Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Конспект лекций по курсу “Электрический привод”, страница 9

Конспект лекций по курсу “Электрический привод” , страница 9

Лекция 2. Механические нагрузки

§ 2.1. Типичные требования по нагрузке электропривода

Кроме характеристик источника питания, исходными данными, определяющими выбор типа электропривода и технические решения по его построению, являются параметры, характеристики и особенности механической нагрузки, а также требования к двигателю.

Типичные исходные данные по нагрузке электропривода и требования к двигателю:

— номинальная мощность нагрузки (Pн);

— номинальная частота вращения ротора двигателя (nн);

— характер нагрузки (например, привод насоса, нагрузка вентиляторная);

— диапазон регулирования частоты вращения двигателя (например, 20-103 %);

— точность регулирования частоты вращения (например, 1 % от номинальной частоты);

— длительно допустимые нагрузки по мощности (например, 110 %);

— рекуперация энергии (например, не требуется);

— тип двигателя (например, асинхронный двигатель);

— способ пуска двигателя (например, частотный);

— инерционность нагрузки (например, момент инерции);

— требуемое время пуска;

— особые требования (например, насос имеет заданные резонансные частоты, которые должны быть исключены из диапазона установившихся режимов работы системой регулирования);

— особые требования (например, в системе должен быть реализован гидроподъем вала);

— особые требования (например, требования по массогабаритным характеристикам, по условиям сочленения двигателя с насосом и др.).

§ 2.2. Типичные нагрузки электроприводов

Одной из типичных механических характеристик нагрузки электроприводов является вентиляторная характеристика, изображенная на рис.2.2.1. Она представляет собой параболическую зависимость момента сопротивления нагрузки Mс от частоты вращения n (или угловой частоты ω) в относительных единицах:

. (2.2.1)

Рис.2.2.1 Вентиляторная характеристика нагрузки

Зависимость (2.2.1) справедлива для установившихся режимов работы вентиляторов, насосов, компрессоров, гребных винтов, работающих как одиночные нагрузки.

В установившихся режимах электромагнитный момент двигателя равен моменту сопротивления нагрузки

.

Мощность вентиляторной нагрузки в относительных единицах пропорциональна скорости вращения вала в кубе:

. (2.2.2)

В переходных режимах работы указанных нагрузок возможны значительные отклонения от зависимости рис.2.2.1. Это можно проследить на примере механических характеристик гребного винта, представленных на рис.2.2.2.

В установившихся режимах работы гребного привода каждой скорости движения судна соответствует определенная скорость вращения гребного винта и в этом случае нагрузка определяется вентиляторной характеристикой рис.2.2.2.

Если судно неподвижно и осуществляется разгон гребного винта до какой-либо скорости вращения n, то после разгона в установившихся режимах работы винта нагрузка определяется по швартовной характеристике рис.2.2.2.

Предположим, что судно движется с какой-либо скоростью, гребной винт вращается и вся система работает в установившемся режиме. Если в этом режиме осуществляется реверс гребного винта, то нагрузка электропривода определяется по реверсивной характеристике рис.2.2.2. При реверсе винта из другого установившегося режима нагрузка электропривода определяется по другой реверсивной характеристике.

  • АлтГТУ 419
  • АлтГУ 113
  • АмПГУ 296
  • АГТУ 267
  • БИТТУ 794
  • БГТУ «Военмех» 1191
  • БГМУ 172
  • БГТУ 603
  • БГУ 155
  • БГУИР 391
  • БелГУТ 4908
  • БГЭУ 963
  • БНТУ 1070
  • БТЭУ ПК 689
  • БрГУ 179
  • ВНТУ 120
  • ВГУЭС 426
  • ВлГУ 645
  • ВМедА 611
  • ВолгГТУ 235
  • ВНУ им. Даля 166
  • ВЗФЭИ 245
  • ВятГСХА 101
  • ВятГГУ 139
  • ВятГУ 559
  • ГГДСК 171
  • ГомГМК 501
  • ГГМУ 1966
  • ГГТУ им. Сухого 4467
  • ГГУ им. Скорины 1590
  • ГМА им. Макарова 299
  • ДГПУ 159
  • ДальГАУ 279
  • ДВГГУ 134
  • ДВГМУ 408
  • ДВГТУ 936
  • ДВГУПС 305
  • ДВФУ 949
  • ДонГТУ 498
  • ДИТМ МНТУ 109
  • ИвГМА 488
  • ИГХТУ 131
  • ИжГТУ 145
  • КемГППК 171
  • КемГУ 508
  • КГМТУ 270
  • КировАТ 147
  • КГКСЭП 407
  • КГТА им. Дегтярева 174
  • КнАГТУ 2910
  • КрасГАУ 345
  • КрасГМУ 629
  • КГПУ им. Астафьева 133
  • КГТУ (СФУ) 567
  • КГТЭИ (СФУ) 112
  • КПК №2 177
  • КубГТУ 138
  • КубГУ 109
  • КузГПА 182
  • КузГТУ 789
  • МГТУ им. Носова 369
  • МГЭУ им. Сахарова 232
  • МГЭК 249
  • МГПУ 165
  • МАИ 144
  • МАДИ 151
  • МГИУ 1179
  • МГОУ 121
  • МГСУ 331
  • МГУ 273
  • МГУКИ 101
  • МГУПИ 225
  • МГУПС (МИИТ) 637
  • МГУТУ 122
  • МТУСИ 179
  • ХАИ 656
  • ТПУ 455
  • НИУ МЭИ 640
  • НМСУ «Горный» 1701
  • ХПИ 1534
  • НТУУ «КПИ» 213
  • НУК им. Макарова 543
  • НВ 1001
  • НГАВТ 362
  • НГАУ 411
  • НГАСУ 817
  • НГМУ 665
  • НГПУ 214
  • НГТУ 4610
  • НГУ 1993
  • НГУЭУ 499
  • НИИ 201
  • ОмГТУ 302
  • ОмГУПС 230
  • СПбПК №4 115
  • ПГУПС 2489
  • ПГПУ им. Короленко 296
  • ПНТУ им. Кондратюка 120
  • РАНХиГС 190
  • РОАТ МИИТ 608
  • РТА 245
  • РГГМУ 117
  • РГПУ им. Герцена 123
  • РГППУ 142
  • РГСУ 162
  • «МАТИ» — РГТУ 121
  • РГУНиГ 260
  • РЭУ им. Плеханова 123
  • РГАТУ им. Соловьёва 219
  • РязГМУ 125
  • РГРТУ 666
  • СамГТУ 131
  • СПбГАСУ 315
  • ИНЖЭКОН 328
  • СПбГИПСР 136
  • СПбГЛТУ им. Кирова 227
  • СПбГМТУ 143
  • СПбГПМУ 146
  • СПбГПУ 1599
  • СПбГТИ (ТУ) 293
  • СПбГТУРП 236
  • СПбГУ 578
  • ГУАП 524
  • СПбГУНиПТ 291
  • СПбГУПТД 438
  • СПбГУСЭ 226
  • СПбГУТ 194
  • СПГУТД 151
  • СПбГУЭФ 145
  • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
  • ПИМаш 247
  • НИУ ИТМО 531
  • СГТУ им. Гагарина 114
  • СахГУ 278
  • СЗТУ 484
  • СибАГС 249
  • СибГАУ 462
  • СибГИУ 1654
  • СибГТУ 946
  • СГУПС 1473
  • СибГУТИ 2083
  • СибУПК 377
  • СФУ 2424
  • СНАУ 567
  • СумГУ 768
  • ТРТУ 149
  • ТОГУ 551
  • ТГЭУ 325
  • ТГУ (Томск) 276
  • ТГПУ 181
  • ТулГУ 553
  • УкрГАЖТ 234
  • УлГТУ 536
  • УИПКПРО 123
  • УрГПУ 195
  • УГТУ-УПИ 758
  • УГНТУ 570
  • УГТУ 134
  • ХГАЭП 138
  • ХГАФК 110
  • ХНАГХ 407
  • ХНУВД 512
  • ХНУ им. Каразина 305
  • ХНУРЭ 325
  • ХНЭУ 495
  • ЦПУ 157
  • ЧитГУ 220
  • ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

  • О проекте
  • Реклама на сайте
  • Правообладателям
  • Правила
  • Обратная связь

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Что является нагрузкой для двигателя

При неполной нагрузке требуются более мощные трансформаторы, а низкое значение косинуса фи вдобавок увеличивает потребную мощность трансформаторов. Способы улучшения косинуса фи разнообразны. Основное мероприятие — это нормальная нагрузка двигателя (перегруппировка машин, замена двигателей на меньшую мощность). Повышают значение косинуса фи переход от группового привода к индивидуальному и установка. специального синхронного компенсатора, статических конденсаторов. Синхронные двигатели по капитальным и эксплуатационным затратам экономичнее статических конденсаторов. [c.186]

Для всех промышленных потребителей, расходующих электроэнергию на силовые цели, с присоединенной мощностью трансформаторов выше 50 ква или мощностью двигателей выше 50 кет, применяется двухставочный тариф. Он состоит из основной платы. взимаемой вне зависимости от количества потребленной энергии за суммарную присоединенную мощность электрооборудования или за установленную по договору максимальную нагрузку, и из дополнительной платы за каждый отпущенный киловатт-час активной энергии, учтенной счетчиком. Двухставочный тариф стимулирует потребителей к максимальной загрузке своих трансформаторов и к замене их меньшими в условиях систематической недогрузки. В его основе лежит себестоимость 1 квт-ч электроэнергии, которая применительно к конденсационной электростанции выражается как [c.185]

В связи с этим была издана специальная инструкция по замене недогруженных асинхронных двигателей. Согласно указанной инструкции, если средняя нагрузка асинхронных двигателей по мощности не превышает 45% номинальной мощности, то их следует заменять двигателями меньшей мощности. Если средняя нагрузка составляет 70% и выше, то замену на двигатели меньшей мощности производить не следует. Если средняя нагрузка составляет 45—70% номинальной мощности, то должна быть произведена технико-экономическая проверка целесообразности замены на двигатель меньшей мощности. [c.262]

Мощностью трения двигателя называется разность между его индикаторной и эффективной мощностью, т. е. мощностью, развиваемой газами в цилиндрах двигателя, и мощностью, отдаваемой коленчатым валом трансмиссии. В частном случае, при работе двигателя на холостом ходу, эффективная мощность равна мощности трения. С увеличением частоты вращения коленчатого вала мощность трения резко возрастает, но она довольно мало изменяется при изменении нагрузки, если частота вращения постоянна. [c.181]

Например, при разработке оборудования для самолетов, космических кораблей и спутников возрастание веса в любом электронном блоке AG3. б может на порядок увеличить вес G всей системы, а следовательно, и ее стоимость z . По приводимым в литературе данным, на каждый килограмм полезной нагрузки может требоваться до AGe = 10 кг веса самолета или AG = 50 кг веса ракеты в основном за счет увеличения мощности двигателя. Соответственно возрастает и стоимость системы z . Поэтому в вариантах оборудования повышенной надежности для самолетов и космических кораблей необходимо учитывать, как скажется возрастание веса аппаратуры на стоимости всей системы. [c.112]

Читать еще:  Что такое двигатель 370 класса

Мощность, которую двигатель может развивать на нагрузке, подразделяют на нормальную, максимально длительную и максимально кратковременную. Нормальной, или экономической называют ту мощность, при которой агрегат (двигатель, котел) работает с наилучшими экономическими показателями. Максимально длительной называют ту наибольшую мощность, которую агрегат может развивать неопределенно долгое время без существенного износа и перегрева частей, без угрозы аварии. Изготовители энергетического оборудования рассчитывают его на механическую прочность, исходя именно из максимально длительной мощности. Однако, учитывая, что обычная нагрузка двигателей будет ближе к нормальной, конструирование ведется с таким расчетом, чтобы именно при нормальной, а не максимально длительной нагрузке агрегат имел наилучшие технико-экономические показатели. Максимально кратковременной (перегрузочной) называют такую наибольшую мощность для данного двигателя, которую допустимо развивать лишь на очень короткое время, например на 30 мин. Из приведенных определений ясно, что для учета мощности энергетического аппарата в народном хозяйстве следует принимать максимально длительную мощность. [c.177]

Коэффициент интенсивной нагрузки двигателя — относительная характеристика использования максимально-длительной мощности двигателя, исчисляется делением средней фактической мощности двигателя за данный период на максимально-длительную эффективную мощность двигателя. [c.503]

Опыт показывает, что при нагрузке двигателя менее 45% его однозначно следует заменить на мотор меньшей мощности. Если нагрузка составляет 45-70%, то для замены потребуется технико-экономическое обоснование. При нагрузке более 70% от номинальной мощности двигателя его замена нецелесообразна. Необходимые капиталовложения зависят от схемы, по которой осуществляется замена более мощных моторов на менее мощные. [c.560]

Расчеты показывают, что, например, при одинаковой номинальной мощности двигателей 1500 кВт и коэффициенте загрузки 0,86 потери активной мощности непосредственно в асинхронном двигателе примерно на 30% выше, чем в синхронном (при os ф = 1,0). Но если дополнительно учесть потери активной мощности во внешней сети от реактивной нагрузки АД, то суммарные потери оказываются уже на 140% больше, чем у СД. В этом случае при трехсменной работе период окупаемости дополнительных капиталовложений в электропривод с СД получается немногим более одного года (при условии, что стоимость синхронного мотора на 50% больше, чем асинхронного). [c.563]

Затраты на реализацию функции самые низкие Большие нагрузки на станину и узел крепления двигателя вследствие повышенного натяжения ремней и большой мощности двигателя [c.125]

Кроме того, в машиностроительных предприятиях значительное количество вырабатываемой электроэнергии потребляется I электродвигателями различной мощности, с низким коэффициентом использования. Как правило, мощность установленных электродвигателей выбирается в расчете на максимальную производительность оборудования, несмотря на то, что часы пиковой нагрузки составляют всего 10-15% общего времени его работы. В результате среднесуточное потребление электроэнергии двигателями, работающими с постоянной скоростью без регулирования частоты, оказывается (иногда на 60%) больше требуемого для обеспечения оптимального технологического процесса. [c.164]

Изучение работы силового оборудования начинается с определения его мощности. При характеристике мощности оборудования необходимо разрешить вопрос, по какому звену или на каком этапе работы оборудования нужно определять его мощность. Энергия зарождается в первом звене машинного агрегата, который может работать с различной-нагрузкой. Эта энергия не доходит целиком до рабочей машины, часть ее теряется в пути от первичного двигателя к ее потребителю, т. е. к рабочей машине. Вследствие этого различаются следующие виды мощности [c.138]

В ряде случаев эффективной мерой по снижению потребления реактивной мощности является переключение обмоток недогруженного асинхронного двигателя с треугольника на звезду. Поскольку при этом пусковой и. вращающий моменты уменьшаются в 3 раза, переключение можно производить при низкой загрузке двигателя — до 35% номинальной мощности. Для выпускаемых в нашей стране двигателей предельно допускаемая нагрузка переключаемого на звезду асинхронного двигателя должна быть не выше 38—45% номинальной мощности. Переключение загруженных на 25% электродвигателей приводит к приближению их коэффициента мощности к номинальному. [c.263]

Как известно, с повышением напряжения в сети растет потребление реактивной мощности, и наоборот. Поэтому иногда в питающей незагруженные асинхронные двигатели сети применяется снижение напряжения за счет переключения ответвлений на трансформаторах. К этому мероприятию можно прибегать лишь в случаях, когда в сети держится чрезмерно высокое напряжение. Если же этого нет, то при совместном питании осветительной и силовой нагрузки понижение напряжения в сети с целью повышения коэффициента мощности приведет к понижению напряжения на лампах, уменьшению их светоотдачи, снижению освещенности [c.263]

Выпуск 1 млн. кет синхронных двигателей вместо асинхронных дает возможность снизить реактивные нагрузки потребителей примерно на 725 тыс. квар, а при работе с опережающим коэффициентом мощности получить дополнительно реактивную мощность. [c.266]

Большую часть времени эксплуатации двигатель работает на средних нагрузках, развивая 60-75 % его номинальной мощности для обеспечения высокой экономичности и» полного сгорания смеси на средних нагрузках карбюратор должен готовить горючую смесь состава а — 1,05-1,1, т. е. слегка обедненную. [c.127]

Чем выше скорость сгорания, тем большую мощность будет развивать двигатель при одинаковом расходе топлива. Это происходит потому, что при увеличении скорости сгорания рабочий цикл двигателя приближается к теоретическому, в котором предполагается мгновенное сгорание всего заряда в в. м. т. Чем ближе к в.м.т. сгорает топливо, тем более полно происходит последующее расширение продуктов сгорания и, следовательно, меньше тепла отводится с обработавшими газами. Однако при очень быстром протекании процесса сгорания возникают большие ударные нагрузки на детали шатунно-кривошипного механизма, характеризуемые жесткой работой двигателя. [c.139]

Должен знать принцип работы и устройство обслуживаемого трактора правила уличного движения правила погрузки, укладки, строповки и разгрузки различных грузов правила производства работ с прицепными приспособлениями и устройствами способы выявления и устранения недостатков в работе трактора мощность обслуживаемого двигателя и предельную нагрузку прицепных приспособлений порядок оформления приемо-сдаточных документов на перевозимые грузы или выполненные работы. [c.168]

Для синхронных двигателей удельные потери мощности на реактивную составляющую в зависимости от нагрузки при номинальном os фн = 0,9 приведены в табл. 5-9. [c.399]

Нагрузка электродвигателя. Снижение нагрузки электромотора по отношению к его номинальной мощности вызывает уменьшение кпд и коэффициента мощности os

при глубоком сеточном регулировании, os q> можно повысить сужением диапазона сеточного регулирования за счет снижения напряжения переменного тока с помощью автотрансформатора, регулируемого под нагрузкой. Для сортопрокатных станов с широким сортаментом проката из легированных и рядовых сталей характерным является длительная работа при пониженных скоростях и общем диапазоне регулирования порядка 3 1. В этом случае существенное значение имеет выбор основной скорости прокатного двигателя, так как при снижении напряжения УРВ ухудшается его к. п. д. Результаты сравнения приводов стана 780 с двигателями МП-7000-50, Р = 5 150 кет, п = 50 — 120 об/мин и МП-6200, Р = 4 560 кет, п = 80 — 160 об/мин (табл. 4-39) показывают, что следует устанавливать двигатель с меньшей номинальной скоростью. [c.293]

Применение конденсаторов основано на том, что они потребляют от источника энергии опережающий реактивный ток1, в то время как трансформаторы, асинхронные двигатели и т. п. потребляют отстающий реактивный ток. В идеальном случае, когда реактивная мощность, потребляемая нагрузкой с индуктивным характером, равна реактивной мощности, потребляемой конденсаторной установкой, os ф равен единице и дополнительные потери в сети и трансформаторах отсутствуют. По экономическим и техническим условиям идеальные условия не достигаются. [c.389]

