Физический смысл постоянной времени нагрева - это время в течение которого ЭД успевает нагреться от температуры окружающей среды, т.е. от , до при условии отсутствия теплоотдачи в окружающую среду. Докажем это.
Если мы в уравнении (103) условно примем , то
(107)
Уравнение (107) решим относительно времени. за которое при этих условиях двигатель нагреется от до .
Учитывая, что получим, что .
Таким образом доказали, что физический смысл постоянной времени нагрева соответствует записанному определению нагреву. Для определения постоянной времени нагрева можно использовать решение уравнения теплового баланса в виде:
(108)
Примем в уравнении (108) , тогда:
Поэтому для определения постоянной времени нагрева необходимо экспериментально, построить график .
Рис.81 График зависимости температуры от времени нагрева.
Однако на практике значительно чаще приходиться иметь дело с другими постановками задачи. Для того чтобы построить кривую нагрева, необходимо знать постоянную времени нагрева. Как уже было сказано теплоотдача двигателя. пропорциональна площади его поверхности т.е. 2-й степени габаритов двигателя, а теплоёмкость пропорциональна объему двигателя, т.е. 3-й степени габаритов 1-й степени габаритов двигателя и определение номинальной мощности двигателя малой мощности (до 100кВт) открытого исполнения постоянной времени нагрева находиться в пределах 1 минуты 1 часа. У двигателей большой мощности закрытого исполнения постоянная времени нагрева может соответствовать нескольким часам, примерная номограмма зависимости при показана на рис.82.
|
|
Рис.82 Номограмма зависимости постоянной времени нагрева от функции мощности.
Необходимо отметить также, что длительность переходного режима при изменении температуры двигателя зависит от нагрузки на валу двигателя ( - механической мощности), чем больше нагрузка, тем двигатель нагревается быстрее. Однако при этом будет изменяться величина установившейся температуры. Зависимость от нагрузки на валу можно просмотреть с помощью тепловых диаграмм одного и того же двигателя при различной величине механической нагрузки на его валу.
Рис.83 Тепловые диаграммы двигателя при различных нагрузках на его валу.