Трансформаторы и электрические машины

Подождите немного. Документ загружается.

111

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

Ïîýòîìó ìàãíèòíûé ïîòîê äâèãàòåëÿ ïðè èçìåíåíèè íàãðóçêè òàêæå

ïðàêòè÷åñêè íå ìåíÿåòñÿ. Òîê

, ïîòðåáëÿåìûé äâèãàòåëåì èç ñåòè,

+= III

(4.15)

Îáìîòêà âîçáóæäåíèÿ ñîñòîèò èç áîëüøîãî ÷èñëà âèòêîâ îòíî-

ñèòåëüíî òîíêîãî ïðîâîäà è îáëàäàåò çíà÷èòåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì

, ïîýòîìó òîê âîçáóæäåíèÿ

ìàë ïî ñðàâíåíèþ ñ òîêîì ÿêîðÿ,

ñîñòàâëÿÿ îò íåãî íå áîëåå 3-4%.

Òîê âîçáóæäåíèÿ

()

ΡΒΒΒ

+= rrUI

(4.16)

Õàðàêòåðíûì ñâîéñòâîì äâèãàòåëåé ïàðàëëåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ

ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ïðè íàïðÿæåíèè ñåòè U = const è ñîïðîòèâëåíèè öåïè

âîçáóæäåíèÿ

ΡΒΒ

= const òîê âîçáóæäåíèÿ

= const è íå çàâèñèò

îò òîêà íàãðóçêè

Äëÿ îöåíêè ñâîéñòâ ýëåêòðè÷åñêèõ äâèãàòåëåé øèðîêî èñïîëüçóþò

ðàçëè÷íûå õàðàêòåðèñòèêè. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûì ðåæèìîì

ðàáîòû äâèãàòåëåé ïàðàëëåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ ÿâëÿåòñÿ ðåæèì ïðè U

= const è

=const. Â ýòîì ñëó÷àå ñâîéñòâà äâèãàòåëÿ äîñòàòî÷íî ïîëíî

îïèñûâàþòñÿ òðåìÿ õàðàêòåðèñòèêàìè: ìîìåíòíîé, ñêîðîñòíîé è

ìåõàíè÷åñêîé. Ñîãëàñíî (4.15), ìîìåíòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà

)(

IfM

Ðèñ. 4.18

112

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

áóäåò ëèíåéíîé (ðèñ. 4.19, à), òàê êàê ìàãíèòíûé ïîòîê äâèãàòåëÿ

ïàðàëëåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ îñòàåòñÿ ïîñòîÿííûì ïðè èçìåíåíèè òîêà

ÿêîðÿ è, ñëåäîâàòåëüíî, ìîìåíò äâèãàòåëÿ ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëåí òîêó

ÿêîðÿ.

Ðèñ. 4.19

Ñêîðîñòíîé õàðàêòåðèñòèêîé äâèãàòåëÿ ïîñòîÿííîãî òîêà

íàçûâàþò çàâèñèìîñòü ÷àñòîòû åãî âðàùåíèÿ îò òîêà ÿêîðÿ

)(

Ifn

à ìåõàíè÷åñêîé  çàâèñèìîñòü ÷àñòîòû âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ îò

ìîìåíòà

)(M

n =

ïðè U = const è

= const. Ñîãëàñíî (4.13),

ñêîðîñòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà äëÿ äâèãàòåëåé ïàðàëëåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ

áóäåò ëèíåéíîé (ðèñ. 4.19, à). Ñëåäîâàòåëüíî, ëèíåéíîé áóäåò òàêæå

ìåõàíè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà äâèãàòåëÿ (ðèñ. 4.19, á). Ïîäñòàâëÿÿ

çíà÷åíèå òîêà ÿêîðÿ

èç (4.5) â (4.13), ïîëó÷èì óðàâíåíèå

ìåõàíè÷åñêîé õàðàêòåðèñòèêè:

()

( )

Φ−Φ=

CCMrCUn

eae

(4.17)

Êîãäà â öåïè ÿêîðÿ îòñóòñòâóåò äîáàâî÷íûé ðåîñòàò (

ÐÅÃ

= 0),

ìåõàíè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà íàçûâàåòñÿ åñòåñòâåííîé. Ìåõàíè÷åñêàÿ

õàðàêòåðèñòèêà äâèãàòåëÿ, ó êîòîðîãî â öåïü ÿêîðÿ ââåäåí ðåãóëèðî-

âî÷íûé ðåîñòàò ñ ñîïðîòèâëåíèåì

ÐÅÃ

, íàçûâàåòñÿ èñêóññòâåííîé (ðèñ.

4.19, á). Åñòåñòâåííàÿ õàðàêòåðèñòèêà îáû÷íî ëèíåéíà è èìååò ñëåãêà

ïàäàþùèé õàðàêòåð. Êàê ìåõàíè÷åñêóþ, òàê è ñêîðîñòíóþ õàðàêòåðèñòèêè

ó äâèãàòåëåé ïàðàëëåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ ìîæíî ñ÷èòàòü æåñòêèìè, òàê

êàê ïðè èçìåíåíèè íàãðóçêè îò õîëîñòîãî õîäà äî íîìèíàëüíîé ÷àñòîòû

âðàùåíèÿ óìåíüøàþòñÿ íà 3-7%. Ñïîñîáíîñòü ýòèõ äâèãàòåëåé

113

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

ñîõðàíÿòü ÷àñòîòó âðàùåíèÿ ïî÷òè íåèçìåííîé ïðè èçìåíåíèè íàãðóçêè

øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ íà ïðàêòèêå.

Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ÷àñòîòó âðàùåíèÿ äâèãàòåëåé ïàðàëëåëüíîãî

âîçáóæäåíèÿ ìîæíî èçìåíÿòü â øèðîêèõ ïðåäåëàõ ñ ïîìîùüþ ðåãóëèðî-

âî÷íîãî ðåîñòàòà ñ ñîïðîòèâëåíèåì

, ïîçâîëÿþùåãî èçìåíÿòü òîê

âîçáóæäåíèÿ äâèãàòåëÿ

è åãî ìàãíèòíûé ïîòîê Φ è, êàê ñëåäóåò èç

(4.13), ÷àñòîòó âðàùåíèÿ

Ñëåäóåò îñîáî îòìåòèòü, ÷òî ïðè õîëîñòîì õîäå è íåáîëüøîé íàãðóç-

êå äëÿ äâèãàòåëÿ ïàðàëëåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ áîëüøóþ îïàñíîñòü ïðåäñò-

àâëÿåò çíà÷èòåëüíîå óìåíüøåíèå òîêà âîçáóæäåíèÿ è òåì áîëåå îáðûâ

öåïè âîçáóæäåíèÿ, êîãäà

(

0=Φ

). Â ýòîì ñëó÷àå ÷àñòîòà âðàùå-

íèÿ ìîæåò âîçðàñòè äî îïàñíûõ ïðåäåëîâ  äâèãàòåëü èäåò âðàçíîñ.

Äëÿ îöåíêè ýêñïëóàòàöèîííûõ ñâîéñòâ äâèãàòåëåé øèðîêî èñïîëü-

çóþò ðàáî÷èå õàðàêòåðèñòèêè, ïðåäñòàâëÿþùèå çàâèñèìîñòü ïîòðåáëÿå-

ìîé ìîùíîñòè

, òîêà ÿêîðÿ

, ÷àñòîòû âðàùåíèÿ

, ìîìåíòà

ÊÏÄ

îò ìîùíîñòè íà âàëó

ïðè U = const è

= const (ðèñ. 4.20). Èç

ðèñóíêà âèäíî, ÷òî ñ óâåëè÷åíèåì íàãðóçêè ÷àñòîòà âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ

íåñêîëüêî óìåíüøàåòñÿ è õàðàêòåðèñòèêà

)

(

ëèíåéíà, à òàêæå

òî, ÷òî ìîìåíò ÿêîðÿ ðàñòåò ïðàêòè÷åñêè ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíî

íàãðóçêå, ò.å. õàðàêòåðèñòèêà

)(

M =

òîæå ëèíåéíà.

Õàðàêòåðèñòèêè

)(

P =

)(

= è

)

(

èìåþò âèä,

õàðàêòåðíûé äëÿ ëþáûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ìàøèí.

Äâèãàòåëü ñ ïîñëåäîâàòåëüíûì âîçáóæäåíèåì. Íà ðèñ. 4.21

ïðèâåäåíà ñõåìà äâèãàòåëÿ ïîñëåäîâàòåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ. Îáìîòêà

âîçáóæäåíèÿ, îáìîòêà ÿêîðÿ è ïóñêîâîé ðåîñòàò

â ýòîì äâèãàòåëå

ñîåäèíÿþòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíî, ïîýòîìó òîê ÿêîðÿ ÿâëÿåòñÿ îäíîâðåìåí-

íî è òîêîì âîçáóæäåíèÿ. Òàê êàê ÷àñòîòà âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ

()

[]

()

,Φ+−=

enaa

CrrIUn

(4.18)

òî åå ìîæíî ðåãóëèðîâàòü êàê ïîñðåäñòâîì èçìåíåíèÿ Ô, òàê è ïóòåì

èçìåíåíèÿ U. Â ïåðâîì ñëó÷àå äëÿ ðåãóëèðîâàíèÿ èçìåíÿþò ìàãíèò-

íûé ïîòîê ïóòåì øóíòèðîâàíèÿ îáìîòêè âîçáóæäåíèÿ ðåãóëèðîâî÷íûì

ðåîñòàòîì (÷àñòü òîêà îòâåòâëÿåòñÿ ÷åðåç ðåîñòàò, âêëþ÷åííûé

ïàðàëëåëüíî îáìîòêå âîçáóæäåíèÿ, óìåíüøàåòñÿ òîê âîçáóæäåíèÿ).

×àñòîòó âðàùåíèÿ çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà çàæèìàõ ÿêîðÿ

ðåãóëèðóþò, âêëþ÷àÿ ïîñëåäîâàòåëüíî ñ ÿêîðåì ðåîñòàò, íà êîòîðîì

ïàäàåò ÷àñòü íàïðÿæåíèÿ ñåòè, âñëåäñòâèå ÷åãî ÷àñòîòà âðàùåíèÿ

äâèãàòåëÿ óìåíüøàåòñÿ. Ýòîò ñïîñîá ðåãóëèðîâàíèÿ íåýêîíîìè÷åí èç-

çà áîëüøèõ ïîòåðü ýíåðãèè â ðåîñòàòå.

114

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

Õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ äâèãàòåëåé ïîñëåäîâàòåëüíîãî âîçáóæ-

äåíèÿ ÿâëÿåòñÿ ðåçêîå óìåíüøåíèå ÷àñòîòû âðàùåíèÿ ïðè óâåëè÷åíèè

íàãðóçêè. Ïðè íåíàñûùåííîé ìàãíèòíîé ñèñòåìå ìàøèíû, êîãäà

(0,8-0,9)

, ñêîðîñòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà äâèãàòåëÿ

)(

Ifn

èìååò âèä

ãèïåðáîëû (ðèñ. 4.22). Ïðè áîëüøèõ íàãðóçêàõ (

), êîãäà íàáëþ-

äàåòñÿ íàñûùåíèå ìàãíèòíîé ñèñòåìû ìàøèíû (Ô = const), ñêîðîñòíàÿ

õàðàêòåðèñòèêà ñòàíîâèòñÿ ëèíåéíîé.

Ìîìåíòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà äâèãàòåëÿ

)

(

ïðè íåíàñûùåí-

íîé ìàãíèòíîé ñèñòåìå ìàøèíû èìååò âèä ïàðàáîëû (ñì. ðèñ. 4.22),

òàê êàê

=Φ è ýëåêòðîìàãíèòíûé ìîìåíò

aaa

kIICCICCM

==Φ=

ΦΜΜ

, (4.19)

ãäå k  ïîñòîÿííàÿ. Òàêèì îáðàçîì, ïðè íåíàñûùåííîé ìàãíèòíîé

ñèñòåìå ìàøèíû ýëåêòðîìàãíèòíûé ìîìåíò èçìåíÿåòñÿ ïðîïîðöèî-

íàëüíî êâàäðàòó òîêà ÿêîðÿ.

Â òî æå âðåìÿ çíà÷èòåëüíîå óâåëè÷åíèå íàãðóçêè íà âàëó äâèãàòåëÿ

ñîïðîâîæäàåòñÿ ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøèì ðîñòîì òîêà ÿêîðÿ. Ýòî

ñâîéñòâî äâèãàòåëÿ ïîñëåäîâàòåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ îñîáåííî öåííî

òîãäà, êîãäà òðåáóåòñÿ áîëüøîé âðàùàþùèé ìîìåíò, çíà÷èòåëüíî

ïðåâûøàþùèé íîìèíàëüíûé.

Ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè

`)(M

n =

äâèãàòåëÿ ÿâëÿþòñÿ

ìÿãêèìè è èìåþò ãèïåðáîëè÷åñêèé âèä (ðèñ. 4.23). Ïîäñòàâëÿÿ çíà÷åíèå

òîêà èç (4.19) â (4.18), ïîëó÷èì âûðàæåíèå, îïðåäåëÿþùåå ìåõàíè÷åñêóþ

Ðèñ. 4.20 Ðèñ. 4.21

115

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

õàðàêòåðèñòèêó äâèãàòåëÿ ïðè

)9,08,0( −=

()

ΦΜΦ

−=

CCMCC

(4.20)

Ïðè íàñûùåíèè ìàãíèòíîé ñèñòåìû äâèãàòåëÿ (

) çàâèñè-

ìîñòü

`)(M

n =

ñòàíîâèòñÿ ëèíåéíîé. Èçìåíÿÿ ñîïðîòèâëåíèå

ðåîñòàòà

, âêëþ÷åííîãî ïîñëåäîâàòåëüíî ñ ÿêîðåì, êðîìå

åñòåñòâåííîé õàðàêòåðèñòèêè 1 ìîæíî ïîëó÷èòü ñåìåéñòâî ðåîñòàòíûõ

õàðàêòåðèñòèê 2 è 3.

Íà ðèñ. 4.24 ïðèâåäåíû ðàáî÷èå õàðàêòåðèñòèêè äâèãàòåëÿ ïîñëåäî-

âàòåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ. Õàðàêòåðèñòèêè

)

(

)(

n =

íåëèíåéíû, à õàðàêòåðèñòèêè

)(

= ,

)

(

)(

èìåþò

âèä, àíàëîãè÷íûé ïîäîáíûì çàâèñèìîñòÿì äëÿ äâèãàòåëÿ ïàðàëëåëü-

íîãî âîçáóæäåíèÿ. Íà ðèñ. 4.24 íà÷àëüíûå ó÷àñòêè ðàáî÷èõ õàðàêòåðèñ-

òèê, èçîáðàæåííûå øòðèõîâûìè ëèíèÿìè, ñîîòâåòñòâóþò ðàáîòå

äâèãàòåëÿ ïðè ìàëîé íàãðóçêå, êîãäà ÷àñòîòà âðàùåíèÿ ñòàíîâèòñÿ

íåäîïóñòèìî áîëüøîé.

Äâèãàòåëü ñî ñìåøàííûì âîçáóæäåíèåì. Íà ðèñ. 4.25

ïðèâåäåíà ñõåìà äâèãàòåëÿ ñìåøàííîãî (êîìïàóíäíîãî) âîçáóæäåíèÿ,

ó êîòîðîãî èìåþòñÿ äâå îáìîòêè âîçáóæäåíèÿ. Â äâèãàòåëå ìàãíèòíûé

ïîòîê Ô ñîçäàåòñÿ ñîâìåñòíûì äåéñòâèåì òîêîâ âîçáóæäåíèÿ øóíòîâîé

ÂØ

è ñåðèåñíîé

îáìîòîê. Îáìîòêè âîçáóæäåíèÿ ìîæíî âêëþ÷àòü

òàêèì îáðàçîì, ÷òî îíè áóäóò ñîçäàâàòü ìàãíèòíûå ïîòîêè îäíîãî

(ñîãëàñíîå âêëþ÷åíèå) èëè ïðîòèâîïîëîæíîãî íàïðàâëåíèé.

Ðèñ. 4.22 Ðèñ. 4.23

116

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

Ðèñ. 4.24 Ðèñ. 4.25

Ðàáî÷èå õàðàêòåðèñòèêè äâèãàòåëÿ ñìåøàííîãî âîçáóæäåíèÿ

ÿâëÿþòñÿ ïðîìåæóòî÷íûìè ìåæäó õàðàêòåðèñòèêàìè äâèãàòåëåé

ïàðàëëåëüíîãî è ïîñëåäîâàòåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ. Ýòè äâèãàòåëè ïðè

ðàáîòå âõîëîñòóþ íå èäóò âðàçíîñ, òàê êàê âñåãäà èìååòñÿ ïîñòîÿííûé

ìàãíèòíûé ïîòîê, ñîçäàâàåìûé ïàðàëëåëüíîé îáìîòêîé âîçáóæäåíèÿ.

Êðîìå òîãî, èç-çà íàëè÷èÿ ïîñëåäîâàòåëüíîé îáìîòêè âîçáóæäåíèÿ â

íèõ ïðè âîçðàñòàíèè íàãðóçêè óâåëè÷èâàåòñÿ ìàãíèòíûé ïîòîê. Äâèãàòåëè

îáëàäàþò áîëüøåé ïåðåãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòüþ ïî ñðàâíåíèþ ñ

äâèãàòåëÿìè ïàðàëëåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ.

5. ÝËÅÊÒÐÎÏÐÈÂÎÄ

Ýëåêòðîïðèâîäîì íàçûâàåòñÿ ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîå óñòðîéñòâî,

ñîñòîÿùåå èç ýëåêòðîäâèãàòåëÿ, ïåðåäàòî÷íîãî ìåõàíèçìà, ñîåäèíÿþ-

ùåãî ýëåêòðîäâèãàòåëü ñ èñïîëíèòåëüíûì ìåõàíèçìîì, è ýëåìåíòîâ

óïðàâëåíèÿ è àâòîìàòèçàöèè.

Ýëåêòðîïðèâîäû â çàâèñèìîñòè îò ÷èñëà îáñëóæèâàåìûõ ïðîèçâîä-

ñòâåííûõ ìàøèí è ñòóïåíåé ìåõàíè÷åñêèõ ïåðåäà÷ ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà

òðè òèïà: ãðóïïîâûå, îäèíî÷íûå è ìíîãîäâèãàòåëüíûå. Ïðè ãðóïïîâîì

ïðèâîäå ìåõàíè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ïî îòäåëüíûì ïðîèçâîäñòâåííûì ìàøè-

íàì ïåðåäàåòñÿ è ðàñïðåäåëÿåòñÿ îò îäíîãî ýëåêòðîäâèãàòåëÿ ÷åðåç

òðàíñìèññèè, ò.å. îäèí äâèãàòåëü ïðèâîäèò â äâèæåíèå ãðóïïó ïðîèç-

âîäñòâåííûõ ìàøèí.

Ïðè îäèíî÷íîì ïðèâîäå êàæäàÿ ïðîèçâîäñòâåííàÿ ìàøèíà èëè

èñïîëíèòåëüíûé ìåõàíèçì ïðèâîäèòñÿ â äâèæåíèå îòäåëüíûì

117

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

ýëåêòðîäâèãàòåëåì, ÷òî ïîçâîëÿåò óïðîñòèòü ïðîìåæóòî÷íûå ïåðåäà÷è

è ñíèçèòü â íèõ ïîòåðè, à òàêæå îáåñïå÷èòü âîçìîæíîñòü ðåãóëèðîâàíèÿ

÷àñòîòû âðàùåíèÿ ìàøèí è èõ òîðìîæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèìè ñïîñîáàìè.

Åñëè ïðîèçâîäñòâåííàÿ ìàøèíà ïðèâîäèòñÿ â äâèæåíèå îò íåñêîëü-

êèõ ýëåêòðîäâèãàòåëåé, ò.å. êîãäà íå ñâÿçàííûå ìåæäó ñîáîé ìåõàíè÷åñ-

êèå çâåíüÿ ìàøèíû ïðèâîäÿòñÿ â äâèæåíèå îòäåëüíûìè äâèãàòåëÿìè

ñîîòâåòñòâóþùåé ìîùíîñòè, òî ïðèâîä íàçûâàþò ìíîãîäâèãàòåëüíûì.

5.1. Îñíîâíûå ðåæèìû ðàáîòû ýëåêòðîïðèâîäà

Èçâåñòíî, ÷òî ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáîòû äâèãàòåëÿ çàâèñèò îò

ðåæèìà, äëÿ êîòîðîãî îí ïðåäíàçíà÷åí. Èñõîäÿ èç ýòîãî, ðàçëè÷àþò

ñëåäóþùèå îñíîâíûå ðåæèìû ðàáîòû ýëåêòðîïðèâîäà: ïðîäîëæèòåëü-

íûé, êðàòêîâðåìåííûé è ïîâòîðíî-êðàòêîâðåìåííûé.

Ïðè ïðîäîëæèòåëüíîì ðåæèìå òåìïåðàòóðà âñåõ ÷àñòåé ýëåêòðè-

÷åñêîé ìàøèíû è ýëåêòðîïðèâîäà ÷åðåç íåêîòîðîå âðåìÿ äîñòèãàåò

óñòàíîâèâøåãîñÿ çíà÷åíèÿ

ÓÑÒ

(ðèñ. 5.1,à) è äëèòåëüíîñòü ðàáîòû

ýëåêòðîïðèâîäà îáóñëîâëèâàåòñÿ ýòîé òåìïåðàòóðîé. Ðàáîòà ýëåêòðî-

ïðèâîäà ïðîäîëæàåòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà òåìïåðàòóðà âñåõ åãî ÷àñòåé

íå ïðåâûñèò

ÓÑÒ

. Â êà÷åñòâå ïðèìåðà ê ìåõàíèçìàì ñ ïðîäîëæèòåëü-

íûì ðåæèìîì ðàáîòû ìîæíî îòíåñòè âîäÿíûå íàñîñû, âåíòèëÿòîðû,

êîìïðåññîðû è ò. ä.

Ïðè êðàòêîâðåìåííîì ðåæèìå ýëåêòðîïðèâîä íàõîäèòñÿ â

ðàáî÷åì ñîñòîÿíèè îòíîñèòåëüíî íåáîëüøîé ïåðèîä è çà ýòî âðåìÿ

åãî òåìïåðàòóðà íå óñïåâàåò äîñòèãíóòü óñòàíîâèâøåãîñÿ çíà÷åíèÿ, à

çà âðåìÿ ïàóçû åãî òåìïåðàòóðà óñïåâàåò ñíèçèòüñÿ äî òåìïåðàòóðû

îêðóæàþùåé ñðåäû

ÎÑ

(ðèñ. 5.1,á). Äëèòåëüíîñòü ïåðèîäà íàãðóçêè

Ðèñ. 5.1

118

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

íåèçìåííîé íîìèíàëüíîé íàãðóçêè äëÿ òàêèõ äâèãàòåëåé ïðèíÿòà 10;

30; 60;90 ìèí.

Ïðè ïîâòîðíî-êðàòêîâðåìåííîì ðåæèìå (ðèñ. 5.1,â) ïåðèîäû

íåèçìåííîé íàãðóçêè

÷åðåäóþòñÿ ñ ïåðèîäàìè îòêëþ÷åíèÿ ýëåêòðè-

÷åñêîãî äâèãàòåëÿ

(ïàóçàìè), ïðè÷åì íè â îäèí èç ïåðèîäîâ

òåìïåðàòóðà ýëåêòðîïðèâîäà íå äîñòèãàåò óñòàíîâèâøåãîñÿ çíà÷åíèÿ,

à â ïåðèîä

ýëåêòðîïðèâîä íå óñïåâàåò îõëàäèòüñÿ äî

ÎÑ

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü îäíîãî ïåðèîäà íàãðóçêè è ïàóçû íàçûâàþò

öèêëîì:

ttt

Pö

. Ïîâòîðíî-êðàòêîâðåìåííûé ðåæèì ðàáîòû

ýëåêòðîïðèâîäà õàðàêòåðèçóåòñÿ îòíîñèòåëüíîé (â ïðîöåíòàõ)

ïðîäîëæèòåëüíîñòüþ âêëþ÷åíèÿ:

.100

⋅

=ΠΒ

(5.1)

Ïðîäîëæèòåëüíîñòü âêëþ÷åíèÿ ïðèíÿòà ðàâíîé 15; 25; 40; 60%, à

ïðîäîëæèòåëüíîñòü îäíîãî öèêëà íå äîëæíà ïðåâûøàòü 10 ìèí. Â

ïîâòîðíî-êðàòêîâðåìåííîì ðåæèìå ðàáîòàþò ýëåêòðîïðèâîäû êðàíîâ,

ýêñêàâàòîðîâ, ïðîêàòíûõ ñòàíîâ, ëèôòîâ è ò. ä.

Ïîêàçàòåëåì èñïîëüçîâàíèÿ ýëåêòðîäâèãàòåëÿ ìîæåò ñëóæèòü ìàêñè-

ìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà, äî êîòîðîé îí íàãðåâàåòñÿ â ïðîöåññå ðàáîòû, òàê

êàê ïåðåãðåâ îáìîòîê è äåòàëåé âûâîäèò äâèãàòåëü èç ñòðîÿ. Äëÿ

îáåñïå÷åíèÿ áåçàâàðèéíîé ðàáîòû íåîáõîäèìî çíàòü, â êàêîì èç ðåæèìîâ

ðàáîòàåò äâèãàòåëü. Ïîýòîìó â çàâèñèìîñòè îò âèäà ðåæèìà ðàáîòû

ýëåêòðîïðèâîäà îïðåäåëÿþò íîìèíàëüíóþ ìîùíîñòü ýëåêòðîäâèãàòåëÿ.

5.2. Âûáîð ìîùíîñòè ýëåêòðîäâèãàòåëÿ

Ìîùíîñòü äâèãàòåëÿ âûáèðàþò ñîãëàñíî íàãðóçêå íà åãî âàëó. Åå

çíà÷åíèå òàêæå äîëæíî óäîâëåòâîðÿòü óñëîâèþ, ÷òîáû ñðåäíÿÿ òåìïå-

ðàòóðà äâèãàòåëÿ íå ïðåâûøàëà äîïóñòèìîãî çíà÷åíèÿ, îáóñëîâëåííîãî

êëàññîì èçîëÿöèè îáìîòêè. Êðîìå òîãî, âûáîð äâèãàòåëÿ îáóñëîâ-

ëèâàåòñÿ óñëîâèÿìè ïóñêà è ïåðåãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòüþ.

5.2.1. Âûáîð ìîùíîñòè äâèãàòåëÿ

äëÿ ïðîäîëæèòåëüíîãî ðåæèìà ðàáîòû

Ïðè ïðîäîëæèòåëüíîé ðàáîòå íàãðóçêà äâèãàòåëÿ ìîæåò áûòü

ïîñòîÿííîé (ðèñ. 5.2,à) èëè ïåðåìåííîé (ðèñ. 5.2,á). Âûáîð äâèãàòåëÿ

ñ ïîñòîÿííîé íàãðóçêîé ïðîèçâîäèòñÿ ïî êàòàëîãó. Ïðè ýòîì íåîáõîäèìî

âûáèðàòü äâèãàòåëü ñ íîìèíàëüíîé ìîùíîñòüþ

ÍÎÌ

> . Ïðè

119

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

ïåðåìåííîé íàãðóçêå, êîãäà ïðîäîëæèòåëüíûé ðåæèì èìååò ïðåðû-

âèñòûé õàðàêòåð, ðàñ÷åò èëè ïðîâåðêó ïðàâèëüíîñòè ïðåäâàðèòåëüíîãî

âûáîðà ìîùíîñòè äâèãàòåëÿ ïðîèçâîäÿò íà îñíîâàíèè íàãðóçî÷íîé

äèàãðàììû (ðèñ. 5.3). Åñëè îïðåäåëèòü òåìïåðàòóðó ìàêñèìàëüíîãî

íàãðåâà äâèãàòåëÿ

max

è ñðàâíèòü åå ñ äîïóñòèìîé òåìïåðàòóðîé

íàãðåâà

ÄÎÏ

, òî ïðàâèëüíîìó âûáîðó äâèãàòåëÿ ñîîòâåòñòâóåò óñëîâèå

max

ÄÎÏ

. Îäíàêî èç-çà ñëîæíîñòè è ãðîìîçäêîñòè îïðåäåëåíèÿ

âåëè÷èíû

max

ýòîò ìåòîä âûáîðà äâèãàòåëÿ íà ïðàêòèêå íå ïðèìåíÿþò.

Ðèñ. 5.3

Äëÿ âûáîðà ìîùíîñòè äâèãàòåëÿ ïðè ëþáîì ðåæèìå ðàáîòû óäîáåí

ìåòîä ñðåäíèõ ïîòåðü. Â îñíîâó ìåòîäà ïîëîæåíî óñëîâèå, ïðè êîòîðîì

Ðèñ. 5.2

120

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

ñðåäíèå ïîòåðè ìîùíîñòè

∆

äâèãàòåëåì çà âðåìÿ öèêëà ðàáîòû

íå ïðåâûøàþò ïîòåðü ïðè íîìèíàëüíîé íàãðóçêå

ÍÎÌ

∆

, èëè

∑

∆Ρ=

∆Ρ

=∆Ρ≥∆Ρ

ñðíîì

(5.2)

ãäå

∆

 ïîòåðè ìîùíîñòè â äâèãàòåëå çà öèêë;

∆

 ïîòåðè ìîùíîñòè çà âðåìÿ

, â òå÷åíèå êîòîðîãî äâèãàòåëü

ðàáîòàåò ñ ïîñòîÿííîé íàãðóçêîé

Ìåòîä ñðåäíèõ ïîòåðü, õîòÿ è ÿâëÿåòñÿ áîëåå òî÷íûì ïî ñðàâíåíèþ

ñ ìåòîäîì ýêâèâàëåíòíûõ âåëè÷èí, íå âñåãäà ïðèìåíèì èç-çà

îòñóòñòâèÿ íåîáõîäèìûõ ñâåäåíèé î äâèãàòåëå. Ïîýòîìó íà ïðàêòèêå

ìîùíîñòü äâèãàòåëÿ ïðè ïåðåìåííîé íàãðóçêå âûáèðàþò ïî

ïðèáëèæåííûì ìåòîäàì ýêâèâàëåíòíîãî òîêà, ýêâèâàëåíòíîé ìîùíîñòè

èëè ýêâèâàëåíòíîãî ìîìåíòà.

Ïðè ìåòîäå ýêâèâàëåíòíîãî òîêà äåéñòâèòåëüíûå òîêè äâèãàòåëÿ

(

IIII

,...,,,

321

íà ðèñ. 5.3,à) â îòäåëüíûå îòðåçêè âðåìåíè çàìåíÿþò

ýêâèâàëåíòíûì òîêîì

ïîñòîÿííîãî çíà÷åíèÿ, ñîçäàþùèì çà âðåìÿ

ðàáîòû äâèãàòåëÿ òå æå ïîòåðè â äâèãàòåëå, ÷òî è äåéñòâèòåëüíûå òîêè.

Ïðè ðàáîòå äâèãàòåëÿ ïîòåðè ìîùíîñòè ñêëàäûâàþòñÿ èç

ïîñòîÿííûõ (íå çàâèñÿùèõ îò íàãðóçêè)

∆

(ïîòåðè â ñòàëè) è

ïåðåìåííûõ

rmIP

iMi

=∆

(ïîòåðè â ìåäè), ãäå m  ÷èñëî ôàç ïðè

ïåðåìåííîì òîêå;

 ñîïðîòèâëåíèå îáìîòîê äâèãàòåëÿ.

Çàìåíÿÿ â (5.2)

MiCÒi

PPP

∆+∆=∆

, ïîëó÷èì

111

∑∑∑∑

====

+∆=∆+∆=∆

iiÖCT

iMi

iCT

iCP

tImrtPtPtPtP

(5.3)

ãäå

....

321

iÖ

tttttt

++++==

∑

Çà âðåìÿ

òàêèå æå ïîòåðè âûçûâàþòñÿ è ýêâèâàëåíòíûì òîêîì

ÖÝÖÑTÖÝ

tmrItPtP

+∆=∆

(5.4)

Ïðèðàâíèâàÿ (5.3) è (5.4), íàõîäèì, ÷òî

ÖÝ

tItI

∑

, îòêóäà: