Температуры электродвигателя

Поскольку значение длительно допускаемой рабочей температуры электрической изоляции часто играет первостепенную роль на практике, электроизоляционные материалы и их комбинации (электроизоляционные системы электрических машин, аппаратов) часто относят к тем или иным классам нагревостойкости.

Выше (гл. 2) было показано, что поле температуры электрической машины описывается неоднородными дифференциальными уравнениями. Их решения в тех случаях, когда указанные уравнения достаточно надежно характеризуют тепловое состояние отдельных элементов конструкции и тепловую связь между этими элементами, естественно было бы считать основой теплового расчета машин.

Вывод основного уравнения. Изменение температуры электрической машины в процессе ее работы представляет собой сложную зависимость от времени, температуры окружающей среды, режима нагрузки и других факторов.

С ростом температуры электрической машины и т возрастает количество теплоты, рассеиваемой в окружающей среде, и уменьшается часть теплоты, вызывающая повышение температуры машины.

9.25, б) понимают такой режим, в течение которого превышение температуры электрической машины достигает предельно допустимого значения для данного класса изоляции ттах, но не достигает установившегося значения т«.. В этом режиме машина работает в течение сравнительно небольшого периода времени tKp, перерыв же в работе /пер достаточно велик, чтобы она успела охладиться до температуры окружающей среды Оокр. Для машин общего применения ГОСТ устанавливает следующие продолжительности рабочего периода: 10, 30, 60 и 90 мин. Однако в условиях эксплуатации продолжительность рабочего периода tK? может быть самой различной.

где cmdQ — часть тепловой энергии, которая накапливается в машине и вызывает повышение ее температуры; k^0SnnQdt — часть тепловой энергии, рассеивающейся в окружающее пространство; с — удельная теплоемкость машины (количество тепла, вызывающее повышение температуры 1 кг массы машины на ГС); т — масса машины; kTO — коэффициент теплоотдачи с поверхности (количество тепла, рассеиваемое с 1 м2 поверхности охлаждения машины в течение 1 с при разности между ее температурой и температурой окружающей среды в ГС), который определяется интенсивностью охлаждения электрической машины; 5ОХЛ — поверхность охлаждения машины; 0 — превышение температуры машины над температурой окружающей среды. По мере увеличения температуры электрической машины и величины 0 возрастает количество тепла, рассеиваемого в окружающую среду, и уменьшается часть тепла, вызывающая повышение темпера туры машины. При некотором превышении температуры 0.» наступает установившийся тепловой процесс, при котором все выделяемое в машине тепло отдается окружающей среде. В этом случае величина cmdQ = О и уравнение теплового баланса принимает вид

при работе с номинальной длительной мощностью />,» превышение температуры отдельных частей достигает установившегося значения через 3—6 ч для машин средней и большой мощности и через 10—30 мин для микромашин, после чего все выделяющееся тепло отдается окружающей среде. Для того чтобы превышение температуры электрической машины 0«, при определенной нагрузке не превышало максимально допустимого значения Оманс, машина должна иметь достаточные раз-

§ 10.2. Аналитические исследования температуры электрической дуги

§ 10.1. Температурные режимы электрической дуги .... 332 § 10.2. Аналитические исследования температуры электрической

специальные контакты, расположенные в гасительной камере 6. Камера представляет собой пластмассовый корпус, внутри которого имеются вкладыши из органического стекла. Под действием высокой температуры электрической дуги, образующейся при разрыве контактов, органическое стекло выделяет сильный поток газов, гасящих дугу в течение сотых долей секунды.

4. Автогазовые выключатели — гашение дуги осуществляется газами, которые выделяются из стенок камер под действием высокой температуры электрической дуги.

температуры электродвигателя: т = ту = Q/A, где Q — количество теплоты, выделяемой электродвигателем в единицу времени, Дж/с; А — теплоотдача электродвигателя, Дж/с-град.

9.33. Изменение температуры электродвигателя при регулярном графике повторно-кратковременного режима работы.

Для вывода уравнения, выражающего зависимость превышения температуры электродвигателя над температурой окружающей среды от времени, введем следующие обозначения:

С — общая весовая теплоемкость двигателя, т. е. количество тепла, необходимое для повышения температуры электродвигателя на 1° С, кал/град ити дж/град;

А — теплоотдача электродвигателя, т. е. количество тепла, передаваемого с поверхности электродвигателя в окружающую среду, при разности температур между электродвигателем и окружающей средой, равной 1° С, кал/сек -град или дж/сек • град; т — превышение температуры электродвигателя над

Графически изменение температуры электродвигателя во времени представляет собой кривую, называемую экспо-нентой ( 6-1). Кривая / соответствует уравнению (6-1), а кривая 2 — уравнению (6-2) при т0 = 0.

Графическая зависимость превышения температуры электродвигателя над температурой окружающей среды представлена на 6-2. Кривая 2 соответствует охлаждению электродвигателя до температуры окружающей среды. Кривая^ / представляет собой работу двигателя при частичном снятии нагрузки (в более легком режиме работы).

6-7. Кривая изменения превышения температуры электродвигателя над температурой окружающей среды при переменной длительной нагрузке.

6-13. Кривая изменения превышения температуры электродвигателя над температурой окружающей среды при повторно-кратковременной нагрузке.

Для повышения КПД и снижения превышений температуры электродвигателя большое значение имеет контактное переходное сопротивление между стержнями и сердечником ротора. Контактное сопротивление зависит от способа и режима заливки. Существует несколько способов заливки роторов алюминием. Выбор способа заливки зависит от объема выпускаемых машин, имеющегося оборудования, опыта работы предприятия.

На практике зачастую электродвигатели отключаются раньше, чем наступает длительный установившийся тепловой режим. После отключения греющие потери в электродвигателе оказываются равными нулю и двигатель охлаждается. Снижение температуры электродвигателя происходит и при падении нагрузки, в результате уменьшения потерь в его обмотках.