Режимы работы электрических машин

УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЯ НА НАГРЕВАНИЕ И РЕЖИМЫРАБОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

 

Испытаниям на нагревание подвергаются все виды электрических машин. ГОСТ 25000-81 устанавливает методы испытаний на нагревание и ГОСТ 183-74 определяет предельные длительно допускаемые превыше­ния температуры частей электрических машин при различных способах измерения температуры. Задачей испытания на нагревание является определение теплового состояния машины, устанавливающегося при ее нагрузке в номинальном (или ином заданном) режиме работы, характе­ризуемого превышениями температуры отдельных частей, а для некото­рых видов машин - температурой, поскольку температура охлаждающей среда дляних достаточно определена. Это испытание может прово­диться либо непосредственно в таком режиме работы, либо косвенно путем проведения ряда опытов, в которых машина нагревается не сразу всеми потерями, соответствующими данному режиму, а поочередно поте­рями отдельных видов с последующим расчетным определением результа­та их совместного действия, либо, наконец, искусственным методом в режиме работы, подобранном так, чтобы нагревание было по возмож­ности близким к реальному режиму работы, но выполнение которого легче и экономичнее, чем реального режима.

Режимы работы электрических машин

Электрические машины могут работать в различных номинальных режимах. ГОСТ 183-74 классифицирует все возможные режимы их работы.

Режим S1 - продолжительный номинальный (рис.3.1), длитель­ность N которого такова, что при неизменных мощности Р нагрузки и потерях DР превышения температур Q_max, всех частей машины над прак­тически неизменной температурой охлаждающей среды достигают практи­чески установившихся значений. Под термином "практически установив­шаяся температура" понимается температура q, изменение которой не превышает 1°С в течение часа при условии, что нагрузка машины и температура охлаждающей среда остаются практически неизменными, а под термином "практически неизменная температура охлаждающей среды" понимается температура среды, изменяющаяся не более чем на 1°С в час для газообразной охлаждающей среды и 0.5 °С для жидкой.

Режим S2 - кратковременный номинальный (рис. 3.2). В этом ре­жиме периоды неизменной нагрузки чередуются с периодами отключения машины. При этом периоды нагрузки настолько непродолжительны, что превышения температур всех частей машины не успевают достичь установившихся значений.

Режим S3 - повторно-кратковременный номинальный (рис. 3.3). В этом режиме цикл работы равен сумме рабочего периода N и паузы R. Характеризуется режим продолжительностью включения (ПВ), выражаемой в процентах и равной отношению продолжительности рабочего периода к продолжительности полного цикла

где t_ц - продолжительность полного цикла.

Стандартными считаются ПВ = 15, 25, 40 и 60%. Продолжитель­ность цикла обычно принимается равной 10мин. В период паузы маши­на должна быть отключена и остановлена. Испытания проводятся до достиже­ния практически повторяющейся температуры частей машины, т.е. такой температуры в моменты включения или отключения, изменение которой не превышает 2 °С в час.

Режим S4 - повторно-кратковременныйноминальный с частыми пусками (рис. 3.4) и электрическим торможением.

В этом режиме в отличии от режима S3 количество циклов составляет от 30 до 360 в час, продолжительность пуска D соизмерима с длительностью работы N.

Режим S5 – повторно-кратковременный номинальный с частыми пусками и электрическим торможением (рис. 3.5).

В этом режиме каждый рабочий период заканчивается отключением машины и ее электрическим торможением длительностью

Режим S6 – перемежающийся номинальный (рис. 3.6). В нем рабочие периоды с неизменной номинальной кратковременной нагрузкой чередуются с периодами V холостого хода. Характеризует режим относительная продолжительность нагрузки (ПН), являющаяся отношением продолжительности рабочего периода N к продолжительности цикла t_ц полного цикла

,

где t_ц - продолжительность полного цикла.

 

Обычно считаются ПН, равные 15, 25, 40 и 60 %, а продолжитель­ность одного цикла составляет 10 мин.

Режим S7 - перемежающийся номинальный с частыми реверсами и электрическим торможением (рис. 3.7).

В нем каждый рабочий период заканчивается электрическим тор­можением, а затем без перерыва производится реверс и начинается следующий рабочий период. В этом режиме число реверсов 30...360 в час.

Режим S8 - перемежающийся номинальный с двумя частотами вра­щения и более (рис. 3.8). Он состоит из непрерывно чередующихся, циклов (количество циклов в час - 30, 60, 120 и 240), каждыйиз которых имеет несколько рабочих пе­риодов№1, №2, №3 с различными час­тотами n вращения и соответствую­щими нагрузками.

Если ЭМ предназначена для работы в нескольких номинальных ре­жимах, то испытания проводят в режимах с наибольшими превышениями температуры отдельных частей.

Испытание машины на нагревание в режиме S2 проводят при ус­ловии, что к началу испытания все части машины находятся в практи­чески холодном состоянии. Во всех других режимах испытания на нагревание можно начинать независимо от теплового состояния частей машины. Испытание на нагревание заканчивается для режима S1 при достижении практически установившейся температуры; для S2 после окончания нормальной длительности режима; для режимов S3, S4, S5 по достижении в местах измерений практически повторяющейся температуры в конце рабочих периодов и пауз (измерения температуры при испытаниях S3, S4, S5 производят после испытания половины последнего перио­да работы); для режимов S6, S7, S8 - после достижения в местах измерения практически повторяющейся температуры в конце соответствующей части цикла.

При испытаниях на нагревание в режимах S4, S5, S7, S8 коэффи­циент инерции должен быть номинальным. Величина коэффициента инер­ции оказывает существенное влияние на результаты испытаний. Под коэффициентом инерции понимают отношение суммы моментов инерции вращающейся части двигателя и приводимого механизма к моменту инерции вращения частей двигателя

Если частота вращения приводного механизма ПМ отличается от частоты вращения двигателя n_д, то момент инерции приводного механизма J_м должен быть приведен к валу двигателя по формуле

где J_м - фактический моментинерции приводимого механизма.

 

За нормальные значения коэффициента инерции приняты: 1,2;1,6; 2,0; 4.0; 6,3; 10,0.

Длявсех перемежающихся номинальных режимов работы допускается производить испытание на нагревание в эквивалентном продолжительном режиме работы, ток которого равен среднему квадратичному току дан­ного режима. В общем случае средний квадратичный ток может быть оп­ределен из равенства

где Т - продолжительность цикла;

I=f(t) - переменноезначение тока.

 

При переменной частоте вращения необходимо также знать экви­валентную частоту вращения. Однако определить n_экв значительно труднее, поскольку заранее неизвестна зависимость эффективности ох­лаждения от частоты вращения.

Условные обозначения:

N - время работы; R - время паузы; V - время холостого хода; F - время электрического торможения (период); t_ц – время полного цикла;

D - время пуска.