Нарастания температуры

К чкслу таких характеристик относятся также: постоянная времени средства измерений Т, значение резонансной частоты (й0, максимальная скорость изменения выходного сигнала /шах, амплитудно-частотная характеристика А (со) и ее параметры, например неравномерность АЧХ. К числу таких характеристик относятся и параметры переходной характеристики: выброс Ав, спад вершины Асп, неравномерность ha, время установления и время нарастания переходной характеристики.

Основными характеристиками осциллографов являются: диапазон измеряемых напряжений; диапазон измеряемых интервалов времени; полоса пропуска.емых частот канала У или время нарастания переходной характеристики, выброс на ней и ее неравномерность; диапазон значений коэффициента отклонения канала У, мВ/дел (В/дел); диапазон значений коэффициента развертки (длительности развертки), мкс/дел; входные сопротивления и емкости канала У, канала X, канала Z, входа синхронизации и входов на пластины У и X; диапазон частот и амплитуд напряжения внешней синхронизации (длительность импульсов синхронизации); диапазон частот и амплитуд напряжения в канале Z; параметры сигнала на выхода; калибратора (амплитуда, частота, форма).

В качестве примера на 5-12 приведена упрощенная схема усилителя вертикального отклонения с полосой пропускания 0—100 МГц, временем нарастания переходной характеристики 0,0035 мкс и выбросом на переходной характеристике 5 %. Усилительтрех-каскадный: первый и второй каскады — предварительный усилитель, третий каскад—оконечный. Все каскады выполнены по каскодной схеме. На вход транзисторов 7\, Т2 поступает напряжение после ли-

Осциллографы этого типа всегда имеют оба вида линейной развертки — периодическую и ждущую, и поэтому являются универсальными приборами, предназначенными для исследования как периодических, так и однократных импульсов. Оценивать качество широкополосных усилителей, применяемых в импульсных (универсальных) осциллографах, удобно по переходной характеристике ( 4.15), показывающей искажение идеального прямоугольного импульса при прохождении его через усилитель. Основными параметрами переходной характеристики являются время нарастания фронта, обычно измеряемое на участке от 0,1 до 0,9 амплитуды импульса, спад плоской вершины и выбросы. Спад и выбросы измеряются в процентах от амплитуды. Величина выбросов в усилителях для осциллографов обычно очень мала. Искажениями фронта импульса можно пренебречь, если время нарастания для усилителя меньше 1/5 времени нарастания исследуемого колебания. Это означает, что если усилитель осциллографа имеет время нарастания переходной характеристики, например, 0,04 икс, то с его помощью можно исследовать импульсы с временем нарастания фронта 0,2 икс и выше. Искажение, вносимое спадом переходной характеристики, легко может быть учтено путем вычитания этого спада из спада вершины импульса на осциллограмме.

Генератор развертки предназначен для формирования напряжения, вызывающего отклонение луча по горизонтали, пропорционально времени. Параметры напряжения развертки должны соответствовать времени нарастания переходной характеристики канала и возможностям экрана данной ЭЛТ к наблюдению медленных процессов. Генератор развертки имеет три режима работы: автоколебательный, ждущий и однократной развертки. Автоколебательный режим применяется для наблюдения синусоидальных и импульсных сигналов с небольшой скважностью. Сигналы синхронизации (внешней и внутренней), поступающие на генератор, обеспечивают кратность частоты разверток частоте исследуемого колебания.

Канал вертикального отклонения. Основными нормируемыми характеристиками осциллографа, определяемыми каналом вертикального отклонения, являются чувствительность (коэффициент отклонения), время нарастания переходной характеристики канала вертикального отклонения и полоса пропускания, входное сопротивление. Кроме того, нормируется степень допустимых иска-

2. Время нарастания переходной характеристики, полоса пропускания.

Временем нарастания переходной характеристики тн называется время, в течение которого луч проходит от 0,1 до 0,9 установившегося значения (см. 9.3,6).

Полоса пропускания и время нарастания переходной характеристики — величины связанные. Для получения неискаженной формы импульса и отсутствия выбросов падение усиления в области высших частот не должно быть очень резким. Оно должно составлять не более 6 дБ при двукратном увеличении частоты. При этих условиях тн = 350//в. Здесь тн выражено в не, fB — в МГц. На 9.3,6 показан случай, когда это условие нарушено. Как следствие, появление выброса на переходной характеристике.

дится максимально возможное значение выброса (например, ^5%). Очевидно, при длительности фронта исследуемого импульса, во много раз превышающей время нарастания переходной характеристики, на изображении импульса никаких выбросов не наблюдается.

Генератор развертки предназначен для формирования напряжения, вызывающего отклонение луча по горизонтали, пропорциональное времени. Параметры развертки (диапазон длительностей измеряемых процессов) должны соответствовать времени нарастания переходной характеристики канала У и возможностям экрана ЭЛТ.

В процессе поиска оптимального варианта учитываются тринадцать функциональных ограничений. Критериев оптимизации предусмотрено 37. Для блока статики: минимум суммарных затрат; минимальные стоимость и длина двигателя; минимальный расход меди; максимальные допустимая номинальная мощность, КПД и КПД при частичной нагрузке; максимальные коэффициент мощности и коэффициент мощности при частичной нагрузке; минимальный первичный ток; максимальное значение кратности максимального момента; минимальное значение кратности пусковой мощности; максимальное значение кратности пускового момента; минимум скорости нарастания температуры; минимум превышения температуры обмотки статора.

В математической модели асинхронного двигателя предусмотрены два вида ограничений: ограничения, вытекающие из требований стандартов (допустимые значения пускового и максимального моментов, пускового тока, температуры обмотки) и требований надежности (скорости нарастания температуры в режиме короткого замыкания); связь лимитеров с конструктивными и технологическими требованиями - минимальной шириной зубца, высотой ярма статора и т. д.

Представляет интерес анализ адиабатного нестационарного процесса, т. е. процесса без теплообмена с окружающей средой. Примем в уравнении (4-8) а = 0,тогда dft/dt = PlcG =const. Для медной обмотки, например, с = 0,39 кДж- кг/К; у = 8,9г/см3 и р = 0,0175 Ом-мм2/м. Отсюда для скорости нарастания температуры обмотки при набросе постоянного тока плотности / получим (в Кельвинах в секунду)

ной времени Т— отношение этого превышения к адиабатной скорости нарастания температуры тела:

При внезапном изменении нагрузки процесс нарастания температуры в начальный отрезок времени можно рассматривать как адиабатный:

При проектировании активной части двигателя на его конструкцию накладывают ряд ограничений. Однако то или иное ограничение можно включить в целевую функцию, если придать ему экономическую оценку. При оптимальном проектировании асинхронных двигателей серий АИ и 4А приняты ограничения, обусловленные требованиями электропривода (максимальный и минимальный моменты, начальные пусковые моменты и ток), надежности (наибольшая допускаемая температура обмотки статора и скорость нарастания температуры при заторможенном роторе), механической прочности и технологии (коэффициент заполнения паза, ширина зубцов статора и ротора в наиболее узком месте, диаметр дна овального паза ротора, высота спинки статора и др.). Определенные ограничения при выборе оптимального варианта оказывают также требования унификации размеров штампов для штамповки листов сердечников статоров и ротора машин с одинаковой высотой вращения, но разных длин, и, кроме того, для машин с двумя соседними числами полюсов (например, шести- и восьмиполюсных), а также унификации длин сердечников машин с разным числом полюсов при данных

Нагрев двигателя при пуске, зависящий от пускового тока и времени разгона, регламентируется расчетной скоростью (vt) нарастания температуры обмотки статора при заторможенном роторе. Для медных обмоток

Далее в период нормальной эксплуатации от t\ до fo главной причиной отказов являются аварии, недопустимые перегрузки, неправильные условия эксплуатации и т. п. В этот период, когда скрытые дефекты уже выявлены, а старение изоляции еще незначительно, двигатели чаще всего выходят из строя из-за повреждения обмоток, если они недостаточно защищены от проникновения влаги или если имеет место большая скорость нарастания температуры при заторможенном роторе.

сравнению с машинами предыдущих серий. Это достигнуто путем снижения нагрева обмотки статора, повышения класса нагревостой-кости изоляционных материалов и механической прочности эмаль-проводов, снижением вибрации, применением рациональной технологии. Для обеспечения надежной защиты двигателей серии АИ скорость нарастания температуры при заторможенном роторе у них снижена до 10°С/с. Расширено применение встроенной температурной защиты.

Большое влияние на надежность двигателей оказывают процессы старения изоляции, и в частности температурный режим работы машины. Для уменьшения скорости возрастания дефектов при старении принимают ряд мер: увеличение нагревостойкости изоляции, интенсификация охлаждения, создание при проектировании определенного запаса по допускаемому превышению температуры, снижение скорости нарастания температуры при заторможенном роторе, применение встроенной температурной защиты.

При проектировании двигателей серии 4А вместо изоляционных материалов классов нагревостойкости А и В, используемых в предыдущих сериях, были применены материалы классов В и F, а двигателей серии АИ — только класса F. Скорость нарастания температуры при заторможенном роторе была уменьшена от 12... 15 до 9,5... 10°С/с. В результате существенно уменьшился нагрев обмотки статора в процессе пуска и, следовательно, замедлился процесс разрушения витковой изоляции. Уменьшению вероятности чрезмерного повышения температуры обмотки статора вследствие перегрузок и особенно при недостаточно надежной работе внешней тепловой защиты способствует также применение встроенной температурной защиты.