Установившиеся режим работы двигателя

Установившиеся режим работы двигателя

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.

Различают следующие режимы работы двигателей под нагрузкой в зависимости от ее длительности : продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

При продолжительном режиме двигатель работает без перерыва, причем рабочий период настолько велик, что нагрев двигателя достигает установившейся температуры.

Продолжительная нагрузка может быть постоянной или изменяющейся. В первом случае температура не изменяется, во втором — изменяется вместе с изменением нагрузки. С малоизменяющейся нагрузкой в этом режиме работают двигатели конвейеров, лесопильных рам и др., с переменной продолжительной нагрузкой работают двигатели различных металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков.

При кратковременном режиме двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а в течение паузы охлаждается до температуры окружающей среды. Продолжительность кратковременной работы ГОСТ на электрические машины устанавливает равной 10, 30, 60 и 90 мин.

При повторно-кратковременном режиме двигатель за период работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы — охладиться до температуры окружающей среды. В этом режиме двигатель действует с непрерывно чередующимися периодами работы под нагрузкой и вхолостую, или паузами.

При повторно-кратковременном режиме двигатель за период работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы — охладиться до температуры окружающей среды. В этом режиме двигатель действует с непрерывно чередующимися периодами работы под нагрузкой и вхолостую, или паузами.

Продолжительность включения электротехнического изделия (электротехнического устройства, электрооборудования) — отношение времени пребывания во включенном состоянии электротехнического изделия (электротехнического изделия, электрооборудования), работающего в повторно-кратковременном режиме, к длительности цикла (ГОСТ 18311-80).

Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной продолжительностью включения ПВ = [tp/(tp + tо)] 100 %, где tp и tо — время работы и паузы при продолжительности цикла ( t ц = t р+ t о) не более 10 мин.

Повторно-кратковременный режим бывает:

с продолжительностью включения ПВ = 1 5, 25, 40 и 60% и продолжительностью цикла 10 мин,

с частыми пусками при ПВ = 15, 25, 40 и 60 % и числом включений в час 30, 60, 120 и 240 при коэффициенте инерции 1,2, 1,6, 2,5 и 4,

с частыми пусками и электроторможением при тех же номинальных ПВ, числе включений и коэффициенте инерции,

перемежающийся с продолжительностью цикла 10 мин при нагрузках ПВ= 15, 25, 40 и 60%,

  • перемежающийся с электроторможением и частыми реверсами, число которых в час составляет 30, 60, 120 и 240 при коэффициенте инерции 1,2, 1,6, 2,5 и 4.
  • Режимы работы электродвигателей по ГОСТ

    Действующим ГОСТ предусматриваются 8 номинальных режимов , которые в соответствии с международной классификацией имеют условные обозначения S1 — S8.

    Продолжительный режим работы S1 — работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.

    Продолжительный режим работы электродвигателя S1

    Кратковременный режим работы S2 — работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.

    Для кратковременного режима работы нормируется продолжительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.

    Кратковременный режим работы электродвигателя S2

    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.

    В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин. Режим характеризуется величиной продолжительности включения в процентах:

    ПВ = (t р / ( t р + t п)) х 100%

    Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя S3

    Нормируемые значения продолжительности включения: 15, 25, 40, 60 %, или относительные значения продолжительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60.

    Для режима S3 номинальные данные соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.

    Режимы S1 — S3 являются в настоящее время основными, номинальные данные на которые включаются отечественными электромашиностроительными заводами в каталоги и паспорт машины.

    Номинальные режимы S4 — S8 введены для того, чтобы впоследствии упростить задачу эквивалентирования произвольного режима номинальным, расширив номенклатуру последних.

    Повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов S4 — последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время пуска, достаточно длительное для того, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей машины, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

    Читать еще:  Ваз 2114 двигатель и его характеристики

    Перемежающийся режим работы S6 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и время работы на холостом ходу, причем длительность этих периодов такова, что температура машины не достигает установившегося значения.

    Перемежающийся режим работы S6: to — время холостого хода

    Перемежающийся режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение. Режим не содержит пауз.

    Перемежающийся режим работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7

    Перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения S8 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или несколько периодов при других постоянных нагрузках, каждой из которых соответствует своя частота вращения (например, этот режим реализуется при переключении числа пар полюсов асинхронного двигателя). Режим не содержит пауз.

    Перемежающийся режим работы с периодически изменяющейся частотой вращения S8

    Учет режима работы имеет большое значение при подборе двигателя. Мощности двигателей, указанные в каталогах, приведены для режима S1 и нормальных условий работы, кроме двигателей с повышенным скольжением.

    Если двигатель работает в режиме S2 или S3, он нагревается меньше, чем в режиме S1, и поэтому он допускает большую мощность на валу.

    При работе в режиме S2 допустимая мощность может быть повышена на 50 % при длительности нагружения 10 мин, на 25 % — при длительности нагружения 30 мин, на 10% — при длительности нагружения 90 мин.

    Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

    Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

    Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

    Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

    Большая Энциклопедия Нефти и Газа

    Установившийся режим — работа — двигатель

    Установившийся режим работы двигателя с течением времени может нарушаться вследствие различных причин, вызывающих кратковременные изменения в условиях работы или двигателя, или потребителя. [1]

    Установившийся режим работы двигателя может быть достигнут только при равенстве крутящего момента М двигателя и момента сопротивления Мс потребителя. [2]

    Установившийся режим работы двигателя соответствует постоянной частоте управляющих импульсов, при этом средняя частота вращения ротора пропорциональна этой частоте. Движение ротора в установившемся режиме может иметь монотонный или колебательный характер в зависимости от сочетания параметров двигателя, нагрузки и частоты управляющего сигнала. [3]

    Установившийся режим работы двигателя возможен при условии, чтоМ — Л1СТ, где М — вращающий момент двигателя и Мст — статический момент на валу, обусловленный приводомт на — который работает двигатель. При изменении скорости вращения двигателя п в общем случае изменяются как момент М, так и Мст. От того, как происходит такое изменение, зависит степень устойчивости работы двигателя. Что же касается статического момента сопротивления на валу 7ИСТ М0 М2, то характер его изменения при изменении скорости вращения зависит от свойств электропривода. [5]

    Установившийся режим работы двигателя будет иметь место при таком угле 6, когда вращающий и тормозящий моменты двигателя взаимно уравновешиваются. [7]

    Установившийся режим работы двигателя может быть достигнут только при равенстве крутящего момента М двигателя и момента сопротивления Мс потребителя. [8]

    Установившийся режим работы двигателя внутреннего сгорания характеризуется постоянством числа оборотов ( или угловой скорости со) коленчатого вала при заданной нагрузке. [9]

    Установившийся режим работы двигателя внутреннего сгорания характеризуется постоянством числа оборотов ( или угловой скорости о) коленчатого вала при заданной нагрузке. [10]

    Нарушение установившегося режима работы двигателя вызывает отклонение числа оборотов вала в ту или иную сторону. При оголении гребного винта судна нагрузка главного двигателя резко уменьшается, вследствие чего число оборотов вала увеличивается и оказывается больше числа оборотов вала при равновесном режиме ( пв) в момент погружения винта, когда характеристикой сопротивления вновь становится кривая II. Работа главного двигателя в этот момент зависит от взаимного протекания характеристик двигателя и характеристики потребителя. Действительно, при новом числе оборотов п в пв ( фиг. Мс становится больше крутящего момента двигателя М, вследствие чего число оборотов вала уменьшается и равновесный режим восстанавливается. [11]

    Условием установившегося режима работы двигателя является равенство моментов вращающего и тормозного. Если вращающий момент, развиваемый двигателем Мэ, уравновешен тормозным моментом на валу Мт, то скорость вращения якоря остается постоянной. При нарушении равновесия моментов появляется дополнительный момент, создающий положительное или отрицательное ускорение вращения якоря. [12]

    Нарушение установившегося режима работы двигателя вызывает отклонение числа оборотов вала в ту или иную сторону. [13]

    Условием установившегося режима работы двигателя является равенство моментов вращающего и тормозного. Если вращающий момент, развиваемый двигателем М3 уравновешен тормозным моментом на валу Мт, то скорость вращения якоря остается постоянной. При нарушении равновесия моментов появляется дополнительный момент, создающий положительное или отрицательное ускорение вращения якоря. [14]

    Читать еще:  Что такое колектор двигателя

    Условием установившегося режима работы двигателя является равенство вращающего и тормозного моментов. Если вращающий момент, развиваемый двигателем M L, уравновешен тормозным на валу Мт, то скорость вращения якоря остается постоянной. При нарушении равновесия моментов создаются положительное или отрицательное ускорения вращения якоря. [15]

    Режимы работы главного двигателя судовой дизельной энергетической установки

    Страницы работы

    Содержание работы

    2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ СДЭУ

    2.1. Общая характеристика режимов

    Работа главных судовых дизелей протекает в различных условиях и связана с изменениями их показателей: эффективной мощности, экономичности, токсичности отработавших газов, тепловой и механической напряженности. Главный двигатель является элементом всего пропульсивного комплекса, поэтому режим его работы, в том числе, зависит от типа и условий плавания судна, от конструктивных элементов корпуса, типа движителя и машинной установки, способа передачи мощности потребителю. Знание режимов работы главных двигателей обеспечивает обоснованный выбор элементов главной энергетической установки.

    Энергетический комплекс состоит из двигателя – вырабатывающего энергию и потребителя – потребляющего энергию.

    Режим работы двигателя это совокупность состояния систем двигателя и потребителя энергии, определяющих протекание рабочего процесса, который оценивается показателями, количественно характеризующими работу в единицу времени. Эти показатели называются показатели режима работы двигателя. За показатели режима работы двигателя принимают: эффективный крутящий момент при соответствующей частоте вращения коленчатого вала; среднее эффективное давление при заданной частоте вращения коленчатого вала.

    Режимы работы главных двигателей обычно разделяют на установившиеся и неустановившиеся. Первые характеризуются постоянством нагрузки, частоты вращения коленчатого вала и теплового состояния деталей двигателя, при допустимых отклонениях. Для неустановившихся режимов характерна нестабильность указанных факторов, выходящая за допустимые отклонения.

    В учебной и научной литературе даются различные трактовки режимов работы двигателя, которые по смыслу иногда противоречивы. Так. Д.А. Рубец [68] под переменным режимом понимает любой режим, отличающийся от номинального и неустановившиеся режимы относит к категории переменных. Автор отождествляет неустановившиеся режимы работы с переменным. В.Н. Болтинский [68] считает, что среднее значение нагрузки тракторного двигателя есть стационарный режим (установившийся). Н.Х. Дьяченко [68] под установившимся режимом работы двигателя понимает такой режим, при котором показатели его работы (частота вращения, нагрузка, тепловые состояния и др.) не изменяются во времени. Если показатели, характеризующие рабочее состояние двигателя изменяются во времени или хотя бы один из них, то это считается достаточным чтобы назвать такой режим работ неустановившимся. Исходя из характерных особенностей, присущих каждому из режимов, Н.Х. Дьяченко их условно квалифицирует и впервые предлагает метод расчета параметров рабочего процесса на неустановившихся режимах. В.И. Крутов [68] считает, что установившийся режим есть равенство вырабатываемой энергии двигателем и израсходованной энергии потребителем и вводит понятие равновесного режима. Установившийся режим работы двигателя характеризуется совокупностью многих параметров отражающих те или иные свойства объекта. Основным признаком, характеризующим установившийся режим, является постоянство во времени значения каждого из параметров, т.е. подразумевается среднее его значение в определенном интервале времени.

    Так же режимы работы двигателя разделяют на номинальный режим работы двигателя, который гарантируется заводом-изготовителем и предусматривается техническими условиями на поставку (имеется в виду одновременная и парциальная работа двигателей на гребной вал, режим траления, буксировки и пр.), и на неспецификационные режимы работы двигателя (например, работа при значительном обрастании корпуса, сильном волнении и ветре, на мелководье, при крене, дифференте, на нестандартных сортах топлива, масла, в аварийных режимах). Работа на неспецификационных режимах работы двигателя допустима с определенными ограничениями. В ряде случаев (см. параграф 2.3) такие ограничения предусматриваются и для работы двигателя на номинальном режиме.

    Установившиеся режимы работы главных дизелей имеют место при постоянных малых, средних и полных ходах судна вперед и назад, на перегрузочных режимах, на минимально устойчивых частотах вращения коленчатого вала.

    Неустановившиеся режимы работы двигателя характерны при пуске, остановке двигателя, трогании судна с места, разгоне, реверсировании, циркуляции и др. Каждый из этих режимов может иметь место при различных условиях плавания судна (свободный ход или буксировка, траление, плавание в нормальных или штормовых условиях, плавание на глубокой воде или мелководье, на чистой воде или в ледовых условиях, в грузу или в балласте и пр.).

    Изменение режимов работы двигателя может происходить преднамеренно (в связи с необходимостью изменить скорость, направление движения судна) или случайно (под влиянием состояния водной поверхности, силы и направления ветра и др.).

    Таким образом, судовые двигатели, работают в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимах, представляют собой сложную комбинированную установку, в состав которой входят разнородные системы, взаимосвязанные между собой и определяющие технико-экономические и экологические показатели двигателя.

    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):

    где: rуст — установившееся превышение температуры, °С,

    Читать еще:  Характеристика обмоток эл двигателей

    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.

    Работа Шагового Двигателя. Режимы Работы.

    Тема — Работа Шагового Двигателя. Режимы Работы.

    Шаговый двигатель представляет собой бесщёточный синхронный электрический двигатель, который имеет несколько обмоток, и в котором поток электронов, проходящий через одну из обмоток статора движка, вызывает остановку ротора с его стабильной фиксацией. Последовательное включение обмоток шагового двигателя способствует импульсным угловым перемещениям ротора электрического двигателя. Движение ротора, в первую очередь, зависит от частоты и изменения характера импульсов управления.

    Можно выделить следующие режимы работы шаговых двигателей:

    1) статический

    2) квазистатический

    3) установившейся

    4) переходный

    Статический режим представляет собой режим работы, при котором по внутренними обмоткам статора шагового двигателя проходит постоянный ток, что в результате создаёт в пространстве неподвижное магнитное поле, ну, а ротор электродвигателя не движется. Под воздействием определённой нагрузки ротор шагового электродвигателя отклоняется от изначального положения на определённый угол. Характеристикой данного режима работы шагового двигателя является зависимость синхронизирующего статического момента от имеющегося угла рассогласования.


    Квазистатический режим
    является определённым режимом отработки единичных периодических шагов, в котором имеющиеся переходные процессы от прошедшего шага коммутации управления прекратились, и действительная скорость ротора двигателя в начале другого шага приравнена к нулю. Данный режим применяется в лентопротяжных, стартстопных и подобных системах и механизмах, где нужна стабильная фиксация ротора шагового двигателя после совершения каждого шага. Пороговая частота импульсов управления, при которой еще существует данный режим, характеризуется временем протекания электромеханических и электромагнитных переходных процессов. Увеличить частоту квазистатического режима возможно через увеличение количества обмоток статора либо же количества тактов коммутации управления. В этих случаях понижается кинетическая энергия и угол перемещения ротора, что понижает его склонность к качаниям.


    Установившийся режим
    представляет собой режим работы шагового двигателя, который подразумевает соответствующую неизменную частоту прохождения импульсов управления. При частоте импульсов управления F1, ниже частоты колебаний шагового двигателя F0, передвижение ротора будет подразумевать колебательный характер. Это повышает ошибку (динамическую) при совершении данного перемещения.

    Переходный режим является основным режимом работы при эксплуатации шагового двигателя. Он имеет пуск, торможение, реверс, переход с одной частоты управления на иную. Физические процессы могут быть как параметрами самими двигателя и его общей нагрузки, так и первоначальными условиями, где начинается процесс перехода. Главным требованием для переходных режимов является отсутствие потери шага, то есть, полное сохранение синхронизации, не смотря на любой характер изменения импульсов управления.

    Запуск двигателя происходит из нулевого положения ротора (полностью неподвижного), которое он имеет при установившихся токах, через скачки частоты импульсов управления от нуля до номинальной рабочей частоты. При этом ротор шагового двигателя вначале немного отстает от электромагнитного поля, а потом, резко ускоряясь, доходит до нормальной частоты вращения электромагнитного поля, слегка опережает его и снова уменьшает движение. Демпфирования колебания имеющейся скорости вращения ротора резко снижаются, после чего следует установившийся режим работы шагового двигателя.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector