Двигатель будет работать в установившемся режиме

Параметры, описывающие режимы работы электродвигателей:

— длительность рабочего цикла; — характер и величина действующей нагрузки; — потери при пуске, торможении и во время установившегося режима работы;

— способ охлаждения.

Возможные комбинации выше приведенных характеристик имеют огромное разнообразие и поэтому изготовление двигателей для каждого из них не целесообразно. По наиболее часто используемым и востребованным характерам работы были выделены номинальные режимы, для которых, собственно, и изготовляются серийные электродвигатели.

Параметры электрической машины, которые указаны в паспорте, характеризуют ее работу в одном из номинальных режимов. Изготовитель гарантирует нормальную, безотказную работу эл. двигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке.

Необходимо обязательно учитывать режим работы электропривода при выборе двигателя, это обеспечит надежную работу механизма.

Межгосударственным стандартом ГОСТ 183-74 предусмотрено 8 номинальных режимов для электродвигателей, которые обозначаются как S1-S8, их краткое описание приведено ниже в статье.

ГОСТ 183-74 — Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия

Скачать | 420 Кб

S1 – продолжительный режим работы, характеризуется работой электродвигателя при постоянной нагрузке (Р) и потерях (РV) на протяжении длительного времени, пока все части машины не достигнут неизменной температуры (Ɵmax=Ɵнагр).

где Ɵ0 – температура внешней среды.

S2 – кратковременный режим работы – это работа электродвигателя на протяжении небольшого отрезка времени (Δtp) под постоянной нагрузкой (P). При работе за определенное время (Δtp) составляющие двигателя не успевают нагреваться до установившейся температуры (Ɵmax), после этого машину останавливают и она охлаждается до температуры внешней среды (превышая ее не более чем на 2°С).

S3 – периодический повторно-кратковременный режим работы, представляет собой последовательность одинаковых циклов, работа в которых происходит при постоянной, неизменной нагрузке.

За это время электродвигатель не успевает нагреться до максимальной температуры и при останове не охлаждается до температуры окружающей среды.

Не учитываются потери, возникшие при запуске двигателя (пусковой ток не оказывает большого влияния), то есть они не нагревают детали машины. Длительность цикла не превышает десяти минут.

где Δtp – время работы двигателя; ΔtR – время простоя, охлаждения; Ɵнагр1 – температура двигателя при максимальном охлаждении во время цикла; Ɵнагр2 – максимальная температура нагрева.

Продолжительность включения (ПВ) характеризует данный режим работы и находится по формуле:

Существуют нормированные значения ПВ: 60%, 40%, 25%, 15%.

Указанные в каталогах мощности электродвигателей приводятся для «Продолжительного режима работы (S1)».

Если же двигатель будет работать в других режимах, к примеру, S2 или S3, то нагревание его будет происходить медленнее, что позволит увеличить нагрузку на некоторое время.

Для режима S2 допускается увеличение нагрузки на 50% на период времени 10 минут, 25% — 30 минут, 10% — 90 минут. Для работы механизма в режиме S3 лучше всего применять приводной асинхронный двигатель с повышенным скольжением

S1 – S3 являются основными режимами работы, а S4 — S8 были введены для расширения возможностей первых, и предоставления более широкого ряда электродвигателей под конкретные задачи.

S4 – повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов, представляется в виде циклической последовательности, в каждом цикле выполняется пуск двигателя за время (Δtd), работа двигателя при постоянной нагрузке в течении (Δtp), за эти промежутки времени машина не успевает достичь максимальной температуры (установившейся), а за время паузы (ΔtR) не остывает до внешней среды.

S5 – Повторно-кратковременный режим с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов включает в себя те же характерности режима, что и S4, с осуществлением торможения электродвигателя за время (ΔtF). Этот режим работы характерен для электропривода лифтов.

S6 – перемежающийся режим работы – последовательность циклов, при которой работа происходит в течении времени (Δtр) с нагрузкой, и время (ΔtV) работает на холостом ходу. Двигатель не нагревается до предельной температуры.

S7 – Перемежающийся режим с влиянием пусковых токов и электрическим торможением, особенностью является отсутствие пауз в работе, что обеспечивает 100% периодичность включения. Описывается работа в данном режиме последовательными циклами с достаточно долгим пуском (Δtd), нормальной работой при неизменной нагрузке и торможением двигателя.

S8 — Периодический перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения. Так же как и предыдущий режим, этот не содержит пауз, соответственно ПВ=100%.

Реализация данного S8 режима происходит в асинхронных двигателях при переключении пар полюсов.

Каждый последовательный цикл состоит из времени разгона (Δtd), работы (Δtр) и торможения (ΔtF), но при разных нагрузках, а соответственно при разных скоростях вращения ротора (n).

Недостаточно прав для комментирования

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

• Cтраница 1
• Установившийся режим работы двигателя СЃ течением времени может нарушаться вследствие различных причин, вызывающих кратковременные изменения РІ условиях работы или двигателя, или потребителя.  [1]
• Установившийся режим работы двигателя может быть достигнут только РїСЂРё равенстве крутящего момента Рњ двигателя Рё момента сопротивления РњСЃ потребителя.  [2]

Установившийся режим работы двигателя соответствует постоянной частоте управляющих импульсов, РїСЂРё этом средняя частота вращения ротора пропорциональна этой частоте. Движение ротора РІ установившемся режиме может иметь монотонный или колебательный характер РІ зависимости РѕС‚ сочетания параметров двигателя, нагрузки Рё частоты управляющего сигнала.  [3]

Условия устойчивой работы двигателя.  [4]

Установившийся режим работы двигателя возможен РїСЂРё условии, чтоМ — Р›1РЎРў, РіРґРµ Рњ — вращающий момент двигателя Рё РњСЃС‚ — статический момент РЅР° валу, обусловленный РїСЂРёРІРѕРґРѕРјС‚ РЅР° — который работает двигатель. РџСЂРё изменении скорости вращения двигателя Рї РІ общем случае изменяются как момент Рњ, так Рё РњСЃС‚. РћС‚ того, как РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ такое изменение, зависит степень устойчивости работы двигателя. Что же касается статического момента сопротивления РЅР° валу 7Р�РЎРў Рњ0 Рњ2, то характер его изменения РїСЂРё изменении скорости вращения зависит РѕС‚ свойств электропривода.  [5]

Модель СЃРёРЅС…СЂРѕРЅРЅРѕРіРѕ двигателя.  [6]

1. Установившийся режим работы двигателя будет иметь место РїСЂРё таком угле 6, РєРѕРіРґР° вращающий Рё тормозящий моменты двигателя взаимно уравновешиваются.  [7]
2. Установившийся режим работы двигателя может быть достигнут только РїСЂРё равенстве крутящего момента Рњ двигателя Рё момента сопротивления РњСЃ потребителя.  [8]
3. Установившийся режим работы двигателя внутреннего сгорания характеризуется постоянством числа оборотов ( или угловой скорости СЃРѕ) коленчатого вала РїСЂРё заданной нагрузке.  [9]
4. Установившийся режим работы двигателя внутреннего сгорания характеризуется постоянством числа оборотов ( или угловой скорости Рѕ) коленчатого вала РїСЂРё заданной нагрузке.  [10]

Нарушение установившегося режима работы двигателя вызывает отклонение числа оборотов вала в ту или иную сторону.

РџСЂРё оголении гребного винта СЃСѓРґРЅР° нагрузка главного двигателя резко уменьшается, вследствие чего число оборотов вала увеличивается Рё оказывается больше числа оборотов вала РїСЂРё равновесном режиме ( РїРІ) РІ момент погружения винта, РєРѕРіРґР° характеристикой сопротивления РІРЅРѕРІСЊ становится кривая II. Работа главного двигателя РІ этот момент зависит РѕС‚ взаимного протекания характеристик двигателя Рё характеристики потребителя. Действительно, РїСЂРё РЅРѕРІРѕРј числе оборотов Рї РІ РїРІ ( фиг. РњСЃ становится больше крутящего момента двигателя Рњ, вследствие чего число оборотов вала уменьшается Рё равновесный режим восстанавливается.  [11]

Условием установившегося режима работы двигателя является равенство моментов вращающего и тормозного.

Если вращающий момент, развиваемый двигателем Мэ, уравновешен тормозным моментом на валу Мт, то скорость вращения якоря остается постоянной.

РџСЂРё нарушении равновесия моментов появляется дополнительный момент, создающий положительное или отрицательное ускорение вращения СЏРєРѕСЂСЏ.  [12]

Нарушение установившегося режима работы двигателя вызывает отклонение числа оборотов вала в ту или иную сторону.

 [13]

Условием установившегося режима работы двигателя является равенство моментов вращающего и тормозного.

Если вращающий момент, развиваемый двигателем М3 уравновешен тормозным моментом на валу Мт, то скорость вращения якоря остается постоянной.

РџСЂРё нарушении равновесия моментов появляется дополнительный момент, создающий положительное или отрицательное ускорение вращения СЏРєРѕСЂСЏ.  [14]

Условием установившегося режима работы двигателя является равенство вращающего и тормозного моментов.

Если вращающий момент, развиваемый двигателем M L, уравновешен тормозным на валу Мт, то скорость вращения якоря остается постоянной.

РџСЂРё нарушении равновесия моментов создаются положительное или отрицательное ускорения вращения СЏРєРѕСЂСЏ.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Режимы двигателя

Режимы работы двигателя на судне определяются величиной крутящего момента на коленчатом валу и частотой вращения.К установившимся режимам относится работа на гребной винт или генератор при постоянной частоте вращения и неизменной нагрузке.

• Характер этих режимов зависит во многом от сопротивления воды движению судна.
• Особыми установившимися режимами являются работа двигателя при увеличенных температурах наружного воздуха, повышенном сопротивлении в выпускном тракте вследствие засорения его сажей и осадками масла, работа с неполным числом цилиндров или при неисправном турбокомпрессоре, работа при плавании в битом льду, с ненормальным дифферентом, с поврежденным гребным винтом.
• К неустановившимся режимам работы двигателя относятся работа при пусках, прогреве и остановках, работа при переходе с одного скоростного режима на другой (постановка и выборка орудий лова), работа на винт при разгоне судна, работа во время реверсирования судна или его циркуляции, работа на заднем ходу, работа на генератор при изменении электрической нагрузки.
• Работа дизеля при увеличенном сопротивлении движению судна.

Если сопротивление движению судна по каким-либо причинам увеличилось, например вследствие обрастания корпуса, плохой погоды, влияния мелководья или при буксировке трала, гребной винт становится более «тяжелым». Иначе говоря, он потребляет от двигателя при той же частоте вращения мощности, большую, чем при обычных условиях.

В установке с обычным гребным винтом фиксированного шага во избежание перегрузки двигателя снижают частоту вращения.

На сколько нужно понизить частоту вращения, определяют в каждом конкретном случае в соответствии с инструкцией завода-изготовителя, в которой указываются предельные значения температуры выпускных газов, расхода топлива или максимального давления сгорания для каждого значения частоты вращения (ограничительная характеристика).

В установке с ВРШ нет необходимости снижать частоту вращения — можно лишь уменьшить шаг винта с таким расчетом, чтобы параметры двигателя, контролируемые по приборам, соответствовали номинальному режиму.

Наиболее тяжелым установившимся режимом является работа на швартовах. В этом случае сопротивление движению корпуса бесконечно велико.

В практике эксплуатации возможны случаи уменьшения сопротивления движению судна, например при плавании в балласте или при сильном попутном ветре. Гребной винт при этом становится «легче», т. е. несколько недогружает главный двигатель при номинальной частоте вращения.

Выбор режима при увеличении сопротивления движению судна диктуется необходимостью сохранения тепловой и механической напряженности двигателя в нужных пределах. Показателем теплонапряженности является величина и характер изменения температуры в стенках поршней, цилиндровых втулок и крышек.

Так, температура зеркала цилиндра в районе первого поршневого кольца (при положении поршня в в. м. т.) не должна превышать 175° С во избежание разрушения масляной пленки и возникновения сухого трения.

Температура поршней лимитируется в районе первого поршневого кольца из условий предотвращения его закоксовывания, на днище поршня из условий сохранения допускаемых тепловых напряжений и отсутствия коксо- и лакообразования со стороны, омываемой охлаждающим маслом.

Показателем механической напряженности является напряжения и деформации, возникающие в деталях от действия сил давления газов и сил инерции движущихся частей. Косвенно о механической напряженности можно судить по величине максимального давления сгорания и жесткости работы двигателя, под которой понимают интенсивность повышения давления в цилиндре во время сгорания топлива.

Большое влияние на механическую напряженность коленчатого вала оказывают крутильные колебания.

Коленчатый вал вместе с другими присоединенными к нему движущимися поступательно и вращающимися деталями представляет собой упругую систему, отдельные участки которой при работе двигателя закручиваются и раскручиваются в разных направлениях.

Такие «вынужденные» крутильные колебания наблюдаются на всех режимах, и вызываются они главным образом периодическим действием сил давления газов в цилиндрах. Иногда оказывает влияние и неравномерный крутящий момент гребного винта, периодичность изменения которого зависит от числа лопастей.

Упругая вращающаяся система валов обладает собственными колебательными свойствами — частотой свободных колебаний и их формой. Эти свойства зависят только от расположения масс деталей и упругости соединяющих их участков вала. Свободные колебания не развиваются при работе двигателя, их можно лишь возбудить искусственно, если кратковременно приложить крутящий момент.

После прекращения действия момента система начинает колебаться с определенной частотой, но колебания быстро затухают благодаря внутреннему трению в материале валов. В зависимости от того, в каком месте вала приложить момент, могут возникнуть колебания разных форм.

При одной из форм — одноузловой — концы валовой линии закручиваются в разных направлениях, а в средней части одно из сечений не участвует в колебаниях (узел).

При двухузловой форме оба конца валовой линии закручиваются в одну сторону, а ее средняя часть — в другую; таким образом образуются два узла. Возможны также трехузловая, четырехузловая и другие формы колебаний. Чем выше форма колебаний, тем больше частота свободных колебаний.

В обычных установках практическое значение могут иметь одноузловые и двухузловые колебания; их частота соответственно составляет 200—3000 и 900—10 000 колебаний в минуту.

При увеличении или уменьшении частоты вращения вала двигателя соответственно изменяется и частота вынужденных колебаний от сил давления газов в цилиндрах. На некоторых режимах она совпадает с частотой свободных колебаний одно- или двухузловой формы. В результате развиваются резонансные колебания.

Степень их опасности определяется расчетом еще при проектировании установки и проверяется специальным прибором (торсиографом) на одном из судов каждой серии. В случае, если напряжения не превышают допускаемой величины, никаких ограничений не накладывается.

Некоторое превышение напряжений говорит о необходимости назначить запретную зону. Продолжительная работа двигателя в этой зоне недопустима, так как может привести к разрушению валовой линии в одном из сечений из-за усталости материала вала. Возможно также повреждение зубьев шестерен редуктора.

Внешне работа двигателя в запретной зоне может сопровождаться заметной вибрацией и шумами, но эти признаки обнаруживаются не всегда.

Запретные зоны отмечаются на тахометре красным сектором. Проход через запретную зону при увеличении или уменьшении частоты вращения осуществляется плавно, но быстро.

Значительное превышение напряжений при резонансах над допускаемыми напряжениями представляет опасность даже при кратковременной работе.

В таких случаях дизелестроительным или судостроительным заводом принимаются меры борьбы с крутильными колебаниями.

Можно, например, уменьшить ширину или диаметр маховика, и тогда запретная зона сместится в зону выше номинальной частоты вращения. Применяют и специальные устройства — демпферы и антивибраторы.

Общим показателем тепловой и механической напряженности дизеля является степень форсирования. Наиболее удобно оценивать степень форсирования величиной удельной поршневой мощности показывающей, сколько эффективных лошадиных сил приходится на 1 дм2 площади поршня.

На долевых режимах удельная поршневая мощность, а следовательно, и тепловая и механическая напряженности резко снижаются. Но это не значит, что малые частота вращения и нагрузки являются наиболее благоприятными для двигателя.

На таких режимах ухудшаются условия охлаждения и смазки, происходят забросы масла в выпускной коллектор. Поэтому продолжительная работа на малых нагрузках нежелательна. Некоторые заводы ограничивают минимальную нагрузку на дизель при разных значениях частоты вращения определенными величинами.

Такое ограничение, например, введено для распространенного на флоте рыбной промышленности дизеля 8ДР43/61.

Работа двигателя при повышенной температуре наружного воздуха.

На режимах, близких к предельно допустимой в эксплуатации мощности, двигатель чувствителен к параметрам наружного воздуха.

Повышение температуры и влажности воздуха и снижение атмосферного давления приводят к уменьшению весового заряда воздуха, поступающего в цилиндры.

В результате снижается мощность и экономичность, ухудшается тепловая и механическая напряженность. Наибольшее влияние оказывает температура воздуха.

По указанной причине дизелестроительные заводы гарантируют номинальную мощность при определенных внешних условиях.

В СССР нормальными условиями, согласно ГОСТ 5733—51, считаются температура воздуха на впуске +15° С, барометрическое давление (760 мм рт. ст.) и относительная влажность 0,6.

Некоторые заводы, например «Русский дизель», гарантируют номинальную мощность и при менее благоприятных условиях, в частности при температуре до +25° С (двигатель 8ДР43/61).

Каждый дизелестроительный завод в инструкции по эксплуатации двигателя регламентирует величину снижения мощности при изменении внешних условий. При отсутствии в инструкции соответствующих указаний можно руководствоваться следующими ориентировочными данными: мощность двигателя следует снижать на 3—5% при увеличении температуры наружного воздуха на каждые 10° С свыше 20° С.

Работа двигателя при выключенном цилиндре.

При невозможности быстро устранить неисправность в одном из цилиндров допускается временная работа двигателя с отключенным цилиндром.

Отключение неисправного цилиндра может сопровождаться только прекращением подачи в него топлива или демонтажем деталей движения.

В последнем случае у двухтактного двигателя выпускные и продувочные окна закрывают либо специальными приспособлениями, либо путем подвешивания поршня на талях.

1. Эффективная мощность главных двигателей, работающих при постоянной частоте вращения (в установках с ВРШ), и дизель-генераторов снижается на величину индикаторной мощности отключенного цилиндра.
2. В установке с обычным винтом фиксированного шага необходимо снизить частоту вращения (об/мин) до значения
3. где nн —номинальное число оборотов; Niц— индикаторная мощность отключенного цилиндра; Neн— номинальная эффективная мощность дизеля.

Следует иметь в виду, что при отключенном цилиндре изменяется расположение запретной зоны от крутильных колебаний. Поэтому при работе дизеля следует особенно тщательно следить за его шумом и вибрацией.

Работа при трогании с места и разгоне судна.

При трогании с места и разгоне судна, кроме сопротивления воды, необходимо преодолеть еще силу инерции массы судна. Следовательно, движущая сила и момент винта могут быть больше, чем при равномерном движении судна с заданной скоростью.

Если при трогании судна с места скорость вращения вала двигателя будет больше, то последний окажется перегруженным.

Быстрый разгон, позволяя быстрее достигнуть скорости полного хода судна, вызывает более высокую нагрузку двигателя или даже его перегрузку. При медленном разгоне судна вращающий момент постепенно достигает значения момента полного хода, и разгон судна совершается без перегрузки двигателя.

• Работа на задний ход и при реверсировании винта.
• При работе двигателя на задний ход необходимо, чтобы углы открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизмы и углы опережения подачи топлива в цилиндры были равны соответствующим углам при работе на передний ход.
• Если предохранительные клапаны «стреляют» только при работе двигателя «Назад», то это указывает на увеличение угла опережения подачи топлива по сравнению с работой двигателя «Вперед».
• При частоте вращения заднего хода, равной частоте вращения полного хода вперед, момент сопротивления может значительно превысить номинальный момент на валу двигателя, что приведет к перегрузке двигателя.
• Большую опасность представляет увеличение напряжений в коленчатом валу на маневрах при торможении движения сжатым воздухом для ускорения процесса реверсирования, а также при разгоне двигателя на задний ход при продолжающемся движении судна вперед.

При движении судна полным ходом двигатель в процессе реверсирования должен остановить гребной винт (при выключенном двигателе судно по инерции продолжает движение и гребной винт вращается под действием потока воды за судном), удержать его в неподвижном положении и начать вращать в нужном направлении. При этом на коленчатом валу создается крутящий момент значительно больше номинального, что может привести к поломке коленчатого вала. Для предотвращения перегрузки двигателя реверсирование необходимо осуществлять при возможно меньшей скорости судна.

Установившийся режим работы электропривода

Установившийся
режим работы характеризуется тем, что
скорость двигателя и рабочей машины
остается в процессе работы постоянной.

При этом момент, развиваемый двигателем,
и момент сопротивления движению также
постоянны.

Можно говорить и о
квазиустановившемся режиме, когда
скорость электромеханической системы
изменяется в небольших пределах
вследствие изменения нагрузки на валу
рабочей машины, но в среднем остается
постоянной.

Графически
установившийся режим соответствует
точке пересечения механических
характеристик электродвигателя и
рабочего механизма. На рис.3.6а показаны
механические характеристики асинхронного
двигателя и вентилятора. Точка пересечения
этих характеристик показывает, с какой
скоростью и с каким моментом на валу
механизма будет работать электромеханическая
система двигатель – вентилятор.

На рис.3.6б показаны
механические характеристики двигателя
постоянного тока с включенным в цепь
якоря добавочным сопротивлением и
механическая характеристика грузоподъемной
лебедки, работающая в режиме спуска
груза.

Если включить двигатель в
направлении подъема груза и растормозить
лебедку, то под действием активного
момента, создаваемого силой тяжести
груза (который превышает положительный
момент двигателя при ),
груз будет опускаться с возрастающей
скоростью.

Когда скорость спуска будет
такова, что характеристики двигателя
и механизма пересекутся, то ускорение
прекратится, и спуск груза будет
происходить с постоянной скоростью,
т.е. электромеханическая система
двигатель – лебедка – груз будет
работать в установившемся режиме. При
этом

png» width=»94″>,
т.е. двигатель будет работать в режиме
противовключения, создавая нужный по
величине подтормаживающий момент на
валу барабана лебедки.

Имеются две
скорости, при которых .
Рассмотрим работу в т.1. Если под
воздействием кратковременного возмуще-ния
скорость привода увеличилась на некоторую
величину,
то момент двигателя уменьшится.

По-скольку
статический момент остается постоянным,
возни-кает отрицательный (тормоз-ной)
динамический момент, вследствие чего
скорость двигателя снижается дои равенствовосстанавливается.

Если скорость привода
снизится на величинуотносительно,
то момент двигателя возрастет, появится
положительный динамический момент, и
скорость двигателя вновь вернется к
значению

png» width=»39″>.
Проведенный анализ показывает, что
работа в установившемся режиме в точке
1 является устойчивой.

Рассмотрим работу
привода в точке 2. Если скорость по
случайной причине отклоняется от
величины

png» width=»39″>,
например возрастет, то момент двигателя
также возрастет, появится положительный
динамический момент, благодаря которому
скорость двигателя будет увеличиваться
до тех пор, пока не достигнет величины,
т.е. привод перейдет на работу в т.1.

Если
скорость уменьшится по отношению к,
то уменьшится и момент двигателя,
появится отрицательный динамический
момент, скорость будет уменьшаться, и
двигатель остановится. Таким образом,
устойчивая работа привода в точке 2
невозможна.

где β
и βС
– жесткость механической характеристики
двигателя и рабочего механизма в точке
установившегося режима.

Действительно, в
точке 1 в точке 2т.е. режим неустойчив.

Режимы работы электродвигателей

Режимы работы электродвигателей – это определенный порядок чередования периодов, который характеризуется:

• продолжительностью и величиной нагрузки;
• условиями охлаждения;
• частотой пуска и отключений;
• частотой реверса;
• соотношениями потерь в периоды установившегося движения и пуска.

Так как существует множество режимов, выпуск двигателей для каждого из них нецелесообразен, поэтому серийные двигатели проектируются согласно ГОСТ для работы в восьми номинальных режимах. Номинальные данные содержатся в паспорте электродвигателя. Оптимальное функционирование агрегата гарантируется при его эксплуатации при номинальной нагрузке и в номинальном режиме.

Основные режимы работы электродвигателей

Существуют три основных (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный) и пять дополнительных режимов работы, условно маркированных согласно международной классификации S1-S8. Отечественные электромашиностроительные заводы в обязательном порядке включают номинальные данные на основные режимы в каталоги и паспорт агрегата.

Продолжительный режим (S1) предусматривает длительный и беспрерывный рабочий период, во время которого двигатель нагревается до установившейся температуры. Он может «подразделяться» на два вида:

• Режим с постоянной нагрузкой (без изменения температуры в период работы). В нем функционируют двигатели конвейеров, электроприводы вентиляторов и насосов.
• Режим с изменяющейся нагрузкой (температура поднимается или падает с изменением нагрузки). Он используется при работе металлорежущих, деревообрабатывающих и прокатных станков.

Кратковременный режим работы электродвигателя (S2) характеризуется непродолжительным рабочим периодом (по стандартам 10, 30, 60, 90 минут) без нагрева двигателя до установившейся температуры с последующим его охлаждением во время паузы до температуры окружающей среды. В этом режиме действуют электроприводы запорных устройств (вентилей, шлюзов, заслонок и т.д.). В паспорте двигателя указывается продолжительность рабочего периода (например, S2 – 60 мин.).

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя (S3) – режим, при котором в течение рабочего периода нагрев двигателя не достигает установившейся температуры, а во время паузы не происходит охлаждения до температуры окружающей среды. Он характеризуется непрерывным чередованием периодов работы под нагрузкой и вхолостую. Так функционируют электроприводы подъемных кранов, экскаваторов и лифтов, то есть устройств, действующих циклично.

Дополнительные режимы работы электродвигателей

Дополнительные режимы обозначены маркерами S4-S8. Они введены для более удобного эквивалентирования произвольных режимов и расширения номенклатуры номинальных режимов.

S4 – повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов. Каждый цикл работы включает в себя:

• длительный период пуска, в течение которого пусковые потери оказывают влияние на температуру узлов агрегата;
• период функционирования при постоянной нагрузке без нагрева до устоявшейся температуры;
• паузу, во время которой не предусмотрено охлаждение двигателя до температуры окружающей среды.

S5 – повторно-кратковременный режим с электрическим торможением. В цикл работы входят:

• долгое время пуска;
• время работы при постоянной нагрузке без нагрева до устоявшейся температуры;
• период быстрого электрического торможения;
• период работы вхолостую без охлаждения до температуры окружающей среды.

S6 – перемежающийся режим работы. Цикл работы состоит из:

• периода функционирования с постоянной нагрузкой;
• паузы.

В течение обоих периодов температура двигателя не достигает установившегося значения.

S7 – перемежающийся режим с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов. В каждый цикл включены:

• длительный период пуска;
• время действия машины с постоянной нагрузкой;
• быстрое электрическое торможение.

Паузы данным режимом не предусмотрены.

S8 – перемежающийся режим с разными частотами вращения (2 или более). В цикл входят периоды:

• работы с неизменной частотой вращения и постоянной нагрузкой;
• работы при других неизменных нагрузках, причем каждой из них соответствует определенная частота вращения.

Как и предыдущий, этот режим не содержит пауз.

Если вы знаете характеристики работы электродвигателей, вам не составит труда выбрать агрегат, оптимально подходящий для ваших целей.

Указанная в каталогах мощность двигателя предусматривает его эксплуатацию в нормальных условиях в режиме S1 (если это не двигатель с повышенным скольжением).

Превышение мощности при режиме S2 допустимо не более чем на 50% в течение 10 минут, 25% в течение 30 минут и 10% в течение 90 минут.

Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся

ГОСТом предусмотрено 10 номинальных режимов для электродвигателей, которые обозначаются как S 1- S 10, их описание приведено ниже.

S 1 – продолжительный режим работы электродвигателя , характеризуется работой электродвигателя при постоянной нагрузке (Р) и потерях ( Р V ) на протяжении длительного времени, пока все части машины не достигнут неизменной температуры (Ɵ max = Ɵ нагр ).

На выше приведенном рисунке Ɵ0 – температура внешней среды.

S 2 – кратковременный режим работы электродвигателя – это работа электродвигателя на протяжении небольшого отрезка времени (Δ tp ) при постоянной нагрузке ( P ).

При работе за определенное время (Δ tp ) составляющие двигателя не успевают нагреваться до установившейся температуры (Ɵ max ), после этого машину останавливают и она охлаждается до температуры внешней среды (превышая не более чем на 20С).

S 3 – периодический повторно-кратковременный режим работы электродвигателя, представляет собой последовательность одинаковых циклов, работа в которых происходит при постоянной, неизменной нагрузке.

За это время электродвигатель не успевает нагреться до максимальной температуры и при останове не охлаждается до температуры окружающей среды.

Не учитываются потери, возникшие при запуске двигателя (пусковой ток не оказывает большого влияния), то есть они не нагревают детали машины. Длительность цикла не превышает десяти минут.

Где Δ tp – время работы двигателя; Δ tR – время простоя, охлаждения; Ɵнагр1 – температура двигателя при максимальном охлаждении во время цикла; Ɵнагр2 – максимальная температура нагрева.

Продолжительность включения (ПВ) характеризует данный режим работы и находится по формуле:

Существуют нормированные значения ПВ: 60%, 40%, 25%, 15%.

Указанные в каталогах мощности приводятся для «Продолжительного режима работы ( S 1)».

Если же двигатель будет работать в других режимах, к примеру, S 2 или S 3, то нагревание его будет происходить медленнее, что позволит увеличить нагрузку на некоторое время.

Для режима S 2 допускается увеличение нагрузки на 50% на период времени 10 минут, 25% — 30 минут, 10% — 90 минут. Для работы механизма в режиме S 3 лучше всего применять приводной асинхронный двигатель с повышенным скольжением.

S 1 – S 3 являются основными режимами работы, а S 4 — S 10 были введены для расширения возможностей первых, и предоставления более широкого ряда электродвигателей под конкретные задачи.

S 4 – повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов, представляется в виде циклической последовательности, в каждом цикле выполняется пуск двигателя за время (Δ td ), работа двигателя при постоянной нагрузке в течении (Δ tp ), за эти промежутки времени машина не успевает достичь максимальной температуры (установившейся), а за время паузы (Δ tR ) не остывает до внешней среды.

S 5 – Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов включает в себя те же характерности режима, что и S 4, с осуществлением торможения электродвигателя за время (Δ tF ).

Этот режим работы характерен для электропривода лифтов.

S 6 – перемежающийся режим работы электродвигателя – последовательность циклов, при которой работа происходит в течении времени (Δ t р) с нагрузкой, и время (Δ tV ) работает на холостом ходу. Двигатель не нагревается до предельной температуры.

S 7 – Перемежающийся режим работы электродвигателя с влиянием пусковых токов и электрическим торможением, особенностью является отсутствие пауз в работе, что обеспечивает 100% периодичность включения. Описывается работа в данном режиме последовательными циклами с достаточно долгим пуском (Δ td ), нормальной работой при неизменной нагрузке и торможением двигателя.

S 8 — Периодический перемежающийся режим работы электродвигателя с периодически изменяющейся частотой вращения. Так же как и предыдущий режим, этот не содержит пауз, соответственно ПВ=100%.

Реализация данного S 8 режима происходит в асинхронных двигателях при переключении пар полюсов.

Каждый последовательный цикл состоит из времени разгона (Δ td ), работы (Δ t р) и торможения (Δ tF ), но при разных нагрузках, а соответственно при разных скоростях вращения ротора ( n ).

S 9  — режим работы электродвигателя с непериодическими изменениями, нагрузки и частоты вращения. Режим, при котором обычно нагрузка и частота вращения изменяются непериодически в допустимом рабочем диапазоне.

Этот режим часто включает в себя перегрузки, которые могут значительно превышать базовую нагрузку Для этого типа режима постоянная нагрузка, выбранная соответствующим образом и основанная на типовом режиме S1, берется как базовая (см.

рисунок ниже) для определения перегрузки.

S10 — режим работы электродвигателя с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения Режим, состоящий из ограниченного числа дискретных нагрузок (или эквивалентных нагрузок) и, если возможно, частот вращения, при этом каждая комбинация нагрузки/частоты вращения сохраняется достаточное время для того, чтобы машина достигла практически установившегося теплового состояния (рисунок ниже). Минимальная нагрузка в течение рабочего цикла может иметь и нулевое значение (холостой ход, покой или бестоковое состояние). Для этого типового режима постоянная нагрузка, выбранная в соответствии с типовым режимом S1, принимается за базовую для дискретных нагрузок. Дискретные нагрузки являются, как правило, эквивалентной нагрузкой, интегрированной за определенный период времени. Нет необходимости, чтобы каждый цикл нагрузки точно повторял предыдущий, однако каждая нагрузка внутри цикла должна поддерживаться достаточное время для достижения установившегося теплового состояния, и каждый нагрузочный цикл должен интегрированно давать ту же вероятность относительного ожидаемого термического срока службы изоляции машины.

Длительность рабочего цикла, характер действующей нагрузки, ее величина, потери при пуске, торможении и во время установившегося режима работы, способ охлаждения — все эти параметры описывают режимы работы электродвигателей.

Возможные комбинации выше приведенных характеристик имеют огромное разнообразие и потому изготовление двигателей для каждого из них не целесообразно.

По наиболее часто использованным и востребованным характерам работы были выделены номинальные режимы, для которых собственно и изготовляются серийные электродвигатели. Параметры электрической машины, которые указаны в паспорте, характеризуют ее работу в одном из номинальных режимов.

Изготовитель гарантирует нормальную, безотказную работу эл. двигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке. Необходимо обязательно учитывать режим работы электропривода при выборе двигателя, это обеспечит надежную работу механизма.