Pag-init at paglamig ng mga de-koryenteng motor

Ang tamang pagpapasiya ng kapangyarihan ng mga de-koryenteng motor para sa iba't ibang mga metal cutting machine, mekanismo at makina ay napakahalaga. Sa hindi sapat na kapangyarihan, imposibleng ganap na gamitin ang mga kakayahan sa produksyon ng makina, upang maisagawa ang nakaplanong proseso ng teknolohikal. Kung ang kapangyarihan ay hindi sapat, ang de-koryenteng motor ay mabibigo nang maaga.

Ang labis na pagtatantya sa kapangyarihan ng de-koryenteng motor ay humahantong sa sistematikong undercharging nito at, bilang resulta, hindi kumpletong paggamit ng motor, ang operasyon nito na may mababang kahusayan at isang maliit na power factor (para sa mga asynchronous na motor). Gayundin, kapag ang lakas ng makina ay na-overrated, ang kapital at mga gastos sa pagpapatakbo ay tumataas.

Ang kapangyarihan na kinakailangan upang patakbuhin ang makina, at samakatuwid ang kapangyarihan na binuo ng de-koryenteng motor, ay nagbabago sa panahon ng pagpapatakbo ng makina. Ang pag-load sa isang de-koryenteng motor ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng graph ng pagkarga (Larawan 1), na kung saan ay ang pagtitiwala ng kapangyarihan mula sa baras ng motor, ang metalikang kuwintas nito o kasalukuyang nasa oras.Matapos tapusin ang pagproseso ng workpiece, ang makina ay huminto, ang workpiece ay sinusukat, at ang workpiece ay pinalitan. Ang iskedyul ng paglo-load ay muling inuulit (kapag pinoproseso ang mga bahagi ng parehong uri).

Upang matiyak ang normal na operasyon sa ilalim ng naturang variable load, ang de-koryenteng motor ay dapat bumuo ng pinakamataas na kinakailangang kapangyarihan sa panahon ng pagproseso at hindi mag-overheat sa panahon ng patuloy na operasyon alinsunod sa iskedyul ng pagkarga na ito. Ang pinahihintulutang labis na karga ng mga de-koryenteng motor ay tinutukoy ng kanilang mga de-koryenteng katangian.

kanin. 1. I-load ang iskedyul kapag gumagawa ng parehong uri ng mga bahagi

Kapag umaandar ang makina, pagkawala ng enerhiya (at kapangyarihan).dahilan para uminit ito. Ang bahagi ng enerhiya na natupok ng de-koryenteng motor ay ginugugol sa pag-init ng mga paikot-ikot nito, sa pag-init ng magnetic circuit ng hysteresis at eddy currents na nagdadala ng friction at air friction. Ang mga pagkawala ng init ng windings, proporsyonal sa parisukat ng kasalukuyang, ay tinatawag na variable (ΔРtrans)... Ang natitirang pagkalugi sa motor ay nakasalalay nang kaunti sa pagkarga nito at conventionally na tinatawag na constants (ΔРpos).

Ang pinahihintulutang pagpainit ng isang de-koryenteng motor ay tinutukoy ng hindi bababa sa mga materyales na lumalaban sa init ng pagtatayo nito. Ang materyal na ito ay ang pagkakabukod ng likid nito.

Ang mga sumusunod ay ginagamit upang i-insulate ang mga de-koryenteng makina:

• mga tela ng cotton at silk, mga sinulid, papel at mga fibrous na organikong materyales na hindi pinapagbinhi ng mga insulating compound (class U na lumalaban sa init);

• ang parehong mga materyales, pinapagbinhi (class A);

• mga sintetikong organikong pelikula (klase E);

• mga materyales mula sa asbestos, mika, fiberglass na may mga organikong binder (klase B);

• pareho, ngunit may mga synthetic binder at impregnating agent (class F);

• ang parehong mga materyales, ngunit may mga silicon binder at impregnating agent (class H);

• mika, ceramics, salamin, quartz na walang mga binder o may mga inorganic na binder (class C).

Ang mga klase ng pagkakabukod U, A, E, B, F, H ayon sa pagkakabanggit ay nagbibigay-daan sa pinakamataas na temperatura na 90, 105, 120, 130, 155, 180 ° C. Ang limitasyon ng temperatura ng klase C ay lumampas sa 180 ° C at limitado ng mga katangian ng mga materyales na ginamit.

Sa parehong pagkarga sa de-koryenteng motor, ang pag-init nito ay magiging hindi pantay sa iba't ibang temperatura ng kapaligiran. Ang temperatura ng disenyo t0 ng kapaligiran ay 40 ° C. Sa temperaturang ito, natutukoy ang mga nominal na halaga ng kapangyarihan ng mga de-koryenteng motor. Ang pagtaas ng temperatura ng de-koryenteng motor sa itaas ng temperatura ng kapaligiran ay tinatawag na overheating:

Lumalawak ang paggamit ng synthetic insulation. Sa partikular, tinitiyak ng mga insulasyon ng silikon na silikon ang mataas na pagiging maaasahan ng mga de-koryenteng makina kapag nagpapatakbo sa mga tropikal na kondisyon.

Ang init na nabuo sa iba't ibang bahagi ng makina ay nakakaapekto sa pag-init ng pagkakabukod sa iba't ibang antas. Bilang karagdagan, ang palitan ng init ay nagaganap sa pagitan ng mga indibidwal na bahagi ng de-koryenteng motor, ang likas na katangian na nagbabago depende sa mga kondisyon ng pagkarga.

Ang iba't ibang pag-init ng mga indibidwal na bahagi ng de-koryenteng motor at ang paglipat ng init sa pagitan ng mga ito ay nagpapalubha sa analytical na pag-aaral ng proseso. Samakatuwid, para sa pagiging simple, may kondisyong ipinapalagay na ang de-koryenteng motor ay isang thermally homogenous at walang katapusan na heat-conducting body. Karaniwang pinaniniwalaan na ang init na inilabas ng isang de-koryenteng motor sa kapaligiran ay proporsyonal sa sobrang init.Sa kasong ito, ang thermal radiation ay napapabayaan dahil ang ganap na temperatura ng pag-init ng mga motor ay mababa. Isaalang-alang ang proseso ng pag-init ng de-koryenteng motor sa ilalim ng mga ibinigay na pagpapalagay.

Kapag nagtatrabaho sa de-koryenteng motor, ang init dq ay inilabas sa panahon ng dt. Ang bahagi ng init na ito dq1 ay nasisipsip ng masa ng motor na de koryente, bilang isang resulta kung saan ang temperatura t at sobrang init τ ng motor ay tumaas. Ang natitirang init dq2 ay inilabas mula sa makina patungo sa kapaligiran. Kaya ang pagkakapantay-pantay ay maaaring isulat

Habang tumataas ang temperatura ng makina, tumataas ang init dq2. Sa isang tiyak na halaga ng sobrang init, kasing dami ng init ang ibibigay sa kapaligiran gaya ng inilabas sa de-koryenteng motor; pagkatapos dq = dq2 at dq1 = 0. Ang temperatura ng de-koryenteng motor ay humihinto sa pagtaas at ang sobrang pag-init ay umabot sa isang nakatigil na halaga ng τу.

Sa ilalim ng mga pagpapalagay sa itaas, ang equation ay maaaring isulat bilang mga sumusunod:

kung saan ang Q ay ang thermal power dahil sa mga pagkalugi sa electric motor, J / s; A - paglipat ng init mula sa makina, i.e. ang dami ng init na inilabas ng makina sa kapaligiran sa bawat yunit ng oras sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng makina at kapaligiran na 1oC, J / s-deg; Ang C ay ang thermal capacity ng motor, i.e. ang halaga ng init na kinakailangan upang mapataas ang temperatura ng makina ng 1 ° C, J / deg.

Ang paghihiwalay ng mga variable sa equation, mayroon kami

Isinasama namin ang kaliwang bahagi ng pagkakapantay-pantay sa hanay mula sa zero hanggang sa ilang kasalukuyang halaga ng oras t at ang kanang bahagi sa hanay mula sa unang overheating τ0 ng de-koryenteng motor hanggang sa kasalukuyang halaga ng overheating τ:

Ang paglutas ng equation para sa τ, nakakakuha kami ng isang equation para sa pagpainit ng isang de-koryenteng motor:

Tukuyin natin ang C / A = T at tukuyin ang dimensyon ng ratio na ito:

kanin. 2. Mga kurba na nagpapakilala sa pag-init ng de-koryenteng motor

kanin. 3. Pagpapasiya ng pare-pareho ang oras ng pag-init

Ito ay tinatawag na dami T, na may sukat ng oras ng oras ng pag-init ng pare-pareho ang de-koryenteng motor. Alinsunod sa notasyong ito, ang heating equation ay maaaring muling isulat bilang

Tulad ng makikita mo mula sa equation, kapag nakuha natin — steady-state superheat value.

Kapag nagbago ang load sa electric motor, nagbabago ang halaga ng mga pagkalugi at samakatuwid ay ang halaga ng Q. Ito ay humahantong sa pagbabago sa halaga ng τу.

Sa fig. Ipinapakita ng 2 ang heating curves 1, 2, 3 na tumutugma sa huling equation para sa iba't ibang halaga ng pagkarga. Kapag lumampas ang τу sa halaga ng pinahihintulutang overheating τn, hindi katanggap-tanggap ang tuluy-tuloy na operasyon ng de-koryenteng motor. Tulad ng mga sumusunod mula sa equation at mga graph (Larawan 2), ang pagtaas ng sobrang init ay asymptotic.

Kapag pinalitan natin ang halagang t = 3T sa equation, makakakuha tayo ng halaga ng τ na humigit-kumulang 5% na mas mababa sa τy. Kaya, sa panahon ng t = 3T, ang proseso ng pag-init ay halos maituturing na kumpleto.

Kung sa anumang punto na may heating curve (Larawan 3) gumuhit ka ng tangent sa heating curve, pagkatapos ay gumuhit ng patayo sa parehong punto, pagkatapos ay ang segment de ng asymptote, sarado sa pagitan ng tangent at vertical, sa sukat. ng abscissa axis ay katumbas ng T. Kung kukuha tayo ng Q = 0 sa equation, makukuha natin ang motor cooling equation:

Ang cooling curve na ipinapakita sa Fig. 4, tumutugma sa equation na ito.

Ang oras na pare-pareho ng pag-init ay tinutukoy ng laki ng de-koryenteng motor at ang anyo ng proteksyon nito laban sa mga impluwensya sa kapaligiran. Para sa bukas at protektadong low-power na mga de-koryenteng motor, ang oras ng pag-init ay 20-30 minuto. Para sa mga closed high-power electric motors, umabot ito ng 2-3 oras.

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang nakasaad na teorya ng pag-init ng de-koryenteng motor ay tinatayang at batay sa mga magaspang na pagpapalagay. Samakatuwid, ang heating curve na sinusukat sa eksperimento ay naiiba nang malaki mula sa teoretikal. Kung, para sa iba't ibang mga punto ng eksperimentong kurba ng pag-init, ang konstruksiyon na ipinapakita sa Fig. 3, lumalabas na ang mga halaga ng T ay tumaas sa pagtaas ng oras. Samakatuwid, ang lahat ng mga kalkulasyon na ginawa ayon sa equation ay dapat isaalang-alang na tinatayang. Sa mga kalkulasyong ito, ipinapayong gamitin ang pare-parehong T na tinutukoy nang grapiko para sa panimulang punto ng heating curve. Ang halagang ito ng T ay ang pinakamaliit at, kapag ginamit, ay nagbibigay ng isang tiyak na margin ng lakas ng engine.

kanin. 4. Kurba ng paglamig ng makina

Ang eksperimento na sinusukat na cooling curve ay naiiba mula sa teoretikal na higit pa kaysa sa heating curve. Ang pare-parehong oras ng paglamig na tumutugma sa pag-off ng makina ay makabuluhang mas mahaba kaysa sa pare-pareho ng oras ng pag-init dahil sa pinababang paglipat ng init sa kawalan ng bentilasyon.