Здесь Sp — относительный прирост расхода мощности на собственные нужды (тягодутьевые устройства, циркуляционные насосы, прочие двигатели собственных нужд). Анализ и практика работы показывают, что только некоторые из указанных составляющих собственного расхода оказывают существенное влияние на характеристику относительных приростов (питательные электронасосы, пылеприготовление). Так, например, по циркуляционным насосам значение р близко к нулю, так как повышение их нагрузки приводит к росту вакуума в конденсаторе турбины и увеличению мощности турбоагрегата. У дежурного персонала имеется график поддержания оптимального вакуума путем изменения числа работающих циркуляционных насосов (на ряде электростанций вводится автоматическое поддержание оптимального вакуума). В итоге мощность, отдаваемая с шип электростанции, практически не меняется при изменении числа работающих циркуляционных насосов. [c.196]

Работа асинхронного двигателя под нагрузкой

1.4 Работа асинхронного двигателя под нагрузкой

Читать еще:  Гул двигателя на пежо причина

n1 – частота вращения магнитного поля статора. n2 – частота вращения ротора.

Магнитное поле статора вращается в том же направлении, что и ротор и скользит относительно ротора с частотой ns= n1 – n2

Отставание ротора от вращающегося магнитного поля статора характеризуется скольжением S= ns / n1, => S =(n1 – n2) / n1

Если ротор неподвижен, то n2=0, S=(n1 – n2) / n1, => S = n1 / n1=1

Если ротор вращается синхронно с магнитным полем, то скольжение S= 0.

При холостом ходе, то есть при отсутствии нагрузки на валу двигателя скольжение ничтожно мало и его можно принять равным 0. Нагрузкой на валу ротора может служить, например резец токарного станка. Он создаёт тормозной момент. При равенстве вращающего и тормозного момента двигатель будет работать устойчиво. Если нагрузка на валу увеличилась, то тормозной момент станет больше вращающего и частота вращения ротора n2 уменьшится. Согласно формуле S =(n1 – n2) / n1 скольжение увеличится. Так как магнитное поле статора скользит относительно ротора с частотой ns= n1 – n2, то оно будет пересекать проводники ротора чаще, в них увеличится ток и двигательный вращающий момент, который вскоре станет равным тормозному. При уменьшении нагрузки, тормозной момент становится меньше вращающего, увеличивается n2 и уменьшается S. Уменьшается Э.Д.С и ток ротора и вращающий момент вновь равен тормозному. Магнитный поток в воздушном зазоре машины при любом изменении нагрузки остаётся примерно постоянным.

2. Рабочие характеристики асинхронного двигателя

Рабочие характеристики асинхронного двигателя есть зависимость

n2 – частоты вращения ротора

М – развиваемого момента

От полезной мощности Р2 на валу машины.

Эти характеристики снимаются при естественных условиях. Частота тока f1 и напряжение U1 остаются постоянными. Изменяется только нагрузка на валу двигателя.

При увеличении нагрузки на валу двигателя S увеличивается. При холостом ходе двигателя n2≈n1, и S≈0. При номинальной нагрузке скольжение обычно составляет от 3 до 5%.

При увеличении нагрузки на валу двигателя частота вращения n2 уменьшается. Однако, изменение частоты вращения при увеличении нагрузки от 0 до номинальной очень незначительны и не превышают 5%. Поэтому, скоростная характеристика асинхронного двигателя является жёсткой. Кривая имеет очень малый наклон к горизонтальной оси.

Вращающий момент М, развиваемый двигателем, уравновешен тормозным моментом на валу Мт и моментом М0, идущим на преодоление механических потерь, то есть М= Мт + М0 =Р2/Ω2+ М0, где Р2 – полезная мощность двигателя, Ω2-угловая скорость ротора. При холостом ходе М= М0. С увеличением нагрузки вращающий момент также увеличивается, причём за счёт некоторого уменьшения частоты вращения ротора увеличение вращающего момента происходит быстрее, чем полезной мощности на валу.

Ток I1, потребляемый двигателем из сети неравномерно изменяется с увеличением нагрузки на валу двигателя. При холостом ходе СОSφ-коэффициента мощности – мал. И ток имеет большую реактивную составляющую. При малых нагрузках на валу двигателя активная составляющая тока статора меньше реактивной составляющей, поэтому активная составляющая тока незначительно влияет на ток I1. При больших нагрузках активная составляющая тока статора становится больше реактивной и изменение нагрузки вызывает значительное изменение тока I1.

Графическая зависимость потребляемой двигателем мощности Р1 изображается почти прямой линией, незначительно отклоняющейся вверх при больших нагрузках, что объясняется увеличением потерь в обмотках статора и ротора с возрастанием нагрузки.

Зависимость СОSφ-коэффициента мощности – от нагрузки на валу двигателя следующая. При холостом ходе СОSφ мал, порядка 0,2. Так как активная составляющая тока статора, обусловленная потерями мощности в машине, мала по сравнению с реактивной составляющей этого тока, создающей магнитный поток. При увеличении нагрузки на валу СОSφ возрастает, достигая наибольшего значения 0,8–0,9, в результате увеличения активной составляющей тока статора. При очень больших нагрузках происходит некоторое уменьшение СОSφ, так как в следствие значительного увеличения скольжения и частоты тока в роторе возрастает реактивное сопротивление обмотки ротора.

Кривая КПДη имеет такой же вид как в любой машине или трансформаторе. При холостом ходе КПД=0. С увеличением нагрузки на валу двигателя КПД резко увеличивается, а затем уменьшается. Наибольшего значения КПД достигает при такой нагрузке, когда потери мощности в стали и механические потери, не зависящие от нагрузки, равны потери мощности в обмотках статора и ротора, зависящим от нагрузки.

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

  • Справочник электрика
    • Бытовые электроприборы
    • Библиотека электрика
    • Инструмент электрика
    • Квалификационные характеристики
    • Книги электрика
    • Полезные советы электрику
    • Электричество для чайников
  • Справочник электромонтажника
    • КИП и А
    • Полезная информация
    • Полезные советы
    • Пусконаладочные работы
  • Основы электротехники
    • Провода и кабели
    • Программа профессионального обучения
    • Ремонт в доме
    • Экономия электроэнергии
    • Учёт электроэнергии
    • Электрика на производстве
  • Ремонт электрооборудования
    • Трансформаторы и электрические машины
    • Уроки электротехники
    • Электрические аппараты
    • Эксплуатация электрооборудования
  • Электромонтажные работы
    • Электрические схемы
    • Электрические измерения
    • Электрическое освещение
    • Электробезопасность
    • Электроснабжение
    • Электротехнические материалы
    • Электротехнические устройства
    • Электротехнологические установки

Токовые перегрузки и их влияние на работу и срок службы электродвигателей

Анализ повреждений асинхронных движков указывает, что основной предпосылкой их выхода из строя является разрушение изоляции из-за перегрева.

Температура нагрева обмоток электродвигателя находится в зависимости от теплотехнических черт мотора и характеристик среды. Часть выделяемого в движке тепла идет на нагрев обмоток, а остальное отдается в окружающую среду. На процесс нагрева оказывают влияние такие физические характеристики, как
теплоемкость и теплопотеря .

Зависимо от термического состояния электродвигателя и окружающего воздуха степень их воздействия может быть различной. Если разность температур мотора и среды невелика, а выделяемая энергия значительна, то ее основная часть поглощается обмоткой, сталью статора и ротора, корпусом мотора и другими его частями. Происходит
насыщенный рост температуры изоляции . По мере нагрева больше проявляется воздействие теплопотери. Процесс устанавливается после заслуги равновесия меж выделяемым теплом и теплом, отдаваемым в окружающую среду.

Увеличение тока сверх допустимого значения не сходу приводит к
аварийному состоянию . Требуется некое время, до того как статор и ротор нагреются до предельной температуры. Потому нет необходимости в том, чтоб защита реагировала на каждое превышение тока. Она должна отключать машину исключительно в тех случаях, когда появляется опасность резвого износа изоляции.

Исходя из убеждений нагрева изоляции огромное значение имеют величина и продолжительность протекания токов, превосходящих номинальное значение. Эти характеристики зависят сначала от нрава технологического процесса.

Перегрузки электродвигателя технологического происхождения

Перегрузки электродвигателя, вызванные повторяющимся
повышением момента на валу рабочей машины. В таких станках и установках мощность
электродвигателя всегда меняется. Тяжело увидеть сколько-либо долгий просвет времени, в течение которого ток оставался бы постоянным по величине. На валу мотора временами появляются краткосрочные огромные моменты сопротивления, создающие броски тока.

Такие перегрузки обычно не вызывают перегрева обмоток
электродвигателя, имеющих сравнимо огромную термическую инерцию. Но при довольно большой продолжительности и многократной повторности создается страшный нагрев. Защита должна
«различать» эти режимы. Она не должна реагировать на краткосрочные толчки нагрузки.

В других машинах могут появляться сравнимо маленькие, но долгие перегрузки. Обмотки
электродвигателя равномерно греются до температуры, близкой к максимально допустимому значению. Обычно
электродвигатель имеет некий припас по нагреву, и маленькие превышения тока, невзирая на длительность деяния, не могут сделать небезопасной ситуации. В данном случае отключение не непременно. Таким макаром, и тут защита
электродвигателя должна «различать» страшную перегрузку от безопасной.

Аварийные перегрузки электродвигателя

Не считая перегрузок технологического происхождения , могут быть
аварийные перегрузки , возникающие по другим причинам (катастрофа в питающей полосы, заклинивание
рабочих органов, понижение напряжения и др.). Они
делают типичные режимы работы асинхронного мотора и выдвигают свои требования к средствам защиты . Разглядим поведение асинхронного мотора в соответствующих аварийных режимах.

Перегрузки при продолжительном режиме работы с неизменной нагрузкой

Обычно электродвигатели выбирают с неким припасом по мощности. Не считая того, огромную часть времени машины работают с недогрузкой. В итоге ток мотора нередко существенно ниже номинального значения. Перегрузки появляются, обычно, при нарушениях технологии, поломках, заедании и заклинивании в рабочей машине.

Такие машины, как вентиляторы, центробежные насосы, ленточные и шнековые транспортеры, имеют размеренную постоянную либо слабо изменяющуюся нагрузку. Краткосрочные конфигурации подачи материала фактически не оказывают влияние на нагрев
электродвигателя. Их можно не принимать во внимание. Другое дело, если нарушения обычных критерий работы остаются на долгое время.

Читать еще:  Двигатель 3zr расход масла

Большая часть электроприводов имеет определенный припас мощности. Механические перегрузки сначала вызывают поломки деталей машины. Но, принимая во внимание случайный нрав их появления, нельзя быть уверенным, что при определенных обстоятельствах окажется перегруженным и электродвигатель. К примеру, это может случиться с движками шнековых транспортеров. Изменение физико-механических параметров транспортируемого материала (влажность, крупность частиц и т. д.) немедля отражается на мощности, требуемой на его перемещение.
Защита должна отключать электродвигатель при появлении перегрузок, вызывающих страшный перегрев обмоток.

Исходя из убеждений воздействия долгих превышений тока на изоляцию следует различать два вида перегрузок по величине: сравнимо маленькие (до 50%) и огромные (более 50%).

Действие первых проявляется не сходу, а равномерно, в то время как последствия вторых появляются через куцее время. Если превышение температуры над допустимым значением невелико, то старение изоляции происходит медлительно. Маленькие конфигурации в структуре изолирующего материала скапливаются равномерно. По мере возрастания температуры процесс старения существенно ускоряется.

Считают, что перегрев сверх допустимого на каждые 8 — 10°С уменьшает срок службы изоляции
обмоток электродвигателя вдвое. Таким макаром, перегрев на 40°С уменьшает срок службы изоляции в 32 раза! Хоть это и много, но находится оно после многих месяцев эксплуатации.

При огромных перегрузках (более 50%) изоляция стремительно разрушается под действием высочайшей температуры.

Для анализа процесса нагрева воспользуемся облегченной моделью мотора. Увеличение тока вызывает повышение переменных утрат. Обмотка начинает греться. Температура изоляции меняется в согласовании с графиком на рисунке. Величина установившегося превышения температуры находится в зависимости от величины тока.

Через некое время после появления перегрузки температура обмоток добивается допустимого для данного класса изоляции значения. При огромных перегрузках оно будет короче, при малых
— длиннее. Таким макаром, каждому значению перегрузки будет соответствовать свое допустимое время, которое можно считать неопасным для изоляции.

Зависимость допустимой продолжительности перегрузки от ее величины именуется
перегрузочной чертой электродвигателя . Теплофизические характеристики электродвигателей различных типов имеют некие отличия, также отличаются и их свойства. На рисунке сплошной линией показана одна из таких черт.

Перегрузочная черта электродвигателя (сплошная линия) и предпочитаемая черта защиты (пунктирная линия)

Из приведенной свойства можно сконструировать одно из главных требований к защите перегрузок, действующей зависимо от тока. Она должна срабатывать зависимо от величины перегрузки. Э дает возможность исключить неверные срабатывания

при безопасных бросках тока, возникающие, к примеру, при пуске мотора. Защита должна срабатывать только при попадании в область недопустимых значений тока и продолжительности его протекания. Ее предпочитаемая черта, показанная на рисунке пунктирной линией, должна всегда размещаться под перегрузочной чертой мотора.

На работу защиты оказывает влияние ряд причин (некорректность опции, разброс характеристик и др.), в итоге деяния которых наблюдаются отличия от средних значений времени срабатывания. Потому пунктирную кривую на графике следует рассматривать как некоторую среднюю характеристику. Для того чтоб в итоге деяния случайных причин свойства не пересеклись, что вызовет неверное отключение мотора, нужно обеспечить определенный припас. Практически приходится иметь дело не с отдельной чертой, а с защитной зоной, учитывающей разброс времени срабатывания защиты.

Исходя из убеждений четкого деяния защиты электродвигателя лучше, чтоб обе свойства были по способности близки одна к другой. Это позволит избежать ненадобное отключение при перегрузках, близких к допустимым. Но при наличии огромного разброса обеих черт добиться этого нереально. Для того чтоб не попасть в зону недопустимых значений тока при случайных отклонениях от расчетных характеристик, нужно обеспечить определенный припас.

Черта защиты должна размещаться на неком расстоянии от перегрузочной свойства мотора, чтоб исключить их обоюдное скрещение. Но при всем этом выходит проигрыш в точности деяния защиты
электродвигателя.

В области токов, близких к номинальному значению, возникает
зона неопределенности. При попадании в эту зону нельзя точно сказать, сработает
защита либо нет.

Таковой недочет отсутствует у защиты, действующей в функции температуры обмоток. В отличие от токовой защиты она действует зависимо от предпосылки, вызывающей старение изоляции, ее нагрева. При достижении небезопасной для обмотки температуры она отключает движок независимо от предпосылки, вызвавшей нагрев. Это
— одно из основных плюсов температурной защиты .

Но не следует гиперболизировать недочет токовой защиты. Дело в том, что движки имеют определенный припас по току. Номинальный ток электродвигателя всегда ниже того тока, при котором температура обмоток добивается допустимого значения. Его устанавливают, руководствуясь экономическими расчетами. Потому при номинальной нагрузке температура обмоток мотора ниже допустимого значения. Из-за этого и создается термический резерв мотора, который в определенной степени компенсирует недочет термических реле.

Многие причины, от которых зависит термическое состояние изоляции, имеют случайные отличия. В связи с этим уточнения черт не всегда дают хотимый итог.

Перегрузки при переменном продолжительном режиме работы

Некие рабочие органы и механизмы делают нагрузку, изменяющуюся в огромных границах, как, к примеру, в машинах для дробления, измельчения и других подобных операций. Тут повторяющиеся перегрузки сопровождаются недогрузками прямо до работы на холостом ходу. Каждое повышение тока, взятое в отдельности, не приводит к небезопасному росту температуры. Но, если их много и они повторяются довольно нередко, действие завышенной температуры на изоляцию стремительно скапливается.

Процесс нагрева электродвигателя при переменной нагрузке отличается от процесса нагрева при неизменной либо слабо выраженной переменной нагрузке. Различие проявляется как в процессе конфигурации температуры, так и в нраве нагрева отдельных частей машины.

Прямо за переменами нагрузки меняется и температура обмоток. Из-за термический инерции мотора колебания температуры имеют наименьший размах. При довольно высочайшей частоте нагрузки температуру обмоток можно считать фактически неизменяющейся.
Таковой режим работы будет эквивалентен долговременному режиму с неизменной нагрузкой.
При низкой частоте (порядка сотых толикой герца и ниже) колебания температуры становятся осязаемыми. Повторяющиеся перегревы обмотки могут уменьшить срок службы изоляции.

При огромных колебаниях нагрузки с низкой частотой электродвигатель повсевременно находится в переходном процессе. Температура его обмотки меняется прямо за колебаниями нагрузки. Потому что отдельные части машины имеют различные теплофизические характеристики, то любая из их греется посвоему.

Протекание термических переходных процессов при изменяющейся нагрузке
— явление сложное и не всегда поддается расчету. Потому о температуре обмоток мотора нельзя судить по току, протекающему на этот момент времени. Ввиду того, что отдельные части электродвигателя греются по-разному, снутри электродвигателя происходят перетоки тепла из одной ее части в другие. Может быть и так, что после отключения электродвигателя температура обмоток статора будет расти за счет тепла, поступающего от ротора. Таким макаром, величина тока может и не отражать степень нагрева изоляции. Следует также принять во внимание, что при неких режимах ротор будет греться более активно, а охлаждаться наименее активно, чем статор.

Сложность процессов термообмена затрудняет контроль нагрева электродвигателя . Даже конкретное измерение температуры обмоток может при неких критериях дать погрешность. Дело в том, что при неустановившихся термических процессах температура нагрева разных частей машины может быть разной и измерение в одной точке не может дать настоящей картины. Все же по сопоставлению с другими способами измерение температуры обмотки дает более четкий итог.

Повторно-кратковременный режим работы можно отнести к более неблагоприятному исходя из убеждений деяния защиты. Периодическое включение в работу подразумевает возможность краткосрочной перегрузки мотора. При всем этом величина перегрузки должна быть ограничена по условию нагрева обмоток не выше допустимого значения.

Защита, «следящая» за состоянием нагрева обмотки, должна получать соответственный сигнал. Потому что в переходных режимах ток и температура могут не соответствовать друг дружке, то защита, действие которой основано на измерении тока, не может делать свою роль подабающим образом.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector