (5.10) fpH-fo д

где - период работы при номинальных условиях; to - период отключенного неподвижного состояния (паузы); Гц - продолжительность цикла.

Определяются следующие значения относительной продолжнтельйости работы. 15, 25, 40 и 60 %. Продолжительность одаого цикла, если нет других указаний, принимается равной 10 мни.

54. Режим повторно-кратковремшвой нагрузки, включая щся, - последовательность идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из периодов пуска, работы прв постоянной нагрузке н отхлючеввого

неподвижного состояния; длительность этих периодов яедостатодаа для достижения теплового равиовесвя за время рабочего цикла. Диаграммы, соответствующие этому режиму, показаны иа рис. 5.7.

Рас. 5.6. Днатрашп! М, iiP и i прн работе двигатели в ре-жиие S3.

Рис. 5.7. Днаграикш М. ДР. и t прн работе двигателя в жжиме S4.

S5. Режим повторто-кратковремеиной нагрузки, включая ааектрическое торможение, - последовательность идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из периодов пуска, работы при постоянной нагрузке, быстрого электрического торможения н отключенного неподвижного состояния; длительность этих периодов недостаточна для достижения теплового равновесия за времи одного цикла. Соответствующие этсшу режиму диаграммы показаны на рнс. 5.8.

Рнс. 5.8. Днаграшмы М, ЛР. в 9 прн работе двя-гателя в режиме S5.

Для режимов работы S4 и S5 характеризующими величинами явлфотСя: относительная продолжительность включения, чвсло включений в час, коэффициент инерции и постоянная кинетической знергив.

Под относительной продолжительностью включения понимается для режяма S4

in + tr,

для режима S5

100 о/о:

п +

100 %; (5.11)

п + р + т

100 %. (5.12)

где, кроме известных величин, t и tr - периоды соответственно пуска и торможетня.

Продолжительность цикла, с, находится по формуле

Гц=3600/г, (5.13)

где г - число включений (циклов) в час.

Под коэффициентом инерции понимается отношение суммы момента инерции двигателя и приведенного к валу двигателя момента инерции механизма к моменту инерции двигателя

дв + /

7. (5.14)

Постоянная кинетической энергии - отношение кинетической энергии, запасенной ротором прн номинальной частоте вращения (угловой скорости), к номинальной полной мощности илн произведению номинальных напряжения и тока в машинах постоянного тока.

Для режимов работы S4 и S5 определяются следующие значения величин: ПВс= 15, 25, 40 и 60 %; г = 30, 60, 90, 120, 180, 240 и 360 нкл./ч; kj- 1,2; 1,6; 2; 2,5 и 4.

Se. Режим продолжительной работы при переменной яагрузке - последовательность идентичных ра<х>чнк циклов, каждый из которых состоит из периодов работы при постоянной нагрузке и на холостом ходу; длительность этих периодов недостаточна для достижения теплового равновесия за время одного рабочего цикла. Соответствующие дваграммы приведены иа рнс. 5.9. Характеризующей величиной является продолжительность работы

ПР =

100% =

100%, (5.15)

где tx>x - период работы на холостом ходу механизма.

Определяются слеотюшне значении ПР = 15, 25, 40 я 60 %. Продолжнтевьиость одного цикла, если нет других указаний, принимается равной 10 мин.

S7. Режим продолжительной нагрузки, включая адектрнчеоюе торможение, - последовательность идентичнык рабочих циклов, каждый нз которых состоит яз пернодю пуска, рабош при постоянной нагрузке и электрического торможения; длительность рабочего периода недостаточна для достижения теплового раввюесня за время одного цикла.