Файл: Lektsii_El_privod.pdf

Нагревостойкость - способность электроизоляционного материала выполнять свои функции при воздействии рабочей температуры в течение времени, сравнимого с расчетным сроком нормальной эксплуатации электрооборудования, в котором применяется данный электроизоляционный материал. Указанные в таблице температуры предельно допустимые для электроизоляционных материалов при их длительном использовании (в

течение ряда лет) в электрических машинах, трансформаторах и аппаратах,

работающих в нормальных эксплуатационных условиях. Класс нагревостойкости изоляции указывают на паспортном щитке электродвигателя. Для типовых тепловых расчетов температуру окружающей среды принимают +40°С. Следовательно, мощность двигателя, указанная на паспортном щитке, соответствует нормированной температуре окружающей среды +40°С.

Температуры в наиболее нагретом месте изоляции не должны превышать указанных предельно допустимых значений температуры при работе электрооборудования в нормальном режиме при предусмотренной для этого режима максимальной температуре охлаждающей среды.

Электродвигатель - электромеханический преобразователь. В самом

двигателе в процессе преобразования часть энергии теряется и выделяется в

Выбор двигателя завышенной мощности в 1,5 раза и более ведет к резкому ухудшению его энергетических показателей (КПД, соs ) и неоправданному перерасходу средств и электроэнергии. Кроме того, из-за систематической недогрузки двигатель в период работы не прогревается до необходимой температуры. В условиях влажной окружающей среды изоляция двигателя во время длительных пауз в работе постепенно увлажняется и ее сопротивление понижается. Это может привести к электрическому пробою изоляции при включении двигателя и его преждевременному выходу из строя.

Таким образом, мощность двигателя рассчитывают, прежде всего, исходя из обеспечения его нормированного нагрева, а затем в зависимости от характера нагрузки проверяют по дополнительным условиям: обеспечение пуска, устойчивой работы при перегрузках и т. д. для правильного выбора мощности двигателя по нагреву необходимо знать закон, по которому его температура изменяется во времени.

Рис.7.5. Графики нагрева и охлаждения электродвигателя.

В целях упрощения решения поставленной задачи допускают следующее:

двигатель представляет собой однородное тело, температура которого во всех точках в любой момент времени одинакова, т.е. его теплопроводность равна бесконечности; теплоотдача двигателя пропорциональна первой степени превышения температуры; теплоту, отдаваемую излучением, из-за малости не учитывают; в рассматриваемый малый период времени нагрузка на валу двигателя, потери ё мощности и температура окружающей среды неизменны [14].

На основании закона сохранения энергии с учетом принятых допущений составим уравнение теплового баланса электродвигателя для бесконечно малого интервала времени затрачена на нагрев самого двигателя, а другая часть будет отдана в окружающую среду.

Таким образом, справедливо равенство:

где Q - общее количество теплоты, выделяемое двигателем в единицу времени, Дж/с; С - теплоемкость двигателя, т. е. количество теплоты,

необходимое для повышения температуры двигателя на 1°С, Дж/град; А -

теплоотдача двигателя, т. е. количество теплоты, выделяемое двигателем в окружающую среду в единицу времени при разности температур, равной

1 С, Дж/с.град; - превышение температуры двигателя над температурой окружающей среды °С.

Выражение (7.5) представляет собой дифференциальное уравнение теплового баланса электродвигателя, причем уравнение с разделяющимися переменными. Процесс нагревания двигателя характеризуется зависимостью

превышения температуры двигателя над температурой окружающей среды во времени:

Следовательно, - это значение установившегося превышения температуры двигателя над температурой окружающей среды, которое достигается двигателем через бесконечно большое время.

Входящую в уравнение (7.11) постоянную величину

называют постоянной времени нагрева, так как она характеризует скорость нагревания двигателя. Постоянную можно представить как интервал времени, в течение которого двигатель достиг бы установившейся температуры , если бы отдача теплоты в окружающую среду отсутствовала.

Действительно, при А = 0 уравнение (7. 5) примет вид:

Считая, что нагрев двигателя начинается от температуры окружающей

среды, т.е. = 0, после интегрирования (7.14) получаем:

При различных нагрузках нагревание двигателя нагревание двигателя происходит по разным кривым, как это показано на рис.7.7. Постоянная времени нагрева двигателя остается неизменной.

Постоянные времени нагрева электродвигателя определяют различными методами.

Мето нормированных значений.

В реальных условиях при наличии теплоотдачи температура двигателя за

Указанным соотношением пользуются для определения значения постоянной времени нагрева, если известна полученная опытным путем

координат и перпендикуляром, опущенным на ось абсцисс из указанной

если провести касательную к экспоненциальной кривой = f (t) до пересечения с асимптотой, то отрезок, заключенный между точкой пересечения на асимптоте и перпендикуляром, проведенным через точку