Elektromotoru apkure un dzesēšana

Liela nozīme ir pareizai elektromotoru jaudas noteikšanai dažādām metāla griešanas mašīnām, mehānismiem un mašīnām. Ar nepietiekamu jaudu nav iespējams pilnībā izmantot iekārtas ražošanas iespējas, veikt plānoto tehnoloģisko procesu. Ja jauda ir nepietiekama, elektromotors priekšlaicīgi sabojāsies.

Elektromotora jaudas pārvērtēšana noved pie tā sistemātiskas nepietiekamas uzlādes un līdz ar to nepilnīgas motora izmantošanas, tā darbības ar zemu efektivitāti un mazu jaudas koeficientu (asinhronajiem motoriem). Tāpat, ja dzinēja jauda ir pārvērtēta, palielinās kapitāla un ekspluatācijas izmaksas.

Mašīnas darbībai nepieciešamā jauda un līdz ar to arī elektromotora izstrādātā jauda mašīnas darbības laikā mainās. Elektromotora slodzi var raksturot ar slodzes grafiku (1. att.), kas ir jaudas no motora vārpstas, tā griezes momenta vai strāvas atkarība no laika.Pēc sagataves apstrādes pabeigšanas iekārta tiek apturēta, sagatave tiek mērīta un sagatave tiek nomainīta. Pēc tam ielādes grafiku atkārto vēlreiz (apstrādājot viena veida daļas).

Lai nodrošinātu normālu darbību pie šādas mainīgas slodzes, elektromotoram apstrādes laikā ir jāattīsta vislielākā nepieciešamā jauda un nepārtrauktas darbības laikā tas nepārkarst saskaņā ar šo slodzes grafiku. Elektromotoru pieļaujamo pārslodzi nosaka to elektriskās īpašības.

Rīsi. 1. Apstrādājot viena veida detaļas, ielādējiet grafiku

Kad dzinējs darbojas, enerģijas (un jaudas) zudumiizraisot tā sakaršanu. Daļa no elektromotora patērētās enerģijas tiek tērēta tā tinumu sildīšanai, magnētiskās ķēdes sildīšanai histerēze un virpuļstrāvas, kas nes berzi un gaisa berzi. Tinumu siltuma zudumus, kas ir proporcionāli strāvas kvadrātam, sauc par mainīgajiem (ΔРtrans)... Atlikušie zudumi motorā ir nedaudz atkarīgi no tā slodzes un tiek nosacīti saukti par konstantēm (ΔРpos).

Elektromotora pieļaujamo sildīšanu nosaka tā konstrukcijas vismazāk karstumizturīgie materiāli. Šis materiāls ir tā spoles izolācija.

Elektrisko mašīnu izolācijai izmanto:

• kokvilnas un zīda audumi, dzijas, papīrs un šķiedru organiskie materiāli, kas nav piesūcināti ar izolācijas savienojumiem (U karstumizturības klase);

• tie paši materiāli, impregnēti (A klase);

• sintētiskās organiskās plēves (E klase);

• materiāli no azbesta, vizlas, stiklplasta ar organiskām saistvielām (B klase);

• vienādi, bet ar sintētiskām saistvielām un impregnēšanas līdzekļiem (F klase);

• tie paši materiāli, bet ar silīcija saistvielām un impregnēšanas līdzekļiem (H klase);

• vizla, keramika, stikls, kvarcs bez saistvielām vai ar neorganiskām saistvielām (C klase).

Izolācijas klases U, A, E, B, F, H attiecīgi pieļauj maksimālās temperatūras 90, 105, 120, 130, 155, 180 °C. C klases ierobežojošā temperatūra pārsniedz 180 °C, un to ierobežo ierīces īpašības. izmantotie materiāli.

Ar vienādu elektromotora slodzi tā apkure būs nevienmērīga dažādās apkārtējās vides temperatūrās. Vides projektētā temperatūra t0 ir 40 ° C. Pie šīs temperatūras nosaka elektromotoru nominālās jaudas vērtības. Elektromotora temperatūras paaugstināšanos virs apkārtējās vides temperatūras sauc par pārkaršanu:

Sintētiskās izolācijas izmantošana paplašinās. Jo īpaši silīcija silīcija izolācija nodrošina augstu elektrisko mašīnu uzticamību, ja tās darbojas tropu apstākļos.

Siltums, kas rodas dažādās dzinēja daļās, dažādās pakāpēs ietekmē izolācijas sildīšanu. Turklāt starp atsevišķām elektromotora daļām notiek siltuma apmaiņa, kuras raksturs mainās atkarībā no slodzes apstākļiem.

Atsevišķu elektromotora daļu atšķirīgā sildīšana un siltuma pārnese starp tām apgrūtina procesa analītisko izpēti. Tāpēc vienkāršības labad nosacīti tiek pieņemts, ka elektromotors ir termiski viendabīgs un bezgalīgi siltumvadošs ķermenis. Parasti tiek uzskatīts, ka siltums, ko elektromotors izdala vidē, ir proporcionāls pārkarsēšanai.Šajā gadījumā siltuma starojums netiek ņemts vērā, jo motoru absolūtā sildīšanas temperatūra ir zema. Apsveriet elektromotora sildīšanas procesu saskaņā ar dotajiem pieņēmumiem.

Strādājot elektromotorā, siltums dq tiek atbrīvots laikā dt. Daļu no šī siltuma dq1 absorbē elektromotora masa, kā rezultātā palielinās motora temperatūra t un pārkaršana τ. Atlikušais siltums dq2 tiek izvadīts no dzinēja vidē. Tādējādi vienlīdzību var uzrakstīt

Palielinoties motora temperatūrai, palielinās siltums dq2. Pie noteiktas pārkaršanas vērtības apkārtējai videi tiks nodots tik daudz siltuma, cik izdalās elektromotorā; tad dq = dq2 un dq1 = 0. Elektromotora temperatūra pārstāj pieaugt un pārkaršana sasniedz stacionāru vērtību τу.

Saskaņā ar iepriekšminētajiem pieņēmumiem vienādojumu var uzrakstīt šādi:

kur Q ir siltuma jauda elektromotora zudumu dēļ, J / s; A — siltuma pārnese no dzinēja, t.i. siltuma daudzums, ko dzinējs izdala vidē laika vienībā pie temperatūras starpības starp motoru un vidi 1oC, J / s-deg; C ir motora siltuma jauda, ​​t.i. siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai palielinātu motora temperatūru par 1 ° C, J / gr.

Atdalot mainīgos vienādojumā, mums ir

Mēs integrējam vienādības kreiso pusi diapazonā no nulles līdz noteiktai laika t pašreizējai vērtībai un labo pusi diapazonā no elektromotora sākotnējās pārkaršanas τ0 līdz pārkaršanas pašreizējai vērtībai τ:

Atrisinot vienādojumu τ, iegūstam vienādojumu elektromotora sildīšanai:

Apzīmēsim C / A = T un noteiksim šīs attiecības izmēru:

Rīsi. 2. Elektromotora sildīšanu raksturojošās līknes

Rīsi. 3. Sildīšanas laika konstantes noteikšana

To sauc par lielumu T, kam ir laika sildīšanas laika konstanta elektromotora dimensija. Saskaņā ar šo apzīmējumu apkures vienādojumu var pārrakstīt kā

Kā redzat no vienādojuma, kad mēs iegūstam - līdzsvara stāvokļa pārkaršanas vērtību.

Mainoties elektromotora slodzei, mainās zudumu apjoms un līdz ar to arī Q vērtība. Tas noved pie τу vērtības izmaiņām.

attēlā. 2 parāda apkures līknes 1, 2, 3, kas atbilst pēdējam vienādojumam dažādām slodzes vērtībām. Ja τу pārsniedz pieļaujamās pārkaršanas vērtību τn, elektromotora nepārtraukta darbība nav pieļaujama. Kā izriet no vienādojuma un grafikiem (2. att.), pārkaršanas pieaugums ir asimptotisks.

Kad vienādojumā aizvietojam vērtību t = 3T, mēs iegūstam vērtību τ, kas ir aptuveni tikai par 5% mazāka nekā τy. Tādējādi laikā t = 3T sildīšanas procesu praktiski var uzskatīt par pabeigtu.

Ja kādā apkures līknes punktā (3. att.) jūs uzzīmējat sildīšanas līknes pieskari, tad caur to pašu punktu novelciet vertikāli, tad skalā asimptotes segmentu de, kas noslēgts starp pieskari un vertikāli. no abscisu ass ir vienāds ar T. Ja vienādojumā ņemam Q = 0, iegūstam motora dzesēšanas vienādojumu:

Attēlā parādītā dzesēšanas līkne. 4, atbilst šim vienādojumam.

Sildīšanas laika konstanti nosaka elektromotora izmērs un tā aizsardzības pret apkārtējās vides ietekmi forma. Atvērtiem un aizsargātiem mazjaudas elektromotoriem sildīšanas laiks ir 20-30 minūtes. Slēgtiem lieljaudas elektromotoriem tas sasniedz 2-3 stundas.

Kā minēts iepriekš, norādītā elektromotora apkures teorija ir aptuvena un balstīta uz aptuveniem pieņēmumiem. Tāpēc eksperimentāli izmērītā apkures līkne būtiski atšķiras no teorētiskās. Ja dažādiem eksperimentālās apkures līknes punktiem konstrukcija, kas parādīta attēlā. 3, izrādās, ka T vērtības palielinās, palielinoties laikam. Tāpēc visi aprēķini, kas veikti saskaņā ar vienādojumu, jāuzskata par aptuveniem. Šajos aprēķinos ir ieteicams izmantot konstanti T, kas grafiski noteikta apkures līknes sākuma punktam. Šī T vērtība ir mazākā un, ja to izmanto, nodrošina noteiktu dzinēja jaudas rezervi.

Rīsi. 4. Dzinēja dzesēšanas līkne

Eksperimentāli izmērītā dzesēšanas līkne atšķiras no teorētiskās pat vairāk nekā apkures līkne. Dzesēšanas laika konstante, kas atbilst dzinēja izslēgšanai, ir ievērojami garāka nekā sildīšanas laika konstante samazinātas siltuma pārneses dēļ, ja nav ventilācijas.