Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Номинальные режимы и номинальные величины

Номинальные режимы и номинальные величины

Электрические машины служат для преобразования механической энергии в электрическую (электрические генераторы), электрической энергии в механическую (электрические двигатели), а также для преобразования: частоты и числа фаз переменного тока, рода тока, например постоянного в переменный ток, постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения (электромашинные преобразователи).

1. ГОСТ 183-66. Общие технические требования, предъявляемые к электрическим машинам переменного тока с номинальной мощностью свыше 50 Вт (или 50 ВЧА) при частотах до 10 000 Гц и постоянного тока с номинальной мощностью свыше 50 Вт, сформулированы в ГОСТ 183-66. Стандарт распространяется только на электрические машины общепромышленного применения. Электрические машины должны изготовляться в соответствии с требованиями этого стандарта и стандартов или технических условий на отдельные виды электрических машин.

2. Номинальный режим — режим работы, для которого машина предназначена предприятием-изготовителем. Номинальный режим указывается на заводском щитке машины.

3. Номинальные данные электрической машины (мощность, напряжение, ток, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия и другие величины) характеризуют номинальный режим ее работы. Они относятся к работе машины на высоте до 1000 м над уровнем моря и при температуре газообразной охлаждающей среды до +40°C и охлаждающей воды до +30 °С (в стандартах и технических условиях может быть установлена другая температура охлаждающей воды, но не более +33 °С).

Номинальные данные машин, спроектированных до утверждения ГОСТ 183-66, относились к температуре газообразной охлаждающей среды +35° С и охлаждающей воды +25° С. Термин «номинальный» может применяться ко всем данным, относящимся к номинальному режиму, независимо от того, указаны эти данные на заводском щитке машины или нет.

4. Номинальные режимы работы электрических машин. Номинальный режим работы электрической машины должен соответствовать одному из следующих основных режимов.

а) Продолжительный режим (условное обозначение режима S1), при котором электрическая машина работает с неизменной нагрузкой, продолжающейся столько времени, что превышения температуры всех частей электрической машины при неизменной температуре охлаждающей среды достигают практически установившихся значений (рис. 15-1, а).

б) Кратковременный режим (S2) с длительностью периода неизменной номинальной нагрузки 10; 30; 60 и 90 минрежим работы, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения машины; при этом периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы превышения температуры всех частей электрической машины при практически неизменной температуре охлаждающей среды могли

достигнуть практически установившихся значений, а периоды остановки электрической машины настолько длительны, что все части ее приходят в практически холодное состояние (рис. 15-1,6).

в) Повторно-кратковременный режим (S3) с продолжительностью включения (ПВ) 15; 25; 40 и 60% (продолжительность одного цикла, если нет других указаний, принимают равной 10 мин)-режим работы электрической машины, при котором кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры отдельных частей электрической машины при практически неизменной температуре охлаждающей среды могли достигнуть практически установившихся значений.

Повторно-кратковременный номинальный режим работы характеризуется относительной (в процентах) продолжительностью включения (ПВ), определяемой по формуле

где N — время работы; R — пауза. Пусковые потери практически не оказывают влияния на превышения температуры отдельных частей машины (рис. 15-1, в).

г) Перемежающийся режим (S6) с продолжительностью нагрузки (ПН) 15; 25; 40 и 60% (продолжительность одного цикла, если нет других указаний, принимают равной 10 мин) — режим работы электрической машины, при котором кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами холостого хода (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры отдельных частей электрической машины при практически неизменной температуре охлаждающей среды могли , достигнуть практически установившихся значений (рис. 15-1, г).

Перемежающийся номинальный режим работы характеризуется относительной (в процентах) продолжительностью нагрузки (ПН), определяемой по формуле

где N — время работы; V — время холостого хода.

Помимо основных номинальных режимов работы S1, S2, S3 и S6 в качестве дополнительных (рекомендуемых) установлены режимы:

а) повторно-кратковременный с частыми пусками (S4) с ПВ 15; 25; 40 и 60%;

б) повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением (S5) с ПВ 15; 25; 40 и 60%;

в) перемежающийся с частыми реверсами при электрическом торможении (S7);

г) перемежающийся с двумя или более частотами вращения (S8).

В дополнительных номинальных режимах устанавливается: число включений в час (режимы S4 и S5), число реверсов в час (режим S7), число циклов в час (режим S8) (если в стандартах или технических условиях не установлено иное) 30; 60; 120; 240 при коэффициенте инерции (см. раздел) 1,2; 1,6; 2,5 и 4.

Рис. 15-1. Основные номинальные режимы работы электрических машин.

а — продолжительный режим S1; б — кратковременный режим S2; в — повторно-кратковременный режим S3; г — перемежающийся режим S6; Jм — максимальная температура.

Читать еще:  Двигатель 6 цилиндров нет холостого хода

5. Номинальная мощность электрической машины:

а) для генераторов постоянного тока- полезная мощность на зажимах машины;

б) для генераторов переменного тока-полная электрическая мощность при номинальном коэффициенте мощности;

в) для электродвигателей — полезная механическая мощность на валу;

г) для синхронных и асинхронных компенсаторов — реактивная мощность на зажимах компенсатора.

Номинальная мощность генераторов постоянного тока и электродвигателей выражается в Вт, кВт или МВт, генераторов переменного тока и компенсаторов-в ВА, кВА или MBА. Номинальная мощность указывается на заводском щитке электрической машины.

6. Номинальное напряжение электрической машины — напряжение, соответствующее ее номинальному режиму работы.

Номинальное напряжение трехфазной электрической машины — ее междуфазное (линейное) напряжение.

Номинальное напряжение ротора асинхронной машины с контактными кольцами — напряжение разомкнутой роторной обмотки (вторичной цепи) между контактными кольцами при неподвижном роторе и при статорной обмотке (первичной цепи), включенной на номинальное напряжение.

При двухфазной обмотке ротора за его номинальное напряжение принимают наибольшее из напряжений между контактными кольцами.

Номинальное напряжение возбудительной системы электрической машины с независимым возбуждением — номинальное напряжение того независимого источника, от которого получается возбуждение.

7. Номинальное напряжение возбуждения электрической машины — напряжение на зажимах или на контактных кольцах обмотки возбуждения при питании ее номинальным током возбуждения и сопротивлении обмотки при постоянном токе, которое должно быть приведено к расчетной рабочей температуре (см. раздел).

8. Номинальный ток электрической машины — ток, соответствующий номинальному режиму работы электрической машины.

9. Номинальный ток возбуждения электрической машины — ток возбуждения, соответствующий номинальному режиму работы.

10. Номинальное изменение напряжения электрического генератора — изменение напряжения на зажимах генератора (при работе отдельно от других генераторов) при изменении нагрузки от номинальной до нулевок и при сохранении номинальной частоты вращения; кроме того, для машин с независимым возбуждением — при сохранении номинального тока возбуждения, а для машин с самовозбуждением — при обмотке возбуждения, имеющей расчетную рабочую температуру (см. § 15-2, п. 10) и неизменное сопротивление цепи обмотки возбуждения. Изменение напряжения выражают в процентах или в долях номинального напряжения генератора.

11. Номинальные условия применения -условия, оговоренные в стандарте или технических условиях на данную электрическую машину, при которых эта машина должна иметь номинальную частоту вращения.

12. Номинальная частота вращения электрической машины — частота вращения, соответствующая работе машины при номинальном напряжении, мощности или моменте, частоте тока и номинальных условиях применения.

13. Номинальное изменение частоты вращения электродвигателя — изменение его частоты вращения при номинальном напряжении на его зажимах (а в случае двигателя переменного тока, кроме того, при номинальной частоте) при следующих изменениях нагрузки:

а) для двигателей, допускающих нулевую нагрузку, — от номинальной нагрузки до нулевой;

б) для двигателей, не допускающих нулевой нагрузки, — от номинальной нагрузки до 1/4 номинальной нагрузки.

Изменение частоты вращения выражают в процентах или в долях номинальной частоты вращения.

Номинальный режим

Номинальный режим (продолжительный режим) — такой режим работы машин и оборудования, при котором они могут наиболее эффективно работать на протяжении неограниченного времени (более нескольких часов). Для оборудования, связанного с рассеиванием энергии (резисторы), либо с её преобразованием (двигатели, генераторы), номинальный режим определяется возможностью работы оборудования без превышения предельно допустимых температур.

Для авиационного двигателя номинальный режим (или сокращённо «номинал», также «максимальный продолжительный» — Мпр [1] ) также является максимально допустимым для длительной работы и ограничен оборотами, нагревом лопаток турбины (для газотурбинных двигателей) или поршней и клапанов (для поршневых двигателей, нагревом масла. Поэтому, как правило, номинал используется только при наборе высоты, а наработка на номинале учитывается отдельно от наработки на взлётном и пониженных режимах и ограничена в общем ресурсе (как правило, цифрой порядка 25 %). Например, на самолётах Ан-72 и Ан-74 установлены отдельные счётчики ресурса для взлётного, номинального и пониженных режимов, включающиеся автоматически через концевые выключатели под рычагами управления двигателями [2] .

При продолжительном режиме выходная мощность меньше, чем при часовом или иных повышенных режимах, поэтому её повышение играет важную роль для оборудования, работающего долгое время под номинальной нагрузкой, как например электродвигатель вентилятора компьютера либо лампа освещения.

Среди способов повысить мощность оборудования в продолжительном режиме можно назвать следующие:

  • применение системы охлаждения (воздушной либо жидкостной), что позволяет увеличить объём отводимого тепла
  • снижение тепловых сопротивлений, достигаемое за счёт применения более совершенной изоляции, термопаст либо за счёт полировки соприкасающихся поверхностей на границе теплового перехода
  • для электрооборудования:
    • снижение электрических потерь
    • применение более нагревостойкой изоляции

Современные электродвигатели для повышения длительной мощности имеют монолитную изоляцию из кремнийорганического лака или иного изоляционного материала с высокой теплопроводностью, а также активное охлаждение. Двигатели, работающие в повторно-кратковременном (например, на грузоподъёмных кранах) или продолжительном (двигатели вентиляторов, тяговые двигатели электропоездов и городского электротранспорта) режимах имеют самовентиляцию от насаженной на вал крыльчатки [3] . Электродвигатели, работающие с номинальной нагрузкой в широком диапазоне частот вращения (двигатели некоторых станков, ТЭД локомотивов [4] ) часто имеют независимую вентиляцию от отдельно приводимого вентилятора, так как при малых оборотах самовентиляция не может быть обеспечена.

Читать еще:  Что щелкает в двигателе при разгоне

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

  • Справочник электрика
    • Бытовые электроприборы
    • Библиотека электрика
    • Инструмент электрика
    • Квалификационные характеристики
    • Книги электрика
    • Полезные советы электрику
    • Электричество для чайников
  • Справочник электромонтажника
    • КИП и А
    • Полезная информация
    • Полезные советы
    • Пусконаладочные работы
  • Основы электротехники
    • Провода и кабели
    • Программа профессионального обучения
    • Ремонт в доме
    • Экономия электроэнергии
    • Учёт электроэнергии
    • Электрика на производстве
  • Ремонт электрооборудования
    • Трансформаторы и электрические машины
    • Уроки электротехники
    • Электрические аппараты
    • Эксплуатация электрооборудования
  • Электромонтажные работы
    • Электрические схемы
    • Электрические измерения
    • Электрическое освещение
    • Электробезопасность
    • Электроснабжение
    • Электротехнические материалы
    • Электротехнические устройства
    • Электротехнологические установки

Режимы работы электродвигателей

Вероятные режимы работы электроприводов отличаются большущим разнообразием по нраву и продолжительности циклов, значениям нагрузок, условиям остывания, соотношения утрат в период запуска и установившегося движения и т.п., потому изготовка электродвигателей для каждого из вероятных режимов работы электропривода не имеет практического смысла.

На основании анализа реальных режимов выделен особый класс режимов —
номинальные режимы , для которых проектируются и делаются серийные движки .

Данные, находящиеся в паспорте электронной машины , относятся к определенному номинальному режиму и именуются номинальными данными электронной машины. Заводы-изготовители гарантируют при работе электродвигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке полное внедрение его в термическом отношении.

Действующим ГОСТ предусматриваются 8 номинальных режимов , которые в согласовании с интернациональной систематизацией имеют условные обозначения S1
— S8.

Длительный режим работы S1 — работа машины при постоянной нагрузке довольно долгое время для заслуги постоянной температуры всех ее частей.

Длительный режим работы электродвигателя S1

Краткосрочный режим работы S2 — работа машины при постоянной нагрузке в течение времени, недостающего для заслуги всеми частями машины установившейся температуры, после этого следует остановка машины на время, достаточное для остывания машины до температуры, менее чем на 2°С превосходящей температуру среды.

Для краткосрочного режима работы нормируется длительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.

Краткосрочный режим работы электродвигателя S2

Повторно-кратковременный режим работы S3 —
последовательность схожих циклов работы, любой из которых включает время
работы при постоянной нагрузке, за которое машина не греется до
установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до
температуры среды.

В этом режиме цикл работы такой, что пусковой ток не оказывает приметного воздействия на превышение температуры. Длительность цикла недостаточна для заслуги термического равновесия и не превосходит 10 мин.
Режим характеризуется величиной длительности включения в процентах:

ПВ = (t р / ( t р
+ t п)) х 100%

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя S3

Нормируемые значения длительности включения: 15, 25, 40, 60 %, либо относительные значения длительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60.

Для режима S3 номинальные данные соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.

Режимы
S1 — S3 являются в текущее время основными, номинальные данные на
которые врубаются русскими электромашиностроительными заводами в
сборники и паспорт машины.

Номинальные
режимы S4 — S8 введены для того, чтоб потом упростить задачку
эквивалентирования случайного режима номинальным, расширив
номенклатуру последних.

Повторно-кратковременный режим работы с воздействием пусковых процессов S4 — последовательность схожих циклов работы, любой из которых включает время запуска, довольно долгое для того, чтоб пусковые утраты влияли на температуру частей машины, время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не греется до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры среды.

Перемежающийся режим работы S6 — последовательность схожих циклов, любой из которых включает время работы с неизменной нагрузкой и время работы на холостом ходу, при этом продолжительность этих периодов такая, что температура машины не добивается установившегося значения.

Перемежающийся режим работы S6: to — время холостого хода

Перемежающийся режим с воздействием пусковых процессов и электронным торможением S7 — последовательность схожих циклов, любой из которых включает довольно долгий запуск, работу с неизменной нагрузкой и резвое электронное торможение. Режим не содержит пауз.

Перемежающийся режим работы с воздействием пусковых процессов и электронным торможением S7

Перемежающийся режим с временами изменяющейся частотой вращения S8 — последовательность схожих циклов, любой из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и постоянной частотой вращения, потом следует один либо несколько периодов при других неизменных нагрузках, каждой из которых соответствует своя частота вращения (к примеру, этот режим реализуется при переключении числа пар полюсов асинхронного мотора). Режим не содержит пауз.

Перемежающийся режим работы с временами изменяющейся частотой вращения S8

Учет режима работы имеет огромное значение при подборе мотора. Мощности движков, обозначенные в каталогах, приведены для режима S1 и обычных критерий работы, не считая движков с завышенным скольжением.

Читать еще:  Что повышает мощность двигателя четырехтактного

Если движок работает в режиме S2 либо S3, он греется меньше, чем в режиме S1, и потому он допускает огромную мощность на валу.

При работе в режиме S2 допустимая мощность может быть повышена на 50 % при продолжительности нагружения 10 мин, на 25 % — при продолжительности нагружения 30 мин, на 10% — при продолжительности нагружения 90 мин.

Для режима S3 рекомендуются движки с завышенным скольжением.

Номинальные режимы работы электродвигателей

По условиям нагревания различают восемь режимов работы электродвигателей, обозначемых S1, S2, … S8.

S1. Продолжительный номинальный режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя τ достигает установившегося значения tуст. Под температурой перегрева понимают разность τ=t°-tокр.ср. Идеализированная нагрузочная диаграмма P=f(t) и кривая t=f(t) изображены на рис. 6.2.1. В таком режиме работает электропривод таких механизмов, как вентиляторы, насосы, транспортеры.

S2. Номинальный кратковременный режим

Характеризуется тем, что за время кратковременной работы tк с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время отключенного состояния двигатель успевает охладиться до температуры окружающей среды.

Идеализированная нагрузочная диаграмма электропривода и кривая изменения температуры перегрева представлены на рис. 6.2.2. В таком режиме работает, например, электропривод механизмов с моментом сопротивления, обусловленным вязким трением. Длительность кратковременной работы стандартизована и составляет 15, 30, 60, 90 минут.

S3. Номинальный повторно-кратковременный режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева не достигает установившегося значения, а за время паузы, двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Идеализированная нагрузочная диаграмма и кривая t=f(t) изображены на рис. 6.2.3. Для характеристики этого режима принят символ ПВ% (продолжительность включения)

.

Используется и понятие относительной продолжительности включения ε

.

Время цикла не должно превышать 10 минут. Стандартные значения ПВ%: 15%, 25%, 40%, 60%.

S4. Номинальный повторно-кратковременный режим с частыми пусками

Характеризуется тем же, что и режим S3, но в этом режиме на нагрев двигателя существенно влияют пусковые потери. Идеализированная нагрузочная диаграмма и кривая t=f(t) изображены на рис. 6.2.4.

.

Нормируемые значения ПВ% те же, что и для режима S3. Стандартное число пусков в час 30, 60, 120, 240.

Для этого режима используется также такой показатель, как коэффициент инерции, представляющий отношение суммарного приведенного к валу двигателя момента инерции всей системы электропривода, к моменту инерции ротора или якоря самого двигателя .

Нормированные значения коэффициента инерции 1,2; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10.

S5. Номинальный повторно-кратковременный режим с частыми пусками и электрическим торможением

Этот режим также характеризуется тем же, что и режим S3, но в этом режиме на нагреве двигателя сильно сказываются потери при пуске и торможении.

.

Нормируемы значения ПВ% и числа пусков такие же, что и для режима S4. Значения коэффициента инерции Fу 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 4.

Идеализированная нагрузочная диаграммы и кривая τ(t) приведена на рис. 6.2.5.

S6. Номинальный перемежающийся режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время холостого хода он не охлаждается до температуры окружающей среды. Для обозначения этого режима используется символ ПН% (продолжительность нагрузки)

.

Продолжительность цикла не должна превышать 10 минут. Нормированные значения ПН% = 15, 25, 40, 60%.

Соответствующий график P=f(t) и τ=f(t) изображены на рис. 6.2.6.

S7. Номинальный перемежающийся режим с частыми реверсами

Характеризуется тем, что периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами реверса, причем периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы температура перегрева могли достигнуть установившихся значений. В этом режиме потери при реверсе оказывают существенное влияние на нагрев двигателя, работающего без остановки.

Числом реверсов в час 30, 60, 120, 240. Коэффициентом инерции такой же, что и в режиме S5.

Идеализированная нагрузочная диаграммы и кривая τ=f(t) приведена на рис. 6.2.7.

S8. Номинальный перемежающийся режим с двумя и более скоростями

Это режим, при котором периоды с одной нагрузкой и соответствующей ей угловой скорости чередуются с периодами работы с другой нагрузкой и соответствующей ей угловой скорости.

Потери энергии при переходе с одной скорости на другую в этом случае оказывают существенное влияние на нагрев двигателя, но периоды нагрузки на каждой из угловых скоростей не настолько длительны, чтобы температура перегрева двигателя могла достичь установившегося значения.

Данный режим характеризуется числом циклов в час, коэффициентом инерции и продолжительностью нагрузки на отдельных участках работы

Нормированные значения числа циклов в час: 30, 60; 120, 240. Коэффициент инерции: 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 4.

Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 301 ; Мы поможем в написании вашей работы!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector