Sensul fizic al încălzirii constantă a motorului electric

Examinarea răcirea și încălzirea mașinilor electrice a arătat că, în mare măsură natura proceselor depinde de o încălzire Θ constantă. Prin urmare, pentru o mai bună înțelegere a acestor procese este necesar să se oprească în mai multe detalii cu privire la încălzirea constantă.

Încălzire permanentă este:

Acest lucru este în mod clar evident că această cantitate are dimensiunea timpului. Când aceeași mașină puterea de încălzire constantă electric va depinde de dimensiunile motorului. Pentru motoarele închise având o dimensiune mare, o încălzire constantă va fi mai mare decât pentru mașinile electrice protejate sau de tip deschis. De asemenea, nu este ultimul rol este jucat și condițiile de răcire a motorului. De exemplu, pentru mașini electrice, auto-ventilate, unde disiparea căldurii este destul de intens, teta este de mică importanță, și pentru o mașină electrică de tip închis, în cazul în care îndepărtarea căldurii este dificilă, teta va fi mai mult. Când viteza de rotație a motorului scade și ventilație, ceea ce duce la o încălzire mai intensă a motorului. De exemplu, pentru mașini de curent continuu electrice cu auto-ventilate cu o ancoră staționară constant de încălzire crește două - două ori și jumătate. încălzirea continuă a motoarelor asincrone pentru performanta generala cu un rotor staționar ajunge la aproximativ 4 - 4,5 ori în timpul Θ valoarea de rotație.

Θ este constantă numai în mașini electrice cu ventilație forțată, în care viteza de răcire nu va depinde de viteza de rotație.

Determinarea Θ poate fi determinată de încălzirea ecuațiilor (10) și de răcire (13). Presupunând că în fiecare proces egală lungime de încălzire constantă, sau altfel obține valoarea temperaturii mașinii supraîncălzire. În acest sens, timpul de încălzire constantă este timpul în care se încălzește la temperatura constantă mesaj ajunge la masina 0,632τnach electrice. sau răcire aparatul va ajunge la 0,368τu.

Sensul fizic al încălzirii constante este următoarea - de data aceasta, în care temperatura în exces a motorului atinge o valoare starea de echilibru, iar pierderile de căldură în mediu de motor lipseste. În aceste condiții, k = 0, iar ecuația de încălzire principală devine:

În cazul procesului de la o stare rece la t = 0 și τ = 0, expresia integrală mai sus ia forma:

Astfel, în absența schimbului de căldură corpului cu supraincalzirea mediului se produce de-a lungul unei legi linie dreaptă.

Substituind această expresie în temperatură constantă semnificație care depășește τu = Q / A obținem:

De obicei, ca o încălzire constantă ia partea cea mai importantă a mașinii, care afișează modul de încălzire globală. Ca de obicei, astfel de elemente să ia ancora de la mașinile de curent continuu și în inducție sau mașină sincronă - statorului.

Obținerea valorii Θ prin calcul este posibil, dar nu exact.

De aceea, de obicei, de încălzire constantă este determinată prin experimentare. În acest scop, în conformitate cu funcția de experiență a construi curba overtemperature de timp τ = f (t) și se aplică în acest grafic asimptota, corespunzând valorii constante a temperaturii este depășită τu = Q / A. Datorită faptului că obținerea o temperatură constantă la valori ridicate ale Θ necesită o durată mare de experiment, de obicei valori asimptotice τu utilizează o construcție auxiliară.

În acest scop, în axele de coordonate τ t și de a construi experimental îndepărtat curba τ = f (t):

Dar, întârziind axa t intervale egale și conduse prin At-le la intersecția cu curba verticală. S-a obținut prin punctul de intersecție a unei linii orizontale, extinzându-le la stânga axei y. Efectuat pe liniile orizontale din stânga, pe axa y reprezintă segmentele care sunt proporționale cu Dt - increment de temperatură în același interval de timp At. Punctul de intersecție cu linia dreaptă prin capetele segmentelor kΔτi, iar axa ordonată dă o valoare τu. Acest lucru este evident din următoarele relații.

Încălzirea motorului la un punct i este egal cu:

Un punct în altul i + 1:

creșterea temperaturii în același timp, va fi:

Înlocuirea termenilor anterioare ale τu ​​- τi. Obținem un sistem de coordonate și Δτ τu - ecuația τi a liniei care trece prin origine:

În această ecuație, reprezintă pantă. Rezultă că punctul kΔτi. kΔτi + 1, iar altele se vor afla pe o linie dreaptă.

Pentru a determina încălzirea constantă se realizează tangent la orice punct al curbei de încălzire și să continue până la intersecția liniei τu = const.

Segmentul la asimptota, și intercepta verticală a tangentei trasată prin punctul de contact, dă o valoare de încălzire constantă. Într-adevăr, ecuația curbei și tangenta la punctul t1 și τ1 este egal cu:

Amploarea panta tangenta este egală cu:

Abscisa punctului de intersecție al tangentei asimptota t2 cu τ = τu poate fi determinat din expresia:

Folosind ecuația de bază de căldură este ușor de demonstrat că fracțiunea constând din partea dreapta, este egal cu unitatea, deoarece:

constantă grafică valoare de determinare pentru un anumit număr de puncte de încălzire curba de creștere a temperaturii este prezentat mai jos:

Mai ales se obține cu ușurință dacă determinarea se efectuează tangente la origine. În acest caz, o constantă se obține ca intercepta tangentei la asimptota.

În aceeași figură indică faptul că, odată cu creșterea sarcinii motorului crește temperatură constantă supraîncălzire, dar la Θ rămâne neschimbat.

Același tip de mașini Θ crește cu dimensiunea mașinii. Este ușor să se dovedească expresia generală folosind o Θ încălzire constantă = C / A.

Capacitatea termică crește electrice mașină proporțional cu cub sau volum liniar dimensiuni și crește suprafața de răcire proporțional cu pătratul dimensiunilor liniare.

Astfel, ea poate fi considerată ca o primă aproximare că constanta crește de încălzire proporțional cu dimensiunile liniare ale mașinii:

Valorile Θ în cataloage ale producătorilor de mașini electrice nu este atât de dificil de a aduce date sistematice. Dar, pe baza literaturii de multe despre care se poate presupune că încălzirea constantă pentru:

• Design deschis cu un diametru de armături pentru armături de mașini de curent continuu de la 160 la 600 mm va fi în intervalul Θ = 25 - 90 minute;
• Ancore mașini de curent continuu închis de tip tip macara seria MP metalurgice cu diametrul armăturii 100 și 400 mm Θ = 65 - 270 de minute;
• motoare asincrone cu rotor în colivie auto ventilate și cu un diametru al rotorului de 105 cu 140 mm Θ = 11 - 22 min;
• motoare asincrone cu rotor bobinat Θ versiune deschisă poate fi selectat, cum ar fi ancore pentru mașini de curent continuu;

Dependența mașini Θ ancorează MP tip constant pe diametrul curentului este prezentat mai jos:

Trebuie reamintit faptul că temperatura de încălzire dependența exponențială discutată mai sus să aibă loc numai atunci când se analizează motorul ca un corp solid omogen. În condiții reale de mașini electrice de încălzire și răcire procese au loc mai dificil. În timpul funcționării, pierderile motorii din cupru și cauzează încălzirea oțelului. Cu toate acestea, datorită masei relativ mici și conductivitatea termică ridicată a înfășurării va fi încălzită mult mai rapid activă Motor din oțel. Acest lucru se datorează faptului că masa sunt mult mai mari, iar pierderile în mult mai puțin decât cuprul. Oțel, ca o consecință a suprafeței lor de răcire mare este întotdeauna mai puțin încălzită decât cuprul, și din cauza acestei diferențe de temperatură există între cupru și oțel, provocând un schimb de căldură lung.

încălzire suplimentară de bobina determină o încălzire rapidă a oțelului și cupru, ca urmare a creșterii temperaturii transferului de căldură încetinește. De aceea, la începutul curbei de încălzire înfășurării este expozantilor mai abrupte, și numai în procesul de echilibru coincide cu exponențială și devine aproape paralel cu axa timpului.

Ca un exemplu de mai jos prezintă curba obținută prin experiment:

Aici, curba 1 - încălzirea motorului de inducție stator 200 MA-15 kW și n = 1500 rot / min. Același Graficul prezinta exponențială curba 2 Θ = 20 min. Cele mai semnificative diferențe ale caracteristicilor de încălzire experimentale și calculate (calculate prin formulele de mai sus), tind să apară la începutul încălzirii.