Нагрівання і охолодження двигунів

Вихідними даними для розрахунку потужності і вибору типу електроприводу є технологічні та конструктивні вимоги щодо умов регулювання швидкості та середовища, в якому він буде експлуатуватись. Основним елементом будь-якого електропривода є електродвигун. Тому від правильного його вибору залежать такі показники як економічність та довговічність: недостатня потужність зумовлює зниження продуктивності виробничого механізму та скорочує строк служби; надлишкова потужність збільшує капітальні витрати, зменшує ККД електропривода і коефіцієнт потужності, що призводить до завантаження мережі живлення змінного струму реактивною потужністю.

Потужність двигуна визначається допустимою температурою нагрівання його обмоток. Використання більш термостійкої ізоляції призводить до збільшення потужності при тих же габаритах двигуна.

Якщо двигун розглядати як однорідне тіло і тепловіддачу вважати пропорційною першій степені різниці температури двигуна і оточуючого середовища, то процес нагрівання при номінальному навантаженні буде описуватись рівнянням

, /2.1/

де - усталене значення температури, яке наступає, коли кількість теплоти, що виділяється у двигуні, дорівнює кількості теплоти, що віддається у навколишнє середовище; - стала часу нагрівання двигуна

Розв’язку рівняння /2.1/ відповідає крива 1 на рис.2.1.

У самовентильованих двигунів відкритого виконання малої і середньої потужності стала часу нагрівання , у двигунів закритого типу великої потужності - .

При відключенні самовентильованого двигуна і його зупинці стала часу охолодження значно більша, ніж як показано на рис.2.1.

Це зв’язано з тим, що при зупинці самовентильованого двигуна зменшується його тепловіддача. Коефіцієнт погіршення

тепловіддачі при нерухомому якорі чи роторі

Рис.2.1 ,

де і - тепловіддачі відповідно при нерухомому двигуні і при номінальний кутовій швидкості.

Наближені значення коефіцієнта у двигунів різного виконання такі:

Виконання двигуна

Закритий з незалежною вентиляцією

Закритий без примусового охолодження

Закритий самовентильований

Самовентильований захищений

З графіків слідує, що час нагрівання до буде дорівнювати безмежності. Тому приймають, що нагрівання закінчується тоді, коли температура досягне значення , що відповідає часу .

Нагрівання будь-якого двигуна залежить від втрат енергії в його елементах: в обмотках, в сталі, підшипниках тощо. Ці втрати залежать від характеру зміни статичного навантаження і умов протікання перехідних процесів. В залежності від характеру навантаження розрізняють такі номінальні режими роботи:

тривалий;