Режимы работы двигателей

Процессы нагревания и охлаждения двигателей были рассмотрены для случаев, когда статическая нагрузка двигателя в течение времени оставалась неизменной, и превышение температуры достигало установившегося значения. При охлаждении двигателя температуры изменялась до температуры окружающей среды. В действительности, статическая нагрузка двигателя в процессе работы не всегда постоянна.

Для каждой рабочей машины характерен свой режим работы. Эти режимы разделяют на 8 режимов с условным обозначением S1-S8.

1. Продолжительный номинальный режим S1 – режим работы двигателя с неизменной нагрузкой, продолжающейся столько времени, что превышение температуры всех его частей достигает установившихся значений (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Зависимость мощности Р на валу двигателя, мощности потерь , температуры Q от времени в продолжительном режиме работы двигателя

2. Кратковременный номинальный режим S2, при котором периоды работы двигателя с неизменной нагрузкой чередуются с периодами его отключения. При этом периоды работы не столь длительны, чтобы превышение температуры могло достигнуть установившегося значения, а периоды остановки настолько длительны, что все части его охлаждаются до температуры окружающей среды. В этом режиме рекомендуются продолжительности рабочего периода: 10, 30, 60, 90 мин.

Рисунок 5.2 –

3. Повторно-кратковременный номинальный режим S3 режим работы двигателя, при котором кратковременные периоды t_раб (рабочие периоды) с неизменной нагрузкой чередуются с периодами отключения t₀(паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы

Рисунок 5.3 - Графики нагрузки (мощности на валу двигателя Р) мощности потерь и температуры t от времени при кратковременном (S2)(а)и повторно-кратковременном (S2) (б) режимах работы

Превышения температуры всех частей двигателя могли достигнуть установившихся значений. В данном режиме работы без учета влияния пусковых потерь продолжительность рабочего цикла Т_ц не превышает 10 мин, и режим характеризуется относительной продолжительностью включения %. ПВ = 15, 20, 40, 60%, которая определяется по формуле:

ПВ = 100% = = 100%.

Электроприводы повторно-кратковременного режима работы очень распространены: электроприводы кранов, лифтов, подъемно-транспортных устройств, токарных, сверлильных, шлифовальных и других станков.

Режимы S1- S3 являются основными.

Режимы S4- S8 уточняют основные и помогают упростить нагрузочные диаграммы произвольных режимов.

Например.

Повторно-кратковременным номинальным режимом работы с частыми пусками (S4) называют такой режим, при котором периоды пуска и кратковременной неизменной номинальной нагрузкой чередуются с периодами отключения машины, причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры частей машины могли достигнуть установившихся значений. В этом режиме пусковые потери оказывают существенное влияние на превышение температуры частей машины. Здесь остановка двигателя после его отключения осуществляется путем выбега либо посредством механического торможения.

Рисунок 5.4 -

Данный режим характеризуется относительной продолжительность включения, числом пусков в час и коэффициентом инерции привода. Относительная продолжительность включения % определяется по формуле

_{ПВ =} 100%

Нормируются значения ПВ = 15, 25, 40, 60%. Нормируемое число пусков/час 30; 60; 120; 240.

Коэффициент инерции – это отношение суммарного приведенного к валу двигателя (момента инерции приводимого механизма и момента инерции якоря или ротора двигателя) к моменту инерции якоря (ротора) двигателя J_р.

FI =

Нормированные значения коэффициентов инерции 1.2;1.6;2.5;4; 6.3; 10.

Повторно-кратковременный режим работы с частыми пусками и электрическим торможением (S5), перемеживающийся номинальный режим работы (S6), перемеживающийся номинальный режим работы с частыми реверсами (S7), перемеживаюжийся режим с двумя и более угловыми скоростями (S8).

Более детальное описание последних режимов (S5-S8) дано, например, в книге Чиликина «Общий курс электропривода».