Нагревание двигателей при повторно-кратковременном режиме работы

Процесс установления температуры в этом режиме при идеализированной нагрузочной диаграмме можно представить в виде рис. 6.5.1. Температура обмоток двигателя изменяется по экспоненциальным кривым и достигает установившихся колебаний с небольшой амплитудой. При правильном выборе двигателя, наибольшая температура не достигнет t¢_уст, а будет стремиться к величине t_уст=t_доп.

Если в этом режиме использовать двигатель длительного режима, то за счет охлаждения во время пауз он может работать в повторно-кратковременном режиме с коэффициентом термической перегрузки

, где

t¢_уст - наибольшая температура, которая имела бы место при длительной работе с потерями ∆Р_пк повторно-кратковременного режима.

Величина d может быть найдена на том основании, что для цикла работы, достаточно удаленного от начала, температура перегрева колеблется от t₀ до t_уст. При этом для периода работы, t_р можно написать

.

Температура перегрева в конце паузы понизится до , если считать, что двигатель имеет независимую вентиляцию, т.е. Т₀=Т_Н. Подставив значение t₀ и разделив обе части равенства на t_у, получим

.

Отсюда .

Но поскольку во время паузы Т₀>Т_Н (если охлаждение двигателя естественное), то

, отсюда

, где

- приведенный коэффициент продолжительности включения.

На основании выражения для d на рис. 5.6.2 построены кривые зависимости d от e¢ и ε при различных значениях . Точки, лежащие на оси ординат, где e¢=0 и e=0, соответствуют кратковременному режиму работы. Все кривые сходятся в точке с координатами e¢=1, d=1. Она отвечает длительному режиму работы. Из графика видно, что при e¢>0,6 допустимая тепловая перегрузка незначительна, а коэффициент механической перегрузки будет еще меньше. Поэтому при e>0,6 практически можно выбирать для повторного кратковременного режима двигатель режима S1.

Для повторно-кратковременного режима выпускается специальная серия машин – крановые и краново-металлургические двигатели (постоянного тока серии Д и переменного тока с к.з. ротором серии MTKF, MTKH, 4АС, с фазным ротором серии МТF, MTH, 4MT).

Двигатели, предназначенные для повторно-кратковременного режима конструктивно отличаются от двигателей длительного режима тем, что при одинаковой мощности с последними они имеют меньший момент инерции, что достигается уменьшением диаметра якоря (ротора) при увеличенной длине. Это позволяет уменьшить потери энергии в переходных режимах (уменьшается запас энергии во вращающихся элементах), увеличивается быстродействие, т.к. сокращается время пуска и торможения.

В справочниках и каталогах указывается, какую мощность они могут развивать при каждой стандартной ПВ. Для двигателей постоянного тока серии Д и краново-металлургических двигателей переменного тока основной (номинальной) ПВ% является ПВ 40%. Все величины, характеризующие двигатель при основной ПВ% являются номинальными (мощность, ток, момент, скорость), а эти же величины при других ПВ% являются допустимыми по условиям нагрева.