Выбор мощности электродвигателя для повторно-кратковременного режима работы. Режим работы повторно кратковременный

6. Режимы работы электродвигателей

Двигатель выбирают, исходя из условий работы, на основе нагрузочной диаграммы, под которой понимают графически выраженную зависимость мощности Р, момента М или тока I от времени t:

, ,.

Различают три основные режима работы, длительный, кратковременный и повторно- кратковременный.

6.1 Длительный режим.

Это режим, при котором двигатель работает под нагрузкой в течение времени, достаточного для нагрева его до установившейся температуры (рис.1а). Установившаяся температура определяется нагрузкой двигателя. Двигатель используется полностью, если установившаяся температура равна максимально допустимой для класса изоляции двигателя . В длительном режиме на судах работают электроприводы вентиляторов, насосов и других механизмов.

6.2 Кратковременный режим.

В этом режиме двигатель, работая под нагрузкой не успевает нагреться до установившейся температуры, а в период остановки остывает до температуры окружающей среды (рис.1б). Работать двигатель всегда начинает в холодном состоянии . В таком режиме на судах работают электроприводы якорно-швартовых устройств. Завод-изготовитель двигателей указывает номинальные мощности двигателя для стандартных длительностей работы – 10, 30 и 60 мин.

6.3 Повторно-кратковременный режим.

Этот режим состоит из периодов работы и пауз, причём за время работы двигатель успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы не успевает остыть до температуры окружающей среды (рис.1в). Суммарная продолжительность рабочего периода . И паузы(время цикла) не должна превышать 10 мин. Этот режим характеризуется относительной продолжительностью включения – отношением продолжительности рабочего периодак продолжительности, выраженной в процентах:

Стандартные значения ПВ – 15, 25 ,40 ,60%.

Повторно-кратковременный режим характерен для грузоподъёмных механизмов.

7. Нагрев и охлаждение электродвигателей

7.1 Нагрев двигателя.

Работая с некоторой постоянной мощностью на валу , двигатель потребляет из сети мощность, превышающую мощностьна значение потерь, которые выражают через к.п.д. двигателя:

Потери мощности в двигателе превращаются в теплоту, вызывая нагрев до некоторой температуры, определяемую его нагрузкой. Количество теплоты , выделяемое в двигателе:

При расчёте тепловых процессов принимают следующие допущения:

- двигатель представляют в виде однородного твёрдого тела, равномерно нагревающегося по всему объёму;

- считают, что двигатель охлаждается только благодаря теплопроводности и конвекции.

При этих условиях количество теплоты, выделяемой двигателем в окружающую среду, пропорционально повышению его температурынад температурой окружающей среды.

Введём обозначения: С – теплоёмкость двигателя – количество теплоты, необходимое для нагревания двигателя на 1oС, ; А – теплоотдача двигателя – количество теплоты, отдаваемое в окружающую среду в течение 1с при разности температур двигателя и среды 1oС, oС. Уравнение теплового баланса имеет вид [1]:

,

где - количество теплоты, выделяющейся в двигателе за время dt;

- количество теплоты, идущей на нагрев двигателя;

- количество теплоты, отдаваемой двигателем в окружающую среду за время dt.

Решив дифференциальное уравнение относительно , можно определить температуру двигателя в любой момент времени его работы (при условии, что температура двигателя в момент пуска равна температуре окружающей среды).

[1]

где - постоянная времени нагрева,;

- установившееся превышение температуры, которое будет достигнуто за время . В реальных условиях черездвигатель достигает температуры.

Исходя из реальных условий нагрева двигателя, постоянную нагрева Т определяют как время, в течение которого нагревается до . Действительно:

Для двигателей малой и средней мощности постоянная времени нагрева находится в пределах 10-20 мин.

studfiles.net

Повторно-кратковременный режим работы электропривода

Повторно-кратковременный режим работы является наиболее распространенным в современных промышленных системах электроприводов. В данной статье мы постараемся рассмотреть его как можно детальней.

Идеализированный график повторно – кратковременного режима работы электропривода показан на рисунке ниже:

Данный режим характеризуется длительностью цикла работы, равного сумме паузы и времени работы tц = a + b, и коэффициентом относительной продолжительности включения, то есть отношением длительности работы к продолжительности цикла:

ГОСТ требует, чтобы длительность цикла повторно – кратковременного режима не превышала 10 минут, то есть tц < 10 мин. В противном случае это будет длительный режим. Тем же ГОСТ устанавливается и следующие значения коэффициента относительной продолжительности включения: ПВ% = 15%, 25% и 40%.

Процесс установления температуры изображен на рисунке ниже:

Из графика заметно, что температура обмоток электрической машины изменяется по отрезкам экспоненциальных кривых и достигает установившихся колебаний со сравнительно не большими амплитудами. Благодаря охлаждению обмоток во время пауз наибольшая температура τ/макс будет меньше τмакс, которая бы имела место при длительной работе с потерями повторно-кратковременного режима Qпк. Температура перегрева τ/макс соответствует потерям длительного режима работы Qɷ, так как τ/макс = Qɷ / А. Потерям Qпк соответствует повышение температуры τ/макс = Qпк / А. Таким образом, электродвигатель длительного режима за счет наличия охлаждения во время пауз может работать в повторно – кратковременном режиме с коэффициентом термической перегрузки равным:

Выясним факторы, определяющие коэффициент термической перегрузки. Для этого рассмотрим процесс нагрева в период работы и охлаждения во время паузы в установившемся режиме. Превышение температуры в конце рабочего участка будет равно:

Температура в конце паузы понизится до:

Следует иметь ввиду, что во время паузы, в случае ухудшения условий теплоотдачи во внешнюю среду, постоянная нагрева будет несколько больше, то есть Θ0>Θ. Подставив в выражение (1) значение τмин из выражения (2) получим:

Решая (3) относительно τ/макс, будем иметь:

Коэффициент термической перегрузки:

Преобразуем показатель степени у экспоненциальной функции числителя:

Выражение, стоящие в скобках, представляет обратную величину приведенного коэффициента относительной продолжительности включения. Под последним понимают:

Это коэффициент включения электродвигателя с учетом влияния ухудшенных условий охлаждения во время паузы. Здесь:

Используя значение ε/, выражению коэффициента термической перегрузки может быть придан вид:

Зависимости коэффициента термической перегрузки от ε/ при различных значениях отношений а/Θ приведена на рисунке ниже:

Из которого видно, что коэффициент термической перегрузки возрастает с уменьшением коэффициента относительной продолжительности включения и с уменьшением отношения времени работы к постоянной нагрева. Последнее объясняется тем, что при малой продолжительности работы повышение температуры будет невелико, за счет чего может быть повышен коэффициент перегрузки. Однако, перегрузка не должна превосходить значение, допустимые по электрическим свойствам электрической машины.

Условия работы электродвигателей в повторно-кратковременном режиме в тепловом отношении сильно разнятся от условий работы в длительном режиме. Например, в электрических машинах независимого возбуждения охлаждение обмотки возбуждения почти не зависит от того, вращается машина или нет и наоборот, условия охлаждения якоря будут сильно отличаться. При использовании для повторно-кратковременного режима работы электродвигателя постоянного тока предназначенного для длительного режима работы при полном использовании по нагреву обмотки коллектора и якоря обмотка возбуждения будет нагрета ниже допустимой температуры. Стремясь обеспечить максимально целесообразное использование изоляции всех элементов машины для повторно-кратковременного режима, конструируют специальные типы электрических машин.

Учитывая специфику работы – частые пуски и остановки, машины для повторно-кратковременной работы для сокращения длительности разгона и торможения и уменьшения потерь энергии конструируются с уменьшенным диаметром якоря или ротора и с увеличенной длиной последнего.

Мощность электродвигателя постоянного тока определяется машинной постоянной С, квадратом диаметра якоря, его длиной и скоростью вращения, то есть Р = CD2ln, а маховый момент ротора или якоря пропорционален четвертой степени диаметра якоря или ротора и первой степени длины последнего, то есть GD2 = kD4l. Поэтому для уменьшения запаса кинетической энергии целесообразно увеличивать длину двигателя и уменьшать диаметр якоря и скорость его вращения.

В соответствии со сказанным выше номинальная мощность одного и того же габарита электродвигателя определяется коэффициентом продолжительности включения – она уменьшается с увеличением продолжительности включения.

Основным режимом машин предназначенных для повторно-кратковременной работы имеют ПВ% = 25%. К этому режиму относятся приводимые в каталогах значение коэффициентов перегрузки.

Средняя температура за цикл работы определяется средними потерями за тот же отрезок времени.

При повторно-кратковременной работе  температура нагрева машины будет колебаться вокруг средней температуры. При этом отклонение от средней температуры или тепловая перегрузка будет тем более, чем больше отношение длительности цикла к постоянной нагрева электродвигателя. При ограничении тепловой перегрузки величиною в 10%, как показывают расчеты, отношения длительности цикла к постоянной нагрева, то есть tц/Θ не должно превышать 0,2. Таким образом, требование ГОСТ ставит электродвигатели с малыми постоянными нагрева Θ < 50 мин. в заведомо более тяжелые условия, нежели крупные.

В практических расчетах даже при наличии совершенно регулярной работы график нагрузки в повторно-кратковременном режиме отличается от рассмотренного ранее идеализированного прямоугольного. Чаще приходится иметь дело с трехучастковым графиком, аналогичным изображенному на рисунке ниже:

Для выбора электродвигателя необходимо подобный многоступенчатый график нагрузки с помощью одного из методов эквивалентных величин (момента или тока) заменить идеализированным прямоугольным. При этом идеализированный график должен иметь такой же коэффициент включения, как и преобразуемый.

Эквивалентное значение тока идеализированного графике (смотри выше) будет равно:

В случае нерегулярного графика нагрузки в повторно-кратковременном режиме одноучастковый эквивалентный график подсчитывается для значительного отрезка времени работы:

Коэффициент продолжительности включения в данном случае определяют как сумму всех времен работы за длительный промежуток времени (несколько часов или смена), деленную на продолжительность этого промежутка:

Если продолжительность включения электрической машины совпадает с каталожной, то по каталогу выбирают необходимый габарит машины или, в случае отсутствия такового,  ближайший больший. При отличии коэффициента продолжительности включения электрической машины от каталожных значений целесообразно воспользоваться графиком, построенным по данным каталога и дающим зависимости мощности или тока отдельных габаритов двигателей от продолжительности включения:

Пользуясь значениями мощности и коэффициента продолжительности включения, полученными из анализа работы электропривода, по кривым, приведенным на рисунке выше, находят габарит электродвигателя, наиболее близко подходящий к требуемым условиям. После этого, пользуясь номинальными данными выбранного двигателя (при ПВ% = 25%) производят проверку электродвигателя на перегрузку.

Кривые, аналогичные приведенным на рисунке выше, позволяют путем интерполяции проверить пригодность машины для работы при различных значениях ε. При необходимости повышения точности – переходят к аналитическим методам расчетов.

Основаниям подобного пересчета является сохранение одинакового значения установившейся температуры перегрева электродвигателя к конце цикла работы для различных значений ε1 и ε2. Повышение температуры при этих условиях будет определяться, с одной стороны, величиной потерь электрической машины, а с другой – продолжительностью работы в цикле, учитывающей различие условий охлаждения вращающегося и неподвижного электродвигателя, то есть:

Где:

• Qпк1 и Qпк2 – потери двигателя в повторно-кратковременном режиме соответственно с ε1 и ε2.
• tц – длительность рабочего цикла.
• ε1 и ε2 – приведенные значения коэффициентов включения для обоих режимов.

Выразим в (9) общие потери через постоянные и переменные и введем значения ε/1 и ε/2:

Здесь за исходный номинальный принят режим с ε1, а ξ представляет собой отношение токов в режиме ε2 к току в режиме ε1, то есть:

В выражение (10) введем коэффициент постоянных потерь:

Числители и знаменатели дробей обеих частей равенства разделим на длительность цикла:

Очевидно, что:

Тогда:

Обозначая отношение постоянных нагрева:

И вводя его в уравнение получим:

Решая полученное выражение относительно ξ, получим:

С помощью коэффициента ξ по известному значению I1, соответствующему каталожному значению ε1, может быть определен ток электродвигателя, работающего с ε2 с учетом постоянных потерь электрической машины и ухудшенных условий охлаждения во время пауз.

Таким образом, может быть проверена пригодность предварительно выбранной машины для реальных условий.

Для упрощения (12) сделаем следующее – объединим члены, содержащие коэффициент γ, все члены, стоящие под корнем, приведем к общему знаменателю, в числитель прибавим и вычтем ε2 и проведем необходимые упрощения. На выходе получим:

Но стоит отметить, что довольно часто используют упрощенные формулы. Например, не учитывают влияние изменений постоянной нагрева электрической машины при стоянке, то есть полагают, что k = 1. Тогда уравнение (12) примет вид:

Эта формула дает преуменьшенные значения мощности при больших ε. Так, например, в случае когда γ = 1 при перерасчете мощности электрической машины с режима ε1 = 0,25 на режим ε2 = 0,5 получается, что ε = 0, то есть электродвигатель при таких условиях может работать только вхолостую. Последнее не соответствует действительности.

Дальнейшим упрощение является пренебрежение постоянными потерями электродвигателя, то есть допущение γ = 0. В этом случае выражение (14) приобретет вид:

Для оценки влияния коэффициентов kτ и γ на величину ξ – допустимую степень нагрузки двигателя при переходе от одной  продолжительности включения к другой на рисунке ниже приведены результаты подсчетов по формуле (12) или (13).

За исходную продолжительность включения принято ε1 = 0,25. Приведенное семейство кривых соответствует значениям коэффициентов kτ = 1, 2 и 4 и γ = 0,4; 0,7; и 1,0.

Рассмотрение приведенного выше графика показывает, что результаты расчета по формуле (15) при пренебрежении постоянными потерями и изменением коэффициента kτ, то есть при γ = 0 и kτ = 1, весьма близко совпадают с кривой, соответствующей случаю kτ =4 и  γ = 0,7. Это совпадение в известной мере может оправдать сравнительно широкое применение упрощенной формулы (15).

Значения коэффициента kτ для электродвигателей с различными способами вентиляции могут приниматься:

Меньшие значения коэффициента соответствуют электродвигателям меньшей мощности.

Значение коэффициента γ для крановых машин даны при ε = 25%.

Отсутствие точных значений коэффициентов kτ и γ заставляет с известной осторожностью относиться к результатам, даваемым формулой (13). Поэтому был сделан ряд попыток создания эмпирических зависимостей, позволяющих производить подобные расчеты.

Порядок расчета мощности и выбора электрической машины, работающей в повторно-кратковременном режиме, следующий:

1. На основании статического расчета или иных данных ориентировочно выбирают по каталогу мощность машины, его номинальные данные и ПВ%.
2. Учитывая влияния маховых масс электропривода и тип пусковой аппаратуры строят тахограмму n = f(t) и нагрузочную диаграмму электродвигателя М = f(t) или I = f(t).
3. С помощью построенной нагрузочной диаграммы определяют эквивалентное значение тока, то есть сложный график заменяют эквивалентным ему простым прямоугольным.
4. По нагрузочной диаграмме определяют фактический коэффициент включения ПВ%.
5. Номинальные значения тока ориентировочно выбранной электрической машины пересчитывают с каталожной продолжительностью включения ПВкат% на фактическую ПВф% с помощью одного из выражений (13) или (14). Пересчет мощности ориентировочно выбранной машины так же может быть выполнен с помощью кривых.
6. Сравнивая эквивалентный ток графика со значением номинального тока, пересчитанного на ПВф%, определяют пригодность выбранной машины по нагреву.
7. Электродвигатель, удовлетворяющий по нагреву, проверяют на перегрузку.

elenergi.ru

Повторно-кратковременный режим - работа - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Повторно-кратковременный режим - работа

Cтраница 1

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется тем, что ни в одном из периодов работы температура двигателя не достигает установившегося значения, а во время паузы двигатель не успевает охладиться до темпе-туры окружающей среды. При проектировании крановых двигателей отечественные заводы исходят в соответствии с ГОСТ из того, что длительность одного цикла повторно-кратковременного режима не должна превышать 10 мин. Если время цикла более 10 мин, то режим работы двигателя может быть отнесен к длительному, кратковременному или повторно-кратковременному.  [1]

Повторно-кратковременный режим работы, при котором период нахождения под нагрузкой чередуется с кратковременным периодом отключенного состояния так, что температура частей выключателя в период включения не достигает установившегося значения, а в период паузы не успевает достигнуть температуры холодного состояния.  [2]

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется гносительной продолжительностью включения, под которой по-имается отношение времени рабочего периода к времени одно-э цикла.  [3]

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется чередованием работы двигателя и паузами, когда двигатель отключен от сети, причем за время работы двигатель не нагревается до установившейся температуры, а за время паузы не охлаждается до температуры окружающей среды. Причем время одного цикла не должно превышать 10 мин.  [4]

Повторно-кратковременный режим работы S3 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.  [6]

Повторно-кратковременный режим работы отличается частыми пусками и остановками, при которых за время работы двигателя IT его температура не успевает достигнуть установившегося значения, а за время остановки ( г0 - не успевает опуститься до температуры окружающего воздуха. Продолжительность одного периода fr ro Ю мин.  [7]

Повторно-кратковременные режимы работы характеризуются различной продолжительностью включения. Полагают, что во время паузы машина находится в покое и что длительность одного цикла не превышает 10 мин.  [8]

Повторно-кратковременный режим работы весьма распространен для электропривода строительных машин, в таком режиме работают одноковшовые экскаваторы, различные краны, подъемники и другие машины.  [10]

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется периодическим включением и отключением аппарата, но за время отключения токоведущие части не успевают охладиться до температуры окружающей среды. Будем считать, что температура проводника в начальный момент была равна нулю.  [12]

Повторно-кратковременный режим работы при цикле 10 мин с отключением первичной обмотки силового трансформатора выпрямителя от сети во время паузы.  [13]

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется тем, что ни в одном из периодов работы температура двигателя не достигает установившегося значения, а во время паузы двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды. При проектировании крановых двигателей отечественные заводы в соответствии с ГОСТ 183 - 66 исходят из того, что длительность полного цикла повторно-кратковременного режима не должна превышать 10 мин. Если время цикла более 10 мин, то режим работы двигателя может быть отнесен к продолжительному или кратковременному.  [14]

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения и длительностью паузы.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся

Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся

ГОСТом предусмотрено 10 номинальных режимов для электродвигателей, которые обозначаются как S 1- S 10, их описание приведено ниже.

S 1 – продолжительный режим работы электродвигателя , характеризуется работой электродвигателя при постоянной нагрузке (Р) и потерях ( Р V ) на протяжении длительного времени, пока все части машины не достигнут неизменной температуры (Ɵ max = Ɵ нагр ).

На выше приведенном рисунке Ɵ0 – температура внешней среды.

S 2 – кратковременный режим работы электродвигателя – это работа электродвигателя на протяжении небольшого отрезка времени (Δ tp ) при постоянной нагрузке ( P ). При работе за определенное время (Δ tp ) составляющие двигателя не успевают нагреваться до установившейся температуры (Ɵ max ), после этого машину останавливают и она охлаждается до температуры внешней среды (превышая не более чем на 20С).

S 3 – периодический повторно-кратковременный режим работы электродвигателя, представляет собой последовательность одинаковых циклов, работа в которых происходит при постоянной, неизменной нагрузке. За это время электродвигатель не успевает нагреться до максимальной температуры и при останове не охлаждается до температуры окружающей среды. Не учитываются потери, возникшие при запуске двигателя (пусковой ток не оказывает большого влияния), то есть они не нагревают детали машины. Длительность цикла не превышает десяти минут.

Где Δ tp – время работы двигателя; Δ tR – время простоя, охлаждения; Ɵнагр1 – температура двигателя при максимальном охлаждении во время цикла; Ɵнагр2 – максимальная температура нагрева.

Продолжительность включения (ПВ) характеризует данный режим работы и находится по формуле:

Существуют нормированные значения ПВ: 60%, 40%, 25%, 15%.

Указанные в каталогах мощности приводятся для «Продолжительного режима работы ( S 1)». Если же двигатель будет работать в других режимах, к примеру, S 2 или S 3, то нагревание его будет происходить медленнее, что позволит увеличить нагрузку на некоторое время. Для режима S 2 допускается увеличение нагрузки на 50% на период времени 10 минут, 25% - 30 минут, 10% - 90 минут. Для работы механизма в режиме S 3 лучше всего применять приводной асинхронный двигатель с повышенным скольжением.

S 1 – S 3 являются основными режимами работы, а S 4 - S 10 были введены для расширения возможностей первых, и предоставления более широкого ряда электродвигателей под конкретные задачи.

S 4 – повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов, представляется в виде циклической последовательности, в каждом цикле выполняется пуск двигателя за время (Δ td ), работа двигателя при постоянной нагрузке в течении (Δ tp ), за эти промежутки времени машина не успевает достичь максимальной температуры (установившейся), а за время паузы (Δ tR ) не остывает до внешней среды.

S 5 – Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов включает в себя те же характерности режима, что и S 4, с осуществлением торможения электродвигателя за время (Δ tF ).

Этот режим работы характерен для электропривода лифтов.

S 6 – перемежающийся режим работы электродвигателя – последовательность циклов, при которой работа происходит в течении времени (Δ t р) с нагрузкой, и время (Δ tV ) работает на холостом ходу. Двигатель не нагревается до предельной температуры.

S 7 – Перемежающийся режим работы электродвигателя с влиянием пусковых токов и электрическим торможением, особенностью является отсутствие пауз в работе, что обеспечивает 100% периодичность включения. Описывается работа в данном режиме последовательными циклами с достаточно долгим пуском (Δ td ), нормальной работой при неизменной нагрузке и торможением двигателя.

S 8 - Периодический перемежающийся режим работы электродвигателя с периодически изменяющейся частотой вращения. Так же как и предыдущий режим, этот не содержит пауз, соответственно ПВ=100%. Реализация данного S 8 режима происходит в асинхронных двигателях при переключении пар полюсов. Каждый последовательный цикл состоит из времени разгона (Δ td ), работы (Δ t р) и торможения (Δ tF ), но при разных нагрузках, а соответственно при разных скоростях вращения ротора ( n ).

S 9  - режим работы электродвигателя с непериодическими изменениями, нагрузки и частоты вращения. Режим, при котором обычно нагрузка и частота вращения изменяются непериодически в допустимом рабочем диапазоне. Этот режим часто включает в себя перегрузки, которые могут значительно превышать базовую нагрузку Для этого типа режима постоянная нагрузка, выбранная соответствующим образом и основанная на типовом режиме S1, берется как базовая (см. рисунок ниже) для определения перегрузки.

S10 - режим работы электродвигателя с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения Режим, состоящий из ограниченного числа дискретных нагрузок (или эквивалентных нагрузок) и, если возможно, частот вращения, при этом каждая комбинация нагрузки/частоты вращения сохраняется достаточное время для того, чтобы машина достигла практически установившегося теплового состояния (рисунок ниже). Минимальная нагрузка в течение рабочего цикла может иметь и нулевое значение (холостой ход, покой или бестоковое состояние). Для этого типового режима постоянная нагрузка, выбранная в соответствии с типовым режимом S1, принимается за базовую для дискретных нагрузок. Дискретные нагрузки являются, как правило, эквивалентной нагрузкой, интегрированной за определенный период времени. Нет необходимости, чтобы каждый цикл нагрузки точно повторял предыдущий, однако каждая нагрузка внутри цикла должна поддерживаться достаточное время для достижения установившегося теплового состояния, и каждый нагрузочный цикл должен интегрированно давать ту же вероятность относительного ожидаемого термического срока службы изоляции машины.

Длительность рабочего цикла, характер действующей нагрузки, ее величина, потери при пуске, торможении и во время установившегося режима работы, способ охлаждения - все эти параметры описывают режимы работы электродвигателей. Возможные комбинации выше приведенных характеристик имеют огромное разнообразие и потому изготовление двигателей для каждого из них не целесообразно. По наиболее часто использованным и востребованным характерам работы были выделены номинальные режимы, для которых собственно и изготовляются серийные электродвигатели. Параметры электрической машины, которые указаны в паспорте, характеризуют ее работу в одном из номинальных режимов. Изготовитель гарантирует нормальную, безотказную работу эл. двигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке. Необходимо обязательно учитывать режим работы электропривода при выборе двигателя, это обеспечит надежную работу механизма.

tehtab.ru

Повторно-кратковременный режим

При выборе двигателя для электропривода, работающего с повторно-кратковременной нагрузкой, оценивается, к какому стандартному режиму работы можно отнести или привести данный режим работы двигателя. Определяется время работы tp, время циклаtц, включающего время работы и паузы (остановки)to, действительную продолжительность включения ПВ. Если периоды работы и пауз чередуются (см. нагрузочную диаграмму на рис.1.6), причём в период работы нагрузка остаётся неизменной (Рн=const), а время цикла не превышает 10 минут, то этот режим соответствует режимуS3. При равенстве действительной продолжительности включения и номинальной (ПВ=ПВном) номинальная мощность двигателя определяется по каталогу для двигателей с соответствующей номинальной продолжительностью включения из условия:

РНОМ≥ РН; ПВ = ПВНОМ. (1.28)

Если действительная продолжительность включения не равна ни одному из номинальных значений ПВном(15, 25, 40 и 60%), то мощность нагрузки Рнприводится к номинальной продолжительности включения по формуле:

(1.29)

В этом случае условие выбора номинальной мощности двигателя:

РНОМ≥ РН,ПР(1.30)

В тех случаях, когда нагрузка в период работы меняется (рис.1.9), определяется эквивалентная мощность нагрузки за период работы tpпо формулам для длительного режима работы. Например, для нагрузочной диаграммы на рис.1.9, эквивалентная мощность равна:

(1.31)

Номинальная мощность двигателя определяется по каталогу, через приведенное значение эквивалентной мощности:

(1.32)

После выбора двигателя по каталогу он проверяется на перегрузочную способность и возможность пуска по условиям, изложенным в п.п. 1.5.1.

P P1 P2 P3 t1 t2 t3 t tp t0 Рис.1.9. Нагрузочная диаграмма Р(t) повторно-кратковременного режима

3. Кратковременный режим работы

При кратковременном режиме работы, отвечающем режиму S2 (см. п.п.1.5), необходимо, чтобы действительное время кратковременной работыtpбыло равно одному из номинальных значений времениtр ном, для которого выполнен двигатель (10,30,60 и 90 мин). Тогда двигатель выбирается из условия:

, (1.33)

где Рн,tр- действительные значения мощности на валу двигателя и времени работы.

Если tp¹tpном, то предварительно выбирается имеющий по каталогу значенияtpноми Рномближайшие к заданным значениямtpи Рн. Затем определяются потери мощности на валу двигателя при номинальной мощности. Рп номи потери при действительной мощности на вал двигателя Рпн. Двигатель будет выбран правильно, если выполняется условие:

, (1.34)

где ТН– постоянная времени нагрева двигателя.

Если время работы двигателя tрнезначительно и отношениедвигатель следует выбирать только по перегрузочной способности и начальному пусковому моменту.

2. Выбор электродвигателей для общепромышленных машин и механизмов

   1. Выбор мощности электродвигателя для механизмов грузоподъемных кранов

Исходными данными при выборе мощности электродвигателя являются: статические и динамические нагрузки, приложенные к валу электродвигателя, параметры режима работы, а также технологические особенности работы механизмов. Предлагаемая в настоящем пособии методика (методика завода «Динамо») [3, 4] учитывает параметры работы механизмов, энергетические свойства конкретных видов электропривода и выполняется в три этапа. На первом этапе производится предварительный выбор мощности двигателя по статической нагрузке, затем двигатель проверяется из условия соответствия теплового режима двигателя параметрам режима работы механизмов, электропривода и управляющего устройства, а на третьем этапе производится проверка двигателя по условиям обеспечения надежного пуска.

studfiles.net

1. Классификация приемников электрической энергии.

Приемник электрической энергии (ЭП) – электротехническое устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии в другой вид энергии (или электрическую энергию, но с другими параметрами).

Специфика технологических процессов различных производств предъявляет определенные требования к характеристикам и конструктивному исполнению электроприемников и, как следствие, большому их разнообразию.

Все ЭП классифицируются по различным показателям:

- электротехническим показателям;

- режиму работы;

- надежности электроснабжения;

- исполнению защит от воздействия окружающей среды.

Рассмотрим более подробно классификацию электроприемников по их показателям.

Электротехнические показатели

Из всего многообразия электроприемники силовых общепромышленных электроустановок можно разделить следующим образом:

- ЭП трехфазного тока напряжением выше 1 кВ, частотой 50 Гц;

- ЭП трехфазного тока напряжением до 1 кВ, частотой 50 Гц;

- ЭП однофазного тока напряжением до 1 кВ, частотой 50 Гц;

- ЭП, работающие с частотой, отличной от 50 Гц;

- ЭП постоянного тока.

Показатели по режиму работы

Продолжительный режим работы

Электроприемники, работающие в номинальном режиме с продолжительно неизменной или малоизменяющейся нагрузкой. В этом режиме электрический аппарат (машина) может работать длительное время, температура его частей может достигать установившихся значений, без превышения температуры свыше допустимой. Пример: электрические двигатели насосов, компрессоров, вентиляторов и т.п.

Кратковременный режим работы

Кратковременный режим работы электроприемника (электродвигателя) характеризуется тем, что ЭП работает при номинальной мощности в течение времени, когда его температура может достичь установившегося значения. Но при отключении его температура успевает снижаться до температуры окружающей среды. Пример: электродвигатели вспомогательных механизмов, гидрозатворов и т.п.

Повторно-кратковременный режим работы

При повторно-кратковременном режиме работы (ПКР) электроприемника кратковременные рабочие периоды чередуются с паузами (ЭП отключен). Продолжительность рабочих периодов и пауз не настолько велика, чтобы нагрев отдельных частей ЭП при неизменной температуре окружающей среды мог достигнуть установившихся значений.

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ, % – паспортная величина) или коэффициентом включения (kв). Коэффициент включения рассчитывается по графику нагрузки ЭП как отношение времени включения к времени всего цикла:

, (2.1)

где время включения (время работы), с, мин, ч;время полного цикла, с, мин, ч;время паузы, с, мин, ч.

Пример: электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т.п.

Показатели по надежности электроснабжения

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники подразделяются на следующие три категории [1].

Электроприемники I категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого, взаимно резервирующего источника питания для безаварийной остановки технологического процесса.

Электроприемники II категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Электроприемники II категории в нормальном режиме должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания. Перерыв электроснабжения электроприемников II категории допускается на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала.

Электроприемники III категории – все остальные электроприемники, не подпадающие под определения I и II категорий. Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одни сутки.

Независимые источники питания – источники, схема и конструктивное исполнение которых и питающих их электрических сетей таковы, что при отказе одного из них снижение качества электроэнергии на другом не превышает установленных пределов в любой момент времени, включая время аварийного режима.

studfiles.net

Режимы работы электроприёмников.

Режимы работы электродвигателей

Возможные режимы работы электроприводов отличаются огромным многообразием по характеру и длительности циклов, значениям нагрузок, условиям охлаждения, соотношения потерь в период пуска и установившегося движения и т.п., поэтому изготовление электродвигателей для каждого из возможных режимов работы электропривода не имеет практического смысла.

 

На основании анализа реальных режимов выделен специальный класс режимов - номинальные режимы, для которых проектируются и изготавливаются серийные двигатели.

Данные, содержащиеся в паспорте электрической машины, относятся к определенному номинальному режиму и называются номинальными данными электрической машины. Заводы-изготовители гарантируют при работе электродвигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке полное использование его в тепловом отношении.

Продолжительный режим работы электроприёмника.

Кратковременный режим работы электроприёмника.

Повторно-кратковременный режим работы электроприёмника.

На самом деле когда произносится слово "электроприёмник" перед глазами рисуется электродвигатель. И действительно, в тройке ведущих потребителей энергии на производстве: дуга-нагрев-электродвигатель двигатели участвуют в большинстве процессов. Если это не RUUKKI конечно, там основным источником энергопотребления является сварка, и ко всем прелестям расчёта добавляется компенсация реактивной мощности. Или кузня с электротиглями и муфельными печами.

Любой электроприёмник посли включения проходит стадии:

1. Выход на номинальную мощность Рн. Ту мощность, которую заложили в проектировании и желают получить отдачу по максимуму. Которую прописали в паспорте. Обычно это занимает какое то время. ДНаТ должен разгореться, вентилятор должен раскрутиться. Электротигель тупо нагреться.

2. Достижение номинальной температуры. В процессе эксплуатации все электроприёмники часть электроэнергии преобразуют в тепловую в той или иной степени. Другими словами, электроприёмник греется. Обычно это происходит через какое то время после выхода электроприёмника на номинальную мощность.

Собственно, вся идея и состоит в том, что бы электроприёмник работал с максимальной отдачей и при этом не перегревался, потому что перегрев это повреждение изоляции и выход из строя электроприёмника.

А учитывать режимы работы в расчетах нужно для экономики, что бы и денег не переплатить, но и не совсем впритык, задел небольшой должен быть на модернизацию и развитие.

Режимы работы электроприёмников.

Продолжительный режим работы. Электроприемники работают в номинальном режиме с продолжительно неизменной или малоизменяющейся нагрузкой. В этом режиме электрический аппарат (машина) может работать длительное время, температура его частей может достигать установившихся значений, без превышения температуры свыше допустимой.

Примеры: электрические двигатели насосов в системе отопления. Включили, он вышел на мощность, поработал, нагрелся до рабочей температуры и работает сутками. Или приточка в цеху, включили с утра, движок молотит всю смену.

Кратковременный режим работы электроприемника (электродвигателя) характеризуется тем, что ЭП работает при номинальной мощности в течение времени, когда его температура не успевает достичь установившегося значения. При отключении (ЭП не работает) его температура успевает снижаться до температуры окружающей среды.

Примеры: кран балка. Подняли, перевезли, опустили, движки даже нагреться не успеют. Сварочный пост где иногда что то прихватывают. Электродвигатели вспомогательных механизмов, гидрозатворов и т.п.

При повторно-кратковременном режиме работы (ПКР) электроприемника кратковременные рабочие периоды с определенной нагрузкой чередуются с паузами (ЭП отключен). Продолжительность рабочих периодов и пауз не настолько велика, чтобы нагрев отдельных частей ЭП при неизменной температуре окружающей среды мог достигнуть установившихся значений.

Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ, % – паспортная величина) или коэффициентом включения (kв). Коэффициент включения рассчитывается по графику нагрузки ЭП как отношение времени включения к времени всего цикла :

, (2.1)

где время включения (время работы), с, мин, ч; время полного цикла, с, мин, ч; время паузы, с, мин, ч.

Пример: электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т.п.

obninskpro.ru

---

• 
  Сварочный полуавтомат форсаж
• 
  Закладные под натяжной потолок для люстры
• 
  Дрл лампочка
• 
  Диэлектрическая проницаемость парафина
• 
  Потребители электрической энергии это
• 
  Отличие однополюсного автомата от двухполюсного
• 
  Типы освещение
• 
  Отличие контактора от пускателя
• 
  220 или 380 что экономичнее
• 
  Если не опломбированы счетчики воды
• 
  Сергиево посадская электросеть показания счетчика