Главная | Обратная связь

Обработка результатов опытов

Поскольку опыт проводят в течение небольшого промежутка времени, то получить установившуюся температуру двигателя не удается, т.к. температура машины считается установившейся, если ее изменения в течение часа не превышает одного градуса при постоянной нагрузке. Но имея начальную часть кривой нагрева, можно графическим
построением найти установившуюся температуру двигателя (рисунок 2). Для этого находят приращения превышения температуры Dt1 , Dt2 , Dt3 и т.д. за равные промежутки времени Dt.

Рисунок 2 - Кривая нагрева эектрических машин

 

Через точки кривой нагрева 1, 2, 3, 4, проводят горизонтальные линии и на них влево от оси ординат откладывают величины Dt1, Dt2, Dt3. Получают точки б, в, г, через которые проводят прямую до пересечения с осью t в точке д.
Отрезок о - д в выбранном масштабе равен установившемуся превышению температуры t_уст. Горизонтальная прямая, проведенная через точку д, будет асимптотой для кривой
нагрева.

 

 

Установившаяся температура может быть найдена также по известной формуле:

, (2)

Постоянную время нагрева Т_н и охлаждения Т_охл.
можно определить тремя различными способами.

T_н - можно найти по кривой нагрева используя точку при
t = 0,632 t_уст; отрезок времени t , заключается между
началом кривой и этой точкой, равняется постоянной времени (1 метод).

Если найдена и проведена линия t_уст, то необходимо в любой точке кривой нагрева (лучше во второй половине
кривой), например, в точке а. провести касательную к кривой и найти ее проекцию на линию t_уст. Эта проекция также
покажет значения Т_н (метод 2).

Если t_уст не определена то можно найти постоянную времени нагрева методом трех точек по формуле (3 метод)

, (3)

где величины Dt , t1 , t2 , t3 берут из графика. Для определения постоянной времени охлаждения Т_о применяют также три метода, но по первому методу (рисунок 2) берут точку на кривой охлаждения равную 0,368 t_нач и отрезок времени,
заключенным между началом кривой охлаждения и этой
точкой равняется постоянной времени охлаждения Т_о.

Второй метод (метод касательных) описан выше.

По третьему методу достаточно взять две точки на
кривой охлаждения, чтобы найти Т_о по следующей формуле

(4)

В двигателях общего применения Т_охл. > Т_н т.к. теплоотдача в неподвижной машине меньше, чем во вращающейся.

Если неизвестна номинальная мощность машины то, используя данные опыта нагрева, можно определить Р_н по следующей формуле

, (5)

где Р_дв — мощность двигателя во время опыта;
t_max.п — максимальное допустимое превышение температуры обмоток двигателя для данного класса изоляции
(для кл. А 105 - 40 = 65) ; t_{уст. п} — установившееся превышение температуры обмоток при проведении исследования
нагрева машины ( определяется по опытным данным )

 

t_уст.п = t_уст. - t_{окр. ср}. (6)

 

Номинальная мощность двигателя в кратковременном режиме определяется как:

 

, (7)

 

где l_т — коэффициент тепловой перегрузки, который определяется по формуле:

, (8)

 

где t_к — время работы электродвигателя; Т_н — постоянная времени нагрева.

Номинальная мощность двигателя в повторно - кратковременном режиме может быть найдена как:

, (9)

 

где Р_н — номинальная мощность длительного режима;
e — относительная продолжительность включения.

 

(10)

При расчетах Р_к и Р_п.к. следует учитывать, что механическая мощность асинхронной машины не может быть больше величины:

, (11)

где m_к = М_max / M_н — для короткозамкнутых двигателей общего пользования m_к= 1,8 ... 2,5; n_к — критическая частота вращения ротора; n_н — номинальная частота вращения ротора.

n_к = n₀ ( 1- S_к ) , (12)

где S_к — критическое скольжение двигателя ; n₀ — частота вращения магнитного поля статора.

 

Содержание отчета

1. Краткое описание работы.

2. Принципиальные схемы лабораторной установки.

3. Заполненный протокол измерений и расчетов.

4. Выводы по работе.

 

Контрольные вопросы

 

1. Назовите основные причины нагрева электрических
двигателей.

2. Каким образом влияет класс изоляции на мощность электродвигателя.

3. Какое существует различие между установившейся
температурой и допустимой? От каких факторов они
зависят?

4. Дайте определение постоянной времени нагрева и
расскажите о способах ее определения.

5. Как определяется установившееся температура графическим способом? От каких факторов она зависит?

6. Дайте определение длительному, кратковременному и повторно - кратковременному режимам работы.

7. Как влияет температура окружающей среды на допустимую мощность двигателя?

8. Что понимают под коэффициентом тепловой перегрузки и от каких факторов он зависит?

9. Как рассчитать номинальную мощность, которую может развить электродвигатель?

10. Как пересчитать мощность электродвигателя для температуры окружающей среды, отличающейся от стандартной?

11. Как пересчитать мощность электродвигателя для работы его в кратковременном и повторно - кратковременном режиме?

12. Как определить максимальную мощность, которую может развить электродвигатель?

13. Напишите уравнение теплового баланса для электродвигателя, объясните его физический смысл.

14. Расскажите о преимуществах и недостатках различных способов измерения температуры электродвигателя.

15. Объясните причину разницы величин постоянных времени нагрева обмотки якоря и обмотки возбуждения.