Ухудшению энергетических

Когда выбирают двигатель с самовентиляцией, при уменьшении его частоты вращения ухудшается отдача тепла во внешнюю среду. Это учитывается соответствующими коэффициентами, которые ставятся перед периодами паузы, пуска и торможения в выражениях для определения эквивалентных величин. Во время паузы частота вращения двигателя равна нулю, и коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи, принимают приближенно равным 0,5. При пуске и торможении частота вращения двигателя изменяется. Соответственно коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи, чаще всего

Если выбирают двигатель с самовентиляцией, при уменьшении его частоты вращения ухудшается отдача теплоты во внешнюю среду. Это учитывается соответствующими коэффициентами, которые ставятся перед периодами паузы, пуска и торможения в формулах (1.24) — (1.26). Во время паузы частота вращения двигателя равна нулю, и коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи, принимают приближенно равным 0,5. При пуске и торможении частота вращения двигателя изменяется. Соответственно коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи, чаще всего принимают равным 0,75. Так, если принять, что t\, t2, tz и tn — соответственно периоды пуска, работы, торможения и паузы двигателя, то формула эквивалентного тока примет вид

Во время паузы частота вращения двигателя равна нулю, и коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи, принимают приближенно равным 0,5. При пуске и торможении частота вращения изменяется. Соответственно коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи, принимают равным 0,75. Так, если обозначить:!!, 12, О, t4- соответственно периоды пуска, работы, торможения и паузы двигателя, то формула эквивалентного тока принимает вид

Здесь Мг, Мг, ."kf;!, tlt t2, ta—моменты и время соответствующего участка графика нг грузки; tn — время паузы м>:жду рабочими периодами; а = 0,5—лоэсЬфициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи двигателя во время паузы.

Цилиндрическая многослойная из круглого провода вн НН Простая технология изготовления Ухудшение теплоотдачи и уменьшение механической прочности с ростом мощности

?Ф1> ?фа> •••» ^Фп — коэффициенты, учитывающие улучшение или ухудшение теплоотдачи путем конвекции для данной формы поверхности по сравнению с вертикальной гладкой стенкой.

Снижение пробивного напряжения, ухудшение теплоотдачи

Пониженное давление Ухудшение теплоотдачи Перегрев кристалла

Цилиндрическая многослойная из круглого провода вн нн Простая технология изготовления Ухудшение теплоотдачи и уменьшение механической прочности с ростом мощности

здесь П\, Я2,.,., Я„ — действительные геометрические поверхности отдельных частей бака; /гфь Аф2,..., k$n— коэффициенты, учитывающие улучшение или ухудшение теплоотдачи конвекцией для данной формы поверхности по сравнению с вертикальной гладкой стенкой.

а = (0,25—0,5) — коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи двигателя во время паузы.

Последнее во многих случаях является весьма нежелательным, так как приводит к увеличению габаритных размеров обмотки, потребляемой индуктивной мощности и к ухудшению энергетических показателей электромагнитных устройств. Поэтому, например, в трансформаторах, магнитных усилителях и двигателях переменного тока стремятся воздушные зазоры свести к минимуму. У электромагнитов различных электротехнических аппаратов, у которых воздушный зазор необходим, исходя из принципа их действия (тормозные электромагниты, контакторы, реле и др.), приходится специально рассчитывать обмотку по нагреванию с учетом повышенных значений начальных токов, возникающих в момент подключения обмотки к источнику, когда подвижная часть магнитопровода — якорь — еще не притянулась к неподвижной части магнитопровода и воздушный зазор не ликвидирован. Для таких устройств в справочной литературе указывается обычно наибольшее допