Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Нагрев электродвигателейСтр 1 из 3Следующая ⇒
Выбор электродвигателя Электродвигатель — главный элемент электропривода. Выбор его является наиболее ответственной задачей при проектировании электрооборудования металлургических цехов и включает несколько независимых операций: выбор мощности электродвигателя и его электрических параметров (род то^а, напряжение, частота переменного тока), выбор конструктивно-монтажного исполнения и конкретного исполнения и марки двигателя. Параметры выбранного электродвигателя — номинальная мощность, частота вращения, номинальное напряжение, относительная продолжительность рабочего периода, пусковой и максимальный моменты, пределы регулирования частоты вра-щениц, нид механических характеристик, конструктивные особенности, исполнение должны соответствовать требованиям технологического процесс*'), параметрам и конструктивным особенностям рабочего механизма, параметрам электрической [сети, условиям работы и окружающей среды. Мощность электродвигателя выбирают, исходя из необходимости обеспечить выполнение заданного графика нагрузки при соблюдении нормального теплового режима и допустимой ме-ханичекой перегрузки двигателя. Применение двигателей завышенной мощности влечет неоправданное увеличение капи- Нагрев электродвигателей Процесс электромеханического преобразования энергии всегда сопровождается потерей части ее в самой машине. Преобразуясь в тепловую энергию, эти потери вызывают нагрев электрической машины. Потери энергии в машине могут быть постоянными (потери в железе, на трение и т. п.) и переменными. Переменные потери являются функцией тока нагрузки (75) i — сопротивле- где / — ток в цепи якоря, ротора и статора; ние обмоток якоря, ротора, статора. Для номинального режима работы (76) где —номинальные значения соответственно мощно- сти и к. п. д. двигателя. Уравнение теплового баланса двигателя имеет вид (77) где dQ — тепловая энергия, выделившаяся в двигателе за врем* " '~ —часть тепловой энергии, выделяющаяся в окружающую среду; dQ2 — часть тепловой энергии, аккумулируемая в двигателе и вызывающая его нагрев. Если уравнение теплового баланса выразить через тепловые параметры двигателя, то получим (78) где Л — теплоотдача двигателя, " С — теплоемкость двигателя, Дж/°С; т — превышение температуры двигателя над температурой окружающей среды £ Окр Стандартное значение температуры окружающей среды принимается 40 °С. Когда все выделяемое в двигателе тепло отдается в окружающую среду, наступает установившийся тепловой режим работы, при котором температура двигателя остается неизменной
и В этом случае и уравнение (78) при- мет вид (79) Откуда установившееся превышение температуры двигателя (80) Для выявления закона изменения температуры двигателя во времени решают дифференциальное уравнение теплового баланса (78). Разделив уравнение на с учетом (80), получим (81) где — постоянная времени нагрева двигателя, т. е. время, в течение которого двигатель нагревается до установившейся температуры при отсутствии отдачи тепла в окружающую среду. Если в начальный момент при /=.0 превышение температуры двигателя равно тНач, то решение уравнения (81) имеет вид (82) Из уравнения (81) видно, что изменение превышения температуры двигателя происходит по закону экспоненты (83) При нагреве двигателя тУет> тн, а при охлаждении тУст< тн. Если при охлаждении температура двигателя достигает температуры окружающей среды (туСт = 0), то (84) На рис. 74 представлены графики нагрева и охлаждения двигателя. Согласно уравнениям (82) и (83) переходный процесс на-грепа двигателя длится бесконечно (/ = оо). Практически же принимают продолжительность нагрепа и охлаждения двигателей ршпюЛ И -! >)'/'„. Время, необходимое для достижения уста-ншшмшейеи температуры, у открытых двигателей малой мощности составляет 2—4 ч (Гн = 0, 5-М ч); двигателей средней мощности 4—8 ч (Тн= 1-7-2 ч); закрытых двигателей 7—12 ч (7\, 2-гЗч). Наиболее чувствительным элементом к повышению температуры является изоляция обмоток. Изоляционные материалы, • которые применяют в электрических машинах, разделяются по клпесу нагреностойкости в зависимости от предельной допустимой температуры. Правильно выбранный по мощности электро-днигптель нагревается при работе до номинальной температуры, определяемой классом нагревостойкости изоляции (табл. 3).
Помимо температуры окружающей среды на процесс нагрева двигателя большое влияние оказывает интенсивность теплоотдачи его поверхности, которая зависит от способа охлаждения, в частности от скорости потока охлаждающего воздуха. Поэтому у двигателей с самовентиляцией при снижении скорости теплоотдача ухудшается, что требует снижения его нагрузки. Например, при Таблица 3 Классы нагревостойкости изоляции двигателей длительной работе такого двигателя со скоростью, равной 60% от номинальной, мощность должна быть снижена вдвое. Номинальная мощность двигателя повышается с увеличением интенсивности его охлаждения. В настоящее время для мощных приводов прокатных станов разрабатываются так называемые криогенные двигатели, охлаждаемые сжиженными газами.
|