Физическият смисъл на постоянно отопление на електродвигателя

Разглеждането на охлаждане и нагряване на електрически машини показа, че до голяма степен от естеството на процеса зависи от постоянно нагряване Θ. Поради това, за по-добро разбиране на тези процеси е необходимо да се спре по-подробно на постоянно отопление.

Постоянно отопление е:

Това ясно се вижда, че това количество е с измерение на времето. Когато една и съща електрическа машина постоянно отопление власт ще зависи от размерите на двигателя. За затворени мотори със големи размери, постоянно отопление ще бъде по-голяма, отколкото за електрически машини, защитени или отворен тип. Той също така не е последната роля играе и условията на моторно охлаждане. Например, за електрически машини, самостоятелно проветриво, при разсейване на топлината е доста интензивен, тета не е от голямо значение, както и за електрическа машина затворен тип, където отстраняването на топлината е трудно, тета ще бъде повече. Когато скоростта на въртене на мотора се намалява и вентилация, което води до по-интензивно нагряване на двигателя. Например, за електрически Машини за постоянен ток с вграден проветриво със стационарна анкерни постоянни отопление се увеличава два - два и половина пъти. Непрекъснато отопление на асинхронни двигатели за общо изпълнение с неподвижен ротор достига около 4 - 4,5 пъти по време на въртене стойност Θ.

Θ е постоянен само в електрически машини с принудителна вентилация, където скоростта на охлаждане не ще зависи от скоростта на въртене.

Определяне Θ може да бъде определена от нагряването на уравнения (10) и охлаждане (13). Ако приемем, че във всеки процес еднаква дължина постоянно нагряване, или по друг начин се получи стойността на температурата на машина прегряване. В тази връзка, времето за нагряване постоянно е времето, през което топлина при постоянен съобщение достига 0,632τnach електрическа машина. или охлаждане на машината ще достигне 0,368τu.

Физическият смисъл на постоянно отопление е както следва - този път, по време на която над температурата на двигателя достигне стабилно състояние стойност, а загубите на топлина в околната среда от мотора липсва. При тези условия, к = 0 и основната уравнение отопление става:

В случай на процеса от студено състояние при т = 0 и τ = 0, неразделна експресията горе под формата:

По този начин, при липса на обмен на топлината на тялото с прегряването на околната среда се проявява по закон права линия.

Заместването на този израз в значение постоянна температура над τu = Q / A получаваме:

Обикновено, като постоянно отопление отнема най-важна част на машината, показване на общия режим на топлина. Тъй като такива елементи обикновено се котвата в Машини за постоянен ток и за индукция или синхронна машина - статора.

Първи стойността на Θ чрез изчисления е възможно, но не точно.

Следователно, обикновено, постоянно нагряване се определя чрез експериментиране. За тази цел, в съответствие с функцията опит натрупване крива прегряване на време τ = F (т) и се прилага в тази графика асимптота, съответстващ на постоянна стойност на температурата е превишена τu = Q / А. Поради факта, че получаването на постоянна температура при високи стойности на Θ изисква голяма продължителност експеримент, обикновено асимтотичните ценности τu използват спомагателен строителство.

За тази цел, в координатни оси τ т и изграждане експериментално отстранява крива τ = F (т):

Но забавянето ос т равни интервали от ATi, и проведено през тях до пресичането с вертикалната крива. Получават през точката на пресичане на хоризонтален ред, разширяването им отляво на оста у. Проведено отляво в хоризонтални линии на оста у представлява сегментите, които са пропорционални на Dt - температура нарастване по време на същия период от време АТ. Точката на пресичане с права линия през краищата на сегментите kΔτi и Ординатната ос дава стойност τu. Това личи от следните зависимости.

Отоплението на двигателя в една точка и е равна на:

Точка в следващия I + 1:

повишаването на температурата в същото време ще бъде:

Подмяна на предишните условия на τu - τi. Ние получаваме система координира и Δτ τu - τi уравнение на линията, преминаваща през началото:

В това уравнение, той представлява по склона. От това следва, че точка kΔτi. kΔτi + 1, а други ще лежат на една права линия.

За да се определи постоянен нагряването се осъществява допирателна до всяка точка на кривата на отопление и да го продължи докато се пресече линията τu = CONST.

Сегментът на асимптотата, а вертикалната пресечната на допирателната, която преминава през точката на контакт, дава стойност на константа отопление. В действителност, в уравнението на кривата и допирателната в момента t1 и τ1 е равна на:

Големината на наклона на допирателната е равна на:

Абсцисата на пресечната точка на допирателната t2 асимптота на с τ = τu може да бъде определена от израза:

Използването на основния уравнение на топлина е лесно да се покаже, че фракция, състояща се от дясната страна, е равна на единство, тъй като:

Графично постоянно определяне стойност за броя на отоплителни точки температура крива доведе показано по-долу:

Особено получава лесно, ако определянето се извършва допирателна в основата. В този случай, постоянно се получава като пресечната на допирателната към асимптота.

На същата фигура показва, че с увеличаване на натоварването на двигателя се увеличава стабилно прегряване, но в Θ остава непроменен.

Същият тип машини Θ се увеличава с размера на машината. Лесно е да се докаже, общ израз се използва постоянно нагряване Θ = C / А.

топлинен капацитет на електрически машини увеличава пропорционално на куб или обем линейни размери и охлаждане повърхност се увеличава пропорционално на квадрата на линейните размери.

По този начин, може да се счита като първо приближение, че постоянните отопление увеличава пропорционално на линейните размери на машината:

Θ стойности в каталозите на производителите на електрически автомобили не е толкова трудно да донесе системни данни. Но въз основа на много литература за това може да се предположи, че постоянно отопление за:

• отворен дизайн с диаметър арматура ротори на DC машини от 160 до 600 mm, ще бъде в диапазон Θ = 25-90 мин;
• Анкери DC машини затворен кран тип металургичен MP серия с диаметър на котвата от 100 до 400 мм Θ = 65 - 270 минути;
• Асинхронни двигатели с вграден проветриво кафезна и с диаметър на ротора 105 до 140 mm Θ = 11-22 мин;
• Асинхронни двигатели с ротор рана Θ отворен версия могат да бъдат избрани като анкери за DC машини;

Зависимост Θ машини анкери постоянна MP тип от диаметъра на тока е показан по-долу:

Трябва да се помни, че температурата на нагряване експоненциална зависимостта на обсъдено по-горе да се осъществи само при разглеждането на двигателя като хомогенна твърдо тяло. В реални условия на електрически машини за отопление и охлаждане процеси се провеждат по-трудно. При работа, загубите на моторни в медта и да причинят нагряване на стоманата. Въпреки това, поради относително малката маса и висока термична проводимост на намотката се загрява много по-бързо активен стомана мотор. Това се дължи на факта, че на масата са много по-големи, и загуби в много по-малки от мед. Стомана, като следствие от тяхната голяма охлаждане повърхност е винаги по-малко нагрява от медта, и поради тази температурна разлика съществува между мед и стомана, което води до сериозни топлообмен.

Допълнително нагряване на бобината води до бързо нагряване на стоманата, и мед като следствие от повишаването на температурата на пренос на топлина се забавя. Ето защо в началото на ликвидацията топлинната крива е по-стръмни изложители, а само в постоянен процес съвпада с експоненциално и става почти успоредни на оста на времето.

Като пример по-долу показва кривата, получена от експеримент:

Тук, крива 1 - нагряването на асинхронен двигател статор 200 MA-15 кВт и п = 1500 об / мин. Същият Графиката показва експоненциална крива 2 Θ = 20 мин. Най-значителните разлики на експериментални и изчисляват отоплителни характеристики (изчислени от горните формули), са склонни да се появи в началото на нагряване.