Главная | Обратная связь

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ.

Досить широкого застосування при виборі двигуна знайшли методи еквівалентування: метод середніх втрат, метод еквівалентного струму та еквівалентного моменту. Проте при невиконанні умови tц<<Tн значно зменшується інерційна фільтрація процесу нагрівання, що призводить до появи значного відхилення максимальної температури під час перехідних процесів від її середнього значення. Таке явище спростовує застосування і методів еквівалентування.

При теплових розрахунках в інженерній практиці використовується спрощена теплова модель, що базується на ряді припущень. Найбільш відчутними з них вважаються:

- розгляд двигуна як однорідної маси з нескінченно великою внутрішньою теплопровідністю;

- допустимість пропорційності тепловіддачі різниці температур двигуна і навколишнього середовища;

- неврахування змін тепловиділення внаслідок змін опору обмоток в процесах нарівання і охолодження.

З врахуванням сказаного, рівняння теплового балансу двигуна можна записати

, де А – коефіцієнт тепловіддачі, ; С – теплоємність двигуна, ; - перегрів, .

Тут ліва частина рівняння – кількість енергії, яка ви­діляється в двигуні за час dt, перший член правої частини – кількість тепла, що віддається за той же час у навколишнє середо­вище, другий член – частина тепла за той же час, забрана масою двигуна і збільшивша температуру двигуна на .

Розділивши рівняння теплового балансу на одержимо диференційне рівняння нагріву двигуна:

де - постійна нагрівання, с.

На основі диференційного рівняння можна вивести передаточну функцію , де - перегрів; - потужність втрат на нагрівання; - статичний коефіцієнт перегріву. = . Допустимий перегрів . При наявності погіршення тепловіддачі , де - коефіцієнт погіршення тепловіддачі. При відсутності вентиляції ; При повній вентиляції . Рішенням диференційного рівняння отримаємо перехідний процес нагріву. На основі відомої часової залежності можна розрахувати час перехідного процесу, або любий невідомий параметр на базі відомих: наприклад постійну часу нагрівання Тн. Для характеристики допустимого часу роботи двигуни під різними навантаженнями застосовується параметр тривалості навантаження ПВ%. .

Вибір двигунів методом теплових розрахунків базується на критеріях допустимого перегріву з одного боку, що визначається класом ізоляції його обмоток, з іншого на допустимій перевантажувальній здатності за струмом - в двигунах постійного струму та перевантажувальної здатності за моментом в асинхронних двигунах.

Для спрощення розрахунків (в зв¢язку зі складністю обчислень змінних втрат в асинхронних двигунах) використовують наближені розрахунки на основі коефіцієнта відношення втрат при номінальному навантаженні. Для двигуна постійного струму паралельного (незалежного) збудження . Для асинхронного двигуна .

. Коефіцієнт відношення номінальних втрат дає можливість наближеної оцінки потужності нагрівання, а звідси й можливості розрахунку перевантаження двигуна для різних значень часу роботи та температур навколишнього середовища.

При аналітичних розрахунках використовуються такі параметри як термічний і механічний коефіцієнти перевантаження. Механічний коефіцієнт перевантаження показує в скільки разів вихідна потужність перевищує номінальну . Термічний коефіцієнт перевантаження показує в скільки разів потужність втрат (отже й перегрів), перевищує номінальне значення потужності втрат (або перегріву) . Ці коeфіцієнти зв¢язані наступним орієнтовним співвідношенням . На основі цієї залежності можливо орієнтовно знайти потужність втрат на нагрівання під різними навантаженнями , . Перераховувати можливу величину перевантаження двигуна при різних значеннях температури навколишнього середовища можливо із наступного співвідношення . Перераховувати величину часу роботи (паузи) при різних значеннях перевантаження валу можливо на основі застосування експоненціального закону нагріва (охолодження для паузи) ( при нагріві). При зміні умов тепловіддачі .