Mga kondisyon ng thermal at na-rate na lakas ng engine

Kapag umaandar ang de-koryenteng motor, natatalo ito upang masakop kung anong bahagi ng natupok na enerhiyang elektrikal ang nasasayang. Ang mga pagkalugi ay nangyayari sa aktibong paglaban ng mga paikot-ikot, sa bakal kapag ang magnetic flux ay nagbabago sa magnetic circuit, pati na rin ang mga mekanikal na pagkalugi dahil sa alitan sa mga bearings at alitan ng mga umiikot na bahagi ng makina laban sa hangin. Sa dulo, ang lahat ng nawalang enerhiya ay na-convert sa enerhiya ng init, na ginagamit upang init ang makina at mawala sa kapaligiran.

Ang pagkawala ng makina ay pare-pareho at nagbabago. Kasama sa mga constant ang pagkalugi ng bakal at pagkalugi ng makina sa mga windings kung saan pare-pareho ang kasalukuyang, at variable na pagkalugi sa windings ng motor.

Sa unang panahon pagkatapos ng pag-on, karamihan sa inilabas na init sa makina ay napupunta upang tumaas ang temperatura nito, at mas mababa ang napupunta sa kapaligiran. Pagkatapos, habang tumataas ang temperatura ng makina, parami nang parami ang init na inililipat sa kapaligiran, at darating ang punto na ang lahat ng init na nalilikha ay nawawala sa kalawakan.Ang thermal equilibrium ay naitatag at ang karagdagang pagtaas sa temperatura ng engine ay huminto. Ang engine warm-up temperature na ito ay tinatawag na steady state. Ang steady state temperature ay nananatiling pare-pareho sa paglipas ng panahon kung ang engine load ay hindi nagbabago.

Ang dami ng init Q na inilabas sa makina sa loob ng 1 s ay maaaring matukoy ng formula

kung saan η- kahusayan ng makina; Ang P2 ay ang motor shaft power.

Ito ay sumusunod mula sa formula na mas malaki ang pagkarga sa makina, mas maraming init ang nalilikha dito at mas mataas ang nakatigil na temperatura nito.

Ang karanasan sa pagpapatakbo ng mga de-koryenteng motor ay nagpapakita na ang pangunahing sanhi ng kanilang malfunction ay ang sobrang pag-init ng paikot-ikot. Hangga't ang temperatura ng pagkakabukod ay hindi lalampas sa pinahihintulutang halaga, ang thermal wear ng pagkakabukod ay naipon nang napakabagal. Ngunit habang tumataas ang temperatura, ang pagsusuot ng pagkakabukod ay tumataas nang husto. Praktikal na naniniwala na ang sobrang pag-init ng pagkakabukod para sa bawat 8 ° C ay pinuputol ang buhay nito sa kalahati. Kaya, ang isang motor na may cotton insulation ng windings sa rated load at heating temperature hanggang 105 ° C ay maaaring gumana nang halos 15 taon, kapag na-overload at ang temperatura ay tumaas sa 145 ° C, ang motor ay mabibigo pagkatapos ng 1.5 na buwan.

Ayon sa GOST, ang mga materyales sa insulating na ginagamit sa electrical engineering ay nahahati sa pitong klase sa mga tuntunin ng paglaban sa init, para sa bawat isa kung saan ang maximum na pinahihintulutang temperatura ay nakatakda (Talahanayan 1).

Ang pinahihintulutang labis na temperatura ng motor winding sa itaas ng ambient temperature (sa USSR + 35 ° C ay tinatanggap) para sa heat resistance class Y ay 55 ° C, para sa class A - 70 ° C, para sa class B - 95 ° C , para sa klase I — 145 ° C, para sa klase G sa itaas ng 155 ° C.Ang pagtaas ng temperatura ng isang partikular na makina ay nakasalalay sa laki ng pagkarga nito at mode ng pagpapatakbo. Sa isang nakapaligid na temperatura sa ibaba 35 ° C, ang motor ay maaaring mai-load sa itaas ng na-rate na kapangyarihan nito, ngunit upang ang temperatura ng pag-init ng pagkakabukod ay hindi lalampas sa mga pinahihintulutang limitasyon.

Katangian ng materyal Klase ng paglaban sa init Pinakamataas na pinapahintulutang temperatura, ° C Mga hindi pinapagbinhi na tela ng koton, sinulid, papel at fibrous na materyales ng selulusa at sutla Y 90 Ang parehong mga materyales, ngunit pinapagbinhi ng mga binder A 105 Ilang sintetikong organikong pelikula E 120 Mica, asbestos at materyales ng fiberglass na naglalaman ng mga organikong binder V 130 Ang parehong mga materyales na pinagsama sa mga sintetikong binder at impregnating na ahente F 155 Ang parehong mga materyales ngunit kasama ng silikon, mga organic na binder at impregnating compound H 180 Mica, ceramic na materyales, salamin, kuwarts, asbestos, na ginagamit nang walang mga binder o may mga inorganic na binder G na higit sa 180

Batay sa kilalang dami ng init B na nawala kapag tumatakbo ang makina, maaaring kalkulahin ang labis na temperatura ng engine na τ° C sa itaas ng temperatura sa paligid, i.e. sobrang init na temperatura

kung saan ang A ay ang paglipat ng init ng makina, J / deg • s; e ang base ng natural logarithms (e = 2.718); Ang C ay ang thermal na kapasidad ng makina, J / lungsod; τО- ang unang pagtaas ng temperatura ng makina sa τ.

Ang steady-state na temperatura ng engine τу ay maaaring makuha mula sa nakaraang expression sa pamamagitan ng pagkuha ng τ = ∞... Pagkatapos τу = Q / А... Sa τо = 0, ang pagkakapantay-pantay (2) ay nasa anyo

Pagkatapos ay tinutukoy namin ang ratio C / A hanggang T

kung saan ang T ay ang pare-pareho ng oras ng pag-init, s.

Ang heating constant ay ang oras na kailangan para uminit ang makina sa steady state temperature sa kawalan ng paglipat ng init sa kapaligiran. Sa pagkakaroon ng paglipat ng init, ang temperatura ng pag-init ay magiging mas mababa sa at katumbas ng

Ang pare-pareho ng oras ay matatagpuan sa graphically (Larawan 1, a). Upang gawin ito, ang isang tangent na linya ay iginuhit mula sa pinagmulan ng mga coordinate hanggang sa ito ay intersects sa isang pahalang na tuwid na linya na dumadaan sa punto a, na tumutugma sa temperatura ng nakatigil na pag-init. Ang segment ss ay magiging katumbas ng T at ang segment ab ay magiging katumbas ng oras na Ty kung saan ang engine ay umabot sa isang steady state na temperatura τу... Karaniwan itong kinukuha na katumbas ng 4T.

Ang pare-pareho ng pag-init ay nakasalalay sa na-rate na kapangyarihan ng motor, ang bilis nito, disenyo at paraan ng paglamig, ngunit hindi nakasalalay sa magnitude ng pagkarga nito.

kanin. 1. Mga kurba ng pagpainit at paglamig ng makina: a — graphical na kahulugan ng pare-pareho ang pag-init; b — heating curves sa iba't ibang load

Kung ang makina, pagkatapos ng pag-init, ay na-disconnect mula sa network, mula sa sandaling iyon ay hindi na ito bumubuo ng init, ngunit ang naipon na init ay patuloy na nagwawaldas sa kapaligiran, ang makina ay lumalamig.

Ang cooling equation ay may anyo

at ang curve ay ipinapakita sa Fig. 1, a.

Sa expression, ang To ay pare-pareho ang oras ng paglamig. Naiiba ito sa heating constant na T dahil ang heat transfer mula sa engine sa pahinga ay naiiba sa heat transfer mula sa tumatakbong engine.Ang pagkakapantay-pantay ay posible kapag ang engine na nadiskonekta mula sa network ay may panlabas na bentilasyon. Karaniwan ang cooling curve ay mas flat kaysa sa heating curve. Para sa mga makina na may panlabas na daloy ng hangin, ang To ay humigit-kumulang 2 beses na mas malaki kaysa sa T. Sa pagsasagawa, maaari nating ipagpalagay na pagkatapos ng agwat ng oras na 3To hanggang 5To, ang temperatura ng makina ay magiging katumbas ng temperatura sa paligid.

Sa tamang pagpili ng nominal na kapangyarihan ng motor, ang steady-state na overheating na temperatura ay dapat na katumbas ng pinahihintulutang pagtaas ng temperatura τadd naaayon sa insulation class ng winding wire. Ang iba't ibang mga load P1 <P2 <P3 ng parehong engine ay tumutugma sa ilang mga pagkalugi ΔP1 <ΔP2 <ΔP3 at ang mga halaga ng itinatag na overheating na temperatura (Larawan 1, b). Sa rated load, ang motor ay maaaring gumana nang mahabang panahon nang walang mapanganib na overheating, habang kapag ang load ay tumaas sa pinahihintulutang oras ng paglipat, ito ay hindi hihigit sa t2, at sa kapangyarihan ay hindi hihigit sa t3.

Batay sa itaas, maaari naming ibigay ang sumusunod na kahulugan ng na-rate na kapangyarihan ng engine. Ang na-rate na kapangyarihan ng motor ay ang lakas ng baras kung saan ang temperatura ng paikot-ikot nito ay lumampas sa temperatura ng kapaligiran sa pamamagitan ng isang halaga na naaayon sa tinatanggap na mga pamantayan ng overheating.