2020-06-08
290Охлаждение двигателя в общем случае продолжается до t уст = 0, т.е. описывается уравнением (9.3). Постоянную времени охлаждения достаточно просто найти путем логарифмирования (9.3) в любой точке кривой х. Примем:
(9.7)
где τ 0 - начальное превышение температуры для опыта охлаждения, равное конечному значению в опыте нагревания двигателя.
После логарифмирования и простых преобразований:
(9.8)
2. Экспериментальная часть
Рис. 9.5. Электрическая схема теплового испытания асинхронного двигателя
Последовательность операций при выполнении эксперимента по исследованию нагревания АД в длительном режиме:
1) Выполнить измерение сопротивления обмотки АД R нач с помощью мультиметра, результат записать в табл. 9.1.
2) Запустить секундомер, установить ток якоря нагрузочной машины постоянного тока до значения в пределах от 0,5 до 1,0 А.
3) Снимать экспериментальные точки кривой нагревания τ = f (t) в течение 30 мин через каждую минуту, результаты измерений записать в табл. 9.1.
4) По завершении процесса нагревания снять нагрузку с асинхронного двигателя, отключить АД от питающей сети, измерить сопротивление обмотки АД в «горячем состоянии» R гор, результат записать в табл. 9.1.
5) Снимать экспериментальные точки кривой охлаждения τ = f (t) в условиях принудительной вентиляции в течение 30 мин через каждую минуту, при частоте вращения 1500 об/мин. Результаты измерений записать в табл. 9.1.
Таблица 9.1 – Экспериментальные данные тепловых процессов АД в длительном режиме
| R нач= 48,5 Ом, R гор= 57,5 Ом | ||
| t, мин | τ, °С | |
| Нагрев | Охлаждение | |
| 0 | 0 | 29,1 |
| 1 | 2,1 | 28,7 |
| 2 | 5,1 | 26,7 |
| 3 | 7,1 | 24,4 |
| 4 | 10,5 | 22,4 |
| 5 | 12,6 | 20,5 |
| 6 | 14,4 | 18,9 |
| 7 | 15,9 | 17,6 |
| 8 | 17,1 | 16,2 |
| 9 | 18,0 | 15,2 |
| 10 | 19,2 | 14,1 |
| 11 | 20,1 | 12,7 |
| 12 | 21,1 | 12,1 |
| 13 | 21,9 | 11,3 |
| 14 | 22,7 | 10,4 |
| 15 | 23,4 | 9,7 |
| 16 | 24,0 | 9,1 |
| 17 | 24,6 | 8,4 |
| 18 | 25,3 | 7,7 |
| 19 | 25,6 | 7,3 |
| 20 | 26,0 | 6,8 |
| 21 | 26,5 | 6,4 |
| 22 | 26,7 | 6,0 |
| 23 | 27,0 | 5,4 |
| 24 | 27,4 | 5,2 |
| 25 | 27,6 | 4,7 |
| 26 | 28,1 | 4,4 |
| 27 | 28,3 | 4,1 |
| 28 | 28,6 | 3,7 |
| 29 | 29,0 | 3,4 |
| 30 | 29,1 | 3,2 |
Последовательность операций при выполнении эксперимента по исследованию нагревания АД в повторно-кратковременном режиме:
1) Записать необходимые для проведения испытания данные в табл. 9.2.
2) Измерить сопротивление обмотки АД R нач с помощью мультиметра при температуре АД равной температуре окружающей среды (τ 0 = 0).
3) Установить ток якоря нагрузочной машины постоянного тока до значения в пределах от 0,5 до 1,0 А.
4) Зафиксировать точку кривой нагревания в конце времени t вкл в табл. 9.3, отключить двигатель, измерить сопротивление обмотки АД в начале и конце паузы нагрузки.
5) Повторить п. 3 и 4 три раза записывая показания в табл. 9.3.
Таблица 9.2 – Исходные данные для исследования
повторно-кратковременного режима
| Параметр | t вкл, мин | t откл, мин | T ц, мин | D t, мин | I нм, А |
| Значение | 5 | 3 | 8 | – | – |
Таблица 9.3 – Данные тепловых процессов АД
в повторно-кратковременном режиме
| Цикл | Режим | t, мин | τ, °С | R, Ом |
| - | Отключено | 0 | 0 | R 0= |
| 1 | Нагревание | t вкл = | 12,8 | – |
| Охлаждение | T ц= t вкл+ t откл= | 12,9 | – | |
| 2 | Нагревание | T ц + t вкл= | 19,6 | – |
| Охлаждение | 2 T ц= | 18,7 | – | |
| 3 | Нагревание | 2 T ц + t вкл= | 23,7 | – |
| Охлаждение | 3 T ц= | 22,2 | – | |
| 4 | Нагревание | 3 T ц + t вкл= | 26,3 | – |
| Охлаждение | 4 T ц= | 24,4 | – |
3. Расчеты и построения
1) Определить температуру обмотки в горячем состоянии Q Г, превышение температуры τR для длительного режима нагревания АД.
Температура обмотки электродвигателя в горячем состоянии рассчитывается по выражению, °С:
Θ Г = 
(9.9)
где R - сопротивление обмотки в момент измерений, Ом;
R 15 - сопротивление обмотки, приведенное к 15°С, Ом,
(9.10)
где R 0 - сопротивление обмотки в начале эксперимента, Ом;
a - температурный коэффициент, для медных обмоток a = 1/250;
Q 0 - начальная температура машины (температура окружающей среды), °С.
В расчетах температуру окружающей среды принять равной начальному значению температуры, измеренному температурным контроллером.
Превышение температуры, °С:
τR = Θ Г – Θ 0. (9.11)
2) Построить на графике экспериментальную кривую нагревания двигателя при работе в длительном режиме (табл. 9.1).
3) Определить всеми известными способами (п. 9.1.1) постоянную времени нагревания T н и установившуюся температуру τ уст, сравнить полученные значения между собой.
При существенных различиях значений T н или t уст нужно обратить внимание на точность построений, при незначительных различиях можно принять среднее значение.
4) Построить на графике экспериментальную кривую охлаждения двигателя (табл. 9.1).
5) Определить (п. 9.1.2) постоянную времени охлаждения T ох.
6) Определить коэффициент повторного включения в повторно-кратковременном режиме работы АД по выражению, %:
(9.12)
где t вкл, t откл - время включенного и отключенного состояния, мин;
Т ц = t вкл + t откл- цикл работы (Т ц £10мин).
7) Построить экспериментальную кривую тепловых процессов в АД при повторно-кратковременном режиме работы двигателя (по данным табл. 9.3).
4. Ответы на контрольные вопросы
1) Что является источником тепла в электрической машине?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2) Какие основное допущения принимается при анализе теплового состояния машины?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3) Что означает термин «превышение температуры»?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4) Что означает термин «постоянная времени нагрева»?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5) Какие классы термостойкости изоляции вам известны? Какие превышения температуры они допускают? Какое при этом берется в расчет значение температуры окружающей среды?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
