Група 11- 12 Енергоефективність. 22.03.21.Тема. Розрахунок потужності і теплові режими роботи електропривода.

 РОЗРАХУНОК ПОТУЖНОСТІ І ТЕПЛОВІ РЕЖИМИ РОБОТИ ЕЛЕКТРОПРИВОДА 1 РОЗРАХУНОК ПОТУЖНОСТІ І ВИБІР ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ Головною вимогою при виборі електродвигуна є відповідність його потужності умовам технологічного процесу робочої машини. Застосування двигуна недостатньої потужності призводить до порушення технологічного режиму роботи установки, зниження продуктивності, підвищення нагрівання, прискорення старіння ізоляції і виходу двигуна з ладу. Неприпустимим є також використання двигуна завищеної потужності, оскільки при цьому підвищується вартість привода, збільшуються втрати електроенергії за рахунок зниження ККД двигуна, а для асинхронного електропривода, крім того, знижується коефіцієнт потужності.

Визначається за показами приладів за період часу як потужність, споживана двигуном з мережі при даному навантаженні. Тоді за номінальну потужність беруть потужність, споживану двигуном з мережі при номінальному.

 ПЕРЕВІРКА ДВИГУНІВ ПО НАГРІВАННЮ ПРЯМИМ МЕТОДОМ Електричний двигун при роботі може нагріватися лише до визначеної, допустимої температури, обумовленої нагрівостійкістю ізоляційних матеріалів. Дотримання установленої виготовлювачем допустимої температури нагрівання забезпечує нормативний термін служби двигуна 15...20 років. Перевищення допустимої температури веде до передчасного руйнування ізоляції обмоток і скорочення терміну служби. Так для ізоляції класу А перевищення температури нагрівання на 8...100 С скорочує термін служби вдвічі. У сучасних двигунах застосовуються такі класи ізоляції.

  Клас ізоляції А, Е, В, F, H, C, Гранично припустима температура, 0С 105, 120, 130, 155, 18, >180, Основними класами є B, F, H.

Сутність перевірки двигуна по нагріванню полягає в порівнянні допустимої для нього температури з тією, котру він має при роботі. Очевидно, що якщо робоча температура двигуна не перевищує допустиму, то двигун працює в допустимому тепловому режимі і навпаки. Звичайно оцінюється не абсолютна температура, а перегрів, чи перевищення температури t, що являє собою різницю температур двигуна qд і навколишнього середовища qс.

t = qд - qс .

При виконанні теплових розрахунків приймається стандартна температура навколишнього середовища рівна 40º С. Двигун буде працювати в припустимому тепловому режимі при виконанні умови max доп t £ t , де t - max максимальний нагрів при роботі двигуна; t - доп допустимий нагрів двигуна, обумовлений класом ізоляції. Перевірка цієї умови може бути виконана прямим методом, що передбачає побудову кривої нагрівання t(t) за цикл роботи двигуна. У зв'язку з неможливістю проведення точного вивчення теплового режиму роботи звичайно приймають такі припущення:

· двигун розглядається як однорідне тіло, що має нескінченно велику теплопровідність і однакову температуру в усіх своїх точках;

· тепловіддача в зовнішнє середовище пропорційна різниці температур двигуна і навколишнього середовища; · навколишнє середовище має нескінченно велику теплоємність, тобто в процесі нагрівання двигуна її температура не змінюється; · теплоємність двигуна і його тепловіддача не залежать від температури двигуна. Складемо рівняння теплового балансу.

DPdt = Atdt + Cd t ,

де DP - втрати потужності в двигуні, чи кількість тепла, що виділяється в двигуні за 1с; DPdt - кількість теплоти, що виділяється в двигуні за час dt; Atdt – кількість теплоти, що віддається в навколишнє середовище; Cdt – кількість теплоти, що поглинається двигуном; A– тепловіддача двигуна – кількість теплоти, що віддається двигуном у навколишнє середовище за 1с при різниці температур двигуна і навколишнього середовища в 10 С.

Таким чином, час досягнення перегрівом свого сталого значення залежить від сталої часу нагрівання двигуна. Оскільки теплоємність двигуна пропорційна його об’єму, а тепловіддача - площі, то двигуни більшої потужності, що мають великі габарити, мають і велику сталу часу нагрівання (її величина складає від кількох хвилин до декількох годин).

Охолодження двигуна супроводжується зниженням перегріву при зменшенні навантаження і при відключенні двигуна від мережі.