Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Во время работы электродвигателя выделяется значительное количество теплоты, отрицательно влияющее на изоляционные материалы. В соответствии с этим надежность работы электродвигателя, его технико-экономические характеристики и номинальная мощность определяются нагревом материалов, применяемых для изоляции обмоток.
Срок службы изоляции зависит от качества и свойств изолирующего материала и температуры, при которой он работает. Например, хлопчатобумажная волокнистая изоляция, погруженная в минеральное масло при температуре около 90 °С, может надежно работать в течение 15...20 лет. За это время изоляция постепенно изнашивается, т. е. ухудшаются ее механическая прочность, эластичность и другие свойства, необходимые для нормальной работы. Повышение рабочей температуры всего на 8... 10 °С сокращает срок работы этого вида изоляции до восьми— десяти лет (примерно в 2 раза), а при 150 "С износ наступает через 1,5 месяца. Работа при температуре около 200 "С приводит эту изоляцию в негодность уже через несколько часов.
Степень нагрева изоляции электродвигателя зависит от нагрузки. Малая нагрузка увеличивает продолжительность изнашивания изоляции, но приводит к недоиспользованию материалов и повышению стоимости двигателя. Наоборот, работа двигателя с большой нагрузкой резко сокращает его надежность и срок службы и экономически невыгодна. Вследствие этого рабочую температуру изоляции и нагрузку двигателя, т. е. его номинальную мощность, выбирают из технико-экономических соображений с таким расчетом, чтобы продолжительность изнашивания изоляции (срок службы двигателя в условиях нормальной эксплуатации) была примерно 15...20 лет.
Изоляционные материалы, применяемые при изготовлении электродвигателей, разделены по нагревостойкости на несколько классов. Для каждого класса стандартом установлена предельно допустимая (максимальная) рабочая температура.
Для улучшения теплового режима работы электродвигателя и повышения его технико-экономических показателей применяют искусственную вентиляцию. В защищенных электродвигателях вентилятор расположен на валу внутри двигателя. При работе двигателя наружный воздух, перемещаемый вентилятором, отбирает теплоту от обмоток статора. У закрытых обдуваемых электродвигателей вентилятор расположен снаружи. Охлаждение происходит за счет перемещения потоков воздуха по оребренной поверхности двигателя.
Электродвигатель обеспечивает устойчивую работу и лучшие показатели при номинальном режиме работы, т. е. при режиме, на который двигатель рассчитан и при котором температура его находится в допустимых пределах, установленных для класса изоляции обмоток электродвигателя.
Установлено восемь номинальных режимов работы электрических машин. Четыре из них основные: продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный и перемежающийся.
Продолжительный режим соответствует номинальной неизменной нагрузке двигателя, продолжающейся столь долго, что температура всех его частей достигает установившихся значений. Установившейся температурой отдельных частей двигателя считают температуру, изменение которой в течение 1 ч не превышает 1 °С.
Кратковременный режим работы характеризуется тем, что двигатель работает при номинальной мощности, указанной в его паспорте. Это короткий отрезок времени, в течение которого температура двигателя не успевает достичь установившейся. После отключения двигатель длительно не работает и его температура постепенно снижается до температуры окружающей среды. В кратковременном режиме двигатели могут быть рассчитаны на стандартную продолжительность рабочего периода —10, 30, 60 и 90 мин.
Повторно-кратковременным режимом работы двигателя называется такой, при котором кратковременные рабочие периоды номинальной нагрузки чередуются с паузами. Продолжительность рабочих периодов и пауз не настолько велика, чтобы перегревы отдельных частей двигателя при неизмененной температуре окружающей среды могли достигнуть установившихся значений. Для этого режима установлены стандартные продолжительности включения (ПВ 15, 25, 40 и 60%) с длительностью рабочего периода до 10 мин. При повторно-кратковременном режиме работы двигатель нагревается меньше, чем при непрерывной нагрузке, и поэтому его можно нагружать сильнее, чем при продолжительном номинальном режиме работы.
Перемежающимся номинальным режимом называют такой режим длительной работы электродвигателя, при котором кратковременные рабочие периоды чередуются с периодами холостого хода. При этом средняя температура достигает установившегося значения.
При эксплуатации электродвигателя недопустимы перегрузки сверх его максимального вращающего момента, так как это приводит к затормаживанию (опрокидыванию), которое при длительной перегрузке может вызвать выход двигателя из строя.
При выборе электродвигателя следует учитывать условия и его режимы работы, необходимую частоту вращения и т. д. Правильный выбор имеет большое значение. Если на машине установлен двигатель большей мощности, чем требуется, он работает с низким КПД. Двигатель же недостаточной мощности быстро перегревается и не обеспечивает нормальной работы установки.
В зависимости от условий окружающей среды применяют электродвигатели следующих исполнений: защищенные, закрытые обдуваемые, взрывозащищенные. В сельскохозяйственном производстве наиболее распространены электродвигатели первых двух групп.
В двигателях защищенного исполнения все вращающиеся и токоведущие части закрыты. Это предотвращает случайное прикосновение к токоведущим частям, попадание капель и посторонних предметов. Воздух, необходимый для охлаждения, посту^ пает внутрь двигателя через вентиляционные окна.
Двигатели закрытого обдуваемого исполнения таких окон не имеют, поэтому их охлаждают с помощью вентилятора, установленного снаружи на валу двигателя и закрытого специальным кожухом. Вентилятор засасывает воздух через отверстия в кожухе и направляет его вдоль ребер статора, предназначенных для улучшения охлаждения. Кроме того, предусмотрена вентиляция и внутри корпуса электродвигателя.
При выборе электродвигателя необходимо знать характер среды помещения, в котором он будет установлен.
При выборе электродвигателя по частоте вращения необходимо стремиться к тому, чтобы двигатель имел такую же частоту вращения, что и рабочая машина, так как это избавит от промежуточной передачи.
В общем случае задача выбора двигателя по частоте вращения — это задача экономическая. С увеличением частоты вращения двигателя его габаритные размеры уменьшаются, а значит, снижаются расход материалов и стоимость. Кроме того, высокоскоростные двигатели имеют большие значения коэффициентов полезного действия (ч) и мощности (coscp) по сравнению с тихоходными. Однако большинство сельскохозяйственных машин тихоходные, поэтому между двигателем и рабочей машиной необходима механическая передача. С увеличением передаточного числа стоимость передачи растет. Таким образом, для каждой конкретной рабочей машины имеется своя оптимальная частота вращения.
Для правильного выбора мощности электродвигателя необходимо знать режим, в котором он будет работать. При продолжительном режиме работы правильно выбранный двигатель работает достаточно долго без перегрева сверх допустимой для данного класса изоляции температуры.
Различают работу двигателя при постоянной и переменной нагрузке. При постоянной нагрузке мощность двигателя Дв определяют в зависимости от мощности на валу машины Pv M по формуле
(28.4)
Обычно мощность рабочей машины указывают в ее паспорте. Для некоторых машин мощность можно подсчитать по теоретическим или эмпирическим формулам, а также по нормативным показателям потребления электрической энергии на единицу продукции:
(28.5)
где W— потребление энергии на производство единицы продукции, кВт • ч/т; П— производительность рабочей машины, т/ч.
Выбранный по каталогу двигатель проверяют на возможность пуска, так как рабочие машины обычно имеют повышенное сопротивление в момент трогания с места. В общем случае пусковой момент двигателя должен быть в 1,5 раза больше момента трогания рабочей машины.
При переменной нагрузке рабочей машины электродвигатель к ней подбирают методом эквивалентных величин: тока, момента или мощности. Под эквивалентной мощностью понимают постоянную мощность, при которой потери в двигателе равны потерям при данном переменном графике нагрузки. Эквивалентную мощность рассчитывают по формуле
(28.6)
где —мощности рабочей машины в течение интервалов времени t\,
Для новых рабочих машин график нагрузки составляют с помощью регистрирующих приборов (амперметра и ваттметра).
Выбранный электродвигатель проверяют на перегрузочную способность, которая характеризуется допустимым для данного типа двигателя отношением максимального момента (или тока) к номинальному. Учитывая возможность снижения напряжения при перегрузке, необходимо, чтобы максимальное мгновенное значение нагрузочного момента двигателя не превосходило 0,8цмМн (здесь цм —
перегрузочная способность двигателя по моменту: для асинхронных двигателей , в зависимости от мощности и частоты вращения; Мн — перегрузочный момент двигателя). Для привода
машин с ударной или колебательной нагрузкой применяют двигатели с повышенным скольжением серии АС или АОС. Чтобы смягчить колебания нагрузки, нужно повысить инерционность электропривода. Для этого используют специальные маховики.
Выбранные электродвигатели соединяют с той или иной сельскохозяйственной машиной или агрегатом с помощью передач: клиноременной, плоскоременной, цепной, а также муфтами и редукторами.
Дата публикования: 2015-07-22; Прочитано: 1149 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!