Электропривод режимы работы двигателя

Электропривод режимы работы двигателя

При выборе мощности электродвигателя необходима знать режим работы машины, приводимой им в действие, т. е. мощность, вращающий момент, скорость вращения, длительность нахождения под нагрузкой.

Режимы работы электродвигателей могут быть подразделены по:
– длительности непрерывной работы; характеру изменения нагрузки во времени; зависимости изменения скорости вращения от на грузки;
– характеру регулирования скорости двигателя. По длительности непрерывной работы электродвигателя различают режимы: длительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

Длительным называют режим работы, при котором рабочий период электродвигателя настолько велик, что нагрев последнего достигает своего стабильного состояния При таком режиме работают двигатели вентиляторов, насосов и других механизмов непрерывного действия. Гра фик этого режима представлен на рис. 3, а.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Кратковременный р е-жим работы характеризуется тем, что в течение рабочего периода нагрев электродвигателя не достигает стабильного состояния, а перерыв в работе настолько велик, что при возобновлении ее температура двигателя близка к температуре окружающей среды. При таком режиме, например, работают двигатели подъема стрелы одноковшового экскаватора. Их работа продолжается несколько минут, после чего они надолго выключаются. График кратковременного режима представлен на рис.

При повторно-кратковременном режиме рабочие периоды чередуются с паузами, т. е. с периодами остановки электродвигателя. За период работы двигатель не успевает полностью нагреться, а за период остановки — полностью остыть. Повторно-кратковременный режим дополнительно подразделяется на режим периодический и непериодический (рис. 3,s и г). При таких режимах работают электродвигатели кранов, лифтов и других подъемных механизмов. Рассматриваемый режим характеризуется показателем ПВ (продолжительность включения), который равен отношению продолжительности рабочего периода к продолжительности цикла (рабочего периода и остановки).

Рис. 3. Упрощенные графики работы электроприводов при различных режимах
а — длительный; б — кратковременный; а — периодический повторно-кратковре-менный; г — непериодический повторно-кратковременный (т— температура нагрева двигателя)

По характеру изменения нагрузки во времени различают следующие режимы:
1) работа при постоянной нагрузке, не меняющейся с течением времени. Так работают, например, двигатели вентиляторов и центробежных насосов;
2) работа при переменной нагрузке, меняющейся через определенные, равные отрезки времени. Такой режим характерен для электродвигателей поршневых насосов;
3) работа при нерегулярно переменной нагрузке, меняющейся бессистемно, через разные промежутки времени. При таком режиме работают двигатели башенных кранов и других подъемных механизмов.

По характеру изменения скорости вращения от нагрузки различают:
1) работу при постоянной или почти постоянной скорости вращения, когда постоянную скорость вращения обеспечивают синхронные двигатели, а почти постоянную скорость, независимую от изменения нагрузки, — электродвигатели постоянного тока параллельного возбуждения и трехфазные асинхронные двигатели с малым сопротивлением в цепи якоря (ротора);
2) работу со слегка падающей скоростью вращения, когда допустимо незначительное снижение скорости вращения двигателя от холостого хода до максимальной нагрузки. Такой режим обеспечивают трехфазные асинхронные двигатели, двигатели постоянного тока параллельного возбуждения и некоторые двигатели коллекторного типа переменного тока;
3) работу с сильно падающей скоростью вращения, которую обеспечивают электродвигатели с большим сопротивлением в цепи ротора, электродвигатели постоянного тока последовательного возбуждения, трехфазные и однофазные двигатели переменного тока коллекторного типа.

По характеру регулирования скорости вращения различают следующие режимы:
1) работа при нерегулируемой скорости, которую можно обеспечить любым электродвигателем без приспособлений для регулирования скорости. Для большинства строительных машин характерна работа при постоянной скорости;
2) работа при регулируемой скорости, обеспечиваемая двигателями переменного и постоянного тока, снабженными специальными устройствами для регулирования скорости. вращения. Двигатели постоянного тока по сравнению с двигателями переменного тока дают большие возможности в отношении регулирования скорости и ее диапазона. Такой режим (с регулированием скорости) требуется для ряда строительных машин, например строительных кранов, экскаваторов и др.

Режимы работы ЭП

Нагрев и охлаждение двигателей в ЭП

При включении двигателя в сеть и наличии на его валу нагрузки, происходит его нагрев, зависящий от тепловых потерь АР, времени нагрева t, теплоемкости С и теплоотдачи двигатели А. Эти величины связаны между собой уравнением теплового баланса электродвигателя:

где r — превышение температуры двигателя над температурой охлаждающей среды, которую принимают как правило равной +40°С.

Решение этого уравнения дает зависимость изменения превышения температуры двигателя во времени. Зависимости имеет экспоненциальный характер (рис. 17.2):

Читать еще:  Вибрация двигателя на холостых оборотах ваз 2123

где: rуст — установившееся превышение температуры, °С,

rнач — начальное превышение температуры, °С,

Т – постоянная времени нагревания,

Рис. 17.2. Кривые нагрева и охлаждения электродвигателя

Номинальные режимы работы электродвигателей

Режимы работы стандартизованы. Различают три основных режима: длительный (обозначается символом S1), крат­ковременный (S2) и повторнократковременный ( S3).

Длительный— это режим, в котором превышение тем­пературы двигателя достигает установившегося значения. Дли­тельный режим подразделяют на два вида: а) режим с по­стоянной нагрузкой и б) режим с переменной нагрузкой. К типу а) относятся ЭП вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортеров, текстильных станков и др. К типу б) — ЭП поршневых компрессоров, прокатных станов, токарных, фрезерных, сверлильных станков и др.

Режим работы ЭП отражают при помощи нагрузочных диаграмм (НД), которые представляют собой зависимость мощности Р, момента М или тока двигателя I от времени t

Примеры НД для длительного режима и кривая нагрева приведены на рис. 17.3.

В кратковременном режиме двигатель работает непродолжительное время, в течение которого превышение его температуры не достигает установившегося значения, а после отключения он успевает охладиться до температуры

Рис. 17.3. Нагрузочные диаграммы для длительного режима с постоянной нагрузкой (а) и с переменной нагрузкой (б)

охлаждающей среды (рис. 17.4, а). В этом режиме работают ЭП шлюзов, задвижек нефте- и газопроводов и др.

Повторнократковременным называют режим, в котором кратковременные периоды включения двигателя чередуются с периодами пауз, причем в период нагрузки превышение температуры двигателя не достигает установившегося значения, а при отключении не успевает достичь температуры охлаждающей среды. Примеры нагрузочных диаграмм и кривых нагрева для этих режимов приведены на рис. 17.4.

Рис. 17.4. Нагрузочные диаграммы и диаграммы нагрева для кратковременного режима работы (а) и для повторно-кратковременного режима работы (б)

ПВ — это величина равная отношению времени работы двигателя под нагрузкой ко времени цикла, измеряемая в процентах :

ПВ стандартизованы и составляют 15, 25, 40, 60%. Значение ПВ указывается на паспорте двигателя.

Двигатель мощностью PН1 с ПВ1 может быть использован при другой ПВ2. Мощность Р2, на которую можно при этом нагружать двигатель, определяется приближенным соотноше­нием

После несложной процедуры регистрации Вы сможете пользоваться всеми сервисами и создать свой веб-сайт.

16.3. Основные режимы работы электроприводов

Длительность работы и ее характер определяют рабочий режим привода. Для электропривода принято различать три основных режима работы: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

Продолжительный режим (согласно ГОСТ 183-74) — это режим работы такой длительности, при которой за время работы двигателя температура всех устройств элек­тропривода достигает установивше­гося значения (рис. 16.4, а).

В качестве примеров механиз­мов с длительным режимом работы можно назвать центробежные насо­сы насосных станций, вентиляторы, компрессоры, конвейеры непрерыв­ного транспорта, дымососы, бу­магоделательные машины, машины для отделки тканей и т. д.

При кратковременном режиме рабочий период относительно кра­ток (рис. 16.4, б) и температура двигателя не успевает достигнуть установившегося значения. Перерыв же в работе исполнительного механизма достаточно велик для того, чтобы двигатель успевал охладиться практически до температуры окружающей среды. Такой режим работы характерен для самых различных механизмов кратковременного действия: шлюзов, разводных мостов, подъемных шасси самолетов и многих других.

При повторно-кратковременном режиме (рис. 16.4, в) периоды работы чередуются с паузами (остановка или холостой ход), причем ни в один из периодов работы температура двигателя не достигает установившегося значения, а во время снятия нагрузки двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды.

Характерной величиной для повторно-кратковременного режима является отношение рабочей части периода Т’ ко всему периоду Т. Эта величина именуется относительной продолжительностью работы (ПР %) или относительной продолжительностью включения (ПВ %). Примерами механизмов с повторно-кратковременным режимом работы могут служить краны, ряд металлургических станков, прокатные станы, буровые станки в нефтяной промышленности и т. д.

В соответствии с основными видами режимов работы электропривода различно определяется и номинальная мощность электродвигателя. Условия нагревания и охлаждения двигателя при повторно-кратковременном режиме существенно отличаются от условий работы в продолжительном режиме.

Например, условия охлаждения обмотки возбуждения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения практически остаются неизменными и при остановке двигателя, а условия охлаждения якоря при остановке сильно ухудшаются. По этой причине двигатель постоянного тока, рассчитанный для продолжительного режима на неизменные условия охлаждения, при повторно-кратковременном режиме будет использоваться нерационально; при предельно допустимом нагреве обмотки якоря и коллектора обмотка возбуждения будет нагреваться значительно ниже допустимой температуры.

Читать еще:  Chevrolet lanos какой двигатель лучше

Следовательно, целесообразно для повторно-кратковременного режима изготовлять двигатели специальных типов. Руководствуясь этим, электротехническая промышленность изготовляет крановые электродвигатели, рассчитанные на три различных номинальных режима: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный. Соответствующее указание делается на табличке электродвигателя; под его номинальной мощностью следует понимать полезную механическую мощность на валу в течение времени, соответствующего его номинальному режиму, т. е. продолжительно, кратковременно или же повторно-кратковременно при определенной продолжительности включения.

В течение весьма короткого промежутка времени двигатель может развивать мощность значительно большую, чем номинальная. Мгновенная перегрузочная мощность двигателя — это наибольшая мощность на валу в течение весьма малого промежутка времени, развиваемая двигателем без каких-либо повреждений. Такая мощность определяется в большинстве случаев электрическими свойствами двигателя (максимальным моментом у асинхронных двигателей или условиями коммутации у двигателей постоянного тока), а иногда и механической конструкцией двигателя. Мгновенные перегрузочные свойства электродвигателя обычно характеризуются коэффициентом перегрузки по моменту λмом, т. е. отношением максимального кратковременно допустимого перегрузочного момента к номинальному: λиоы = Mmax/Мном. Для большинства электродвигателей λмом 2 (у специальных электродвигателей λ.мом = 3 ÷ 4).

Часто по условиям работы привода важна перегружаемость электродвигателя не мгновенная, а на определенный, относительно короткий промежуток времени. В соответствии с этим требованием указывается кратковременная перегрузочная мощность двигателя (временная мощность) — мощность, развиваемая двигателем в течение определенного ограниченного промежутка времени (5, 10, 15, 30 мин и т. д.), после чего двигатель должен быть отключен на столько времени, чтобы он успел охладиться до температуры окружающей среды. Для одного и того же двигателя соотношения между его продолжительной, перегрузочной и кратковременной перегрузочной мощностями зависят от электрической характеристики и конструкции двигателя.

Режимы работы электрических машин

Режим работы электрической машиныэто установленный порядок чередования периодов, характеризуемых величиной и продолжительностью нагрузки, отключений, торможения, пуска и реверса во время ее работы.

Режимы работы электродвигателей в электроприводах различных рабочих машин разнообразны и определяются технологическими процессами, реализуемыми этими рабочими машинами. Для иллюстрации этих режимов работы используют нагрузочные диаграммы.Такая диаграмма представляет собой графически выраженную зависимость параметра, характеризующего нагрузку приводного двигателя (мощности Р, момента М или силы потребляемого тока I) от продолжительности t отдельных этапов, составляющих время работы электропривода. В действительности нагрузочная диаграмма двигателя может иметь вид графика любой формы: прямой горизонтальной линии, если нагрузка двигателя в рассматриваемый отрезок времени не изменялась, либо кривой линии с плавным переходом от одного уровня нагрузки к другому, если нагрузка изменялась. Плавность перехода уровней нагрузки обусловлена инерционностью процессов в электроприводе. Для упрощения расчета требуемой мощности двигателя криволинейный график нагрузочной диаграммы разбивают на прямолинейные участки, в пределах которых нагрузка условно остается неизменной (рис. 2.10). Чем больше участков с различной нагрузкой, тем меньше ошибка такой замены, но тем сложнее последующие расчеты.

Согласно действующему стандарту ГОСТ 183—74 существует три основных режима работы двигателей, различающиеся характером изменения нагрузки.

Продолжительный режим S1

1. Продолжительный режим S1 — когда при неизменной номинальной нагрузке Рном работа двигателя продолжается так долго, что температура перегрева всех его частей успевает достигнуть установившихся значений τуст (тау установившееся).

Различают продолжительный режим с неизменной нагрузкой Р = const (рис. 2.11, а) и продолжительный режим с изменяющейся нагрузкой (рис.2.11, б). Например, электроприводы насосов, транспортеров, вентиляторов работают в продолжительном режиме с неизменной нагрузкой, а электроприводы прокатных станков, металлорежущих станков и т.п. работают в продолжительном режиме с изменяющейся нагрузкой.

Кратковременный режим S2

2. Кратковременный режим S2 — когда периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя (рис. 2.11, в).
При этом периоды работы (нагрузки) двигателя настолько кратковременны, что температуры нагрева всех частей двигателя не достигают установившихся значений, а периоды отключения двигателя настолько продолжительны, что все части двигателя успевают охладиться до температуры окружающей среды (допускается превышение температуры не более чем на 1 ºС).

Читать еще:  Громко работает двигатель змз

Стандартом установлена длительность периодов нагрузки 10; 30; 60 и 90 мин. В условном обозначении кратковременного режима указывается продолжительность периода нагрузки, например S2 — 30 мин.

В кратковременном режиме работают электроприводы шлюзов, разного рода заслонок, вентилей и других запорных устройств, регулирующих подачу рабочего вещества (нефть, газ, вода и др.) посредством трубопровода к объекту потребления.

Повторно-кратковременный режим S3

3. Повторно-кратковременный режим S3 — когда кратковременные периоды работы двигателя tр чередуются с периодами отключения двигателя (паузами) tп, причем за период работы tp превышение температуры не успевает достигнуть установившихся значений, а за время паузы части двигателя не успевают охладиться до температуры окружающей среды. Общее время работы двигателя в повторно-кратковременном режиме разделяется на периодически повторяющиеся циклы продолжительностью

При повторно-кратковременном режиме работы график нагревания двигателя имеет вид пилообразной кривой (рис. 2.11, г). При достижении двигателем установившегося значения температуры перегрева, соответствующего повторно-кратковременному режиму τуст.к, температура перегрева двигателя продолжает колебаться от τmin до τmax . При этом τуст.к меньше установившейся температуры перегрева, которая наступила бы, если режим работы двигателя был продолжительным (τуст.к

Режимы работы двигателей. Нагрузочные диаграммы электроприводов

При выборе мощности и типа двигателя, а также аппаратуры управления важную роль играет режим работы двигателя, который обуславливается характером нагрузки, создаваемой рабочей машиной.

Нагрузочная диаграмма электропривода представляет собой зависимость нагрузки электропривода от времени.

ГОСТом предусматривается восемь номинальных режимов работы электрических машин с условными обозначениями от S1 до S8.

Номинальным режимом работы электрической машины называют режим работы, для которого рабочая машина предназначается предприятием-изготовителем и который указан на щитке машины.

Основными номинальными режимами работы электродвигателей являются: продолжительный S1, кратковременный S2, повторно-кратковременный S3.

Продолжительным номинальным режимом работы (S1) называется режим работы двигателя при неизменной нагрузке, продолжающийся столько времени, что превышение температуры всех частей двигателя достигает установившихся значений (рис.4.3а, где Р, DР, t 0 С – соответственно мощность на валу двигателя, мощность потерь и температура превышения).

Температуру считают установившейся, если в течение часа работы двигателя она увеличивается не более чем на 1 0 . Такое состояние в электродвигателе наступает при работе с постоянной нагрузкой в течение времени н. Продолжительная работа характерна для большинства сельскохозяйственных машин: насосов, вентиляторов, молотилок, зерноочистительныех машин, большинства станков в ремонтных мастерских и т.д.

Кратковременным номинальным режимом работы (S2) называется режим работы двигателя, при котором рабочие периоды с неизменной номинальной нагрузкой чередуются с периодами отключения машины; при этом периоды нагрузки (рабочие периоды) недлительны и превышение температуры не достигает установившегося значения, а периоды паузы позволяют двигателю охладиться до температуры окружающей среды (рис.4.3б).

Промышленность выпускает электродвигатели со стандартной продолжительностью рабочего периода 10, 30, 60 и 90 мин. В кратковременном режиме работает электропривод, например, механизма поворота лотков в инкубаторе, транспортеров по уборке навоза, раздаче кормов, подъема щитов плотин в системах полива и др.

Рис.4.3. Графики, характеризующие основные номинальные режимы работы электродвигателей: а — продолжительный S1; б – кратковременный S2; в — повторно-кратковременный S3

Повторно-кратковременным режимом работы (S3) называется режим работы двигателя, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки tр (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины tп (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышение температуры могло достигнуть установившихся значений как при нагреве, так и при охлаждении (рис.4.3в).

Повторно-кратковременный режим характеризуется длительностью цикла, коэффициентом относительной продолжительности рабочего периода

(4.7)

и относительной продолжительностью включения (ПВ):

(4.8)

Длительность одного рабочего цикла

где tц, tр, tп – соответственно продолжительность цикла, рабочего периода и паузы.

ГОСТом установлено, что для данного режима работы продолжительность цикла не превышает 10 мин и относительная продолжительность включения ПВ=15, 25, 40 и 60%. Примером электропривода с повторно-кратковременным режимом работы является электропривод подъемно-транспортных механизмов.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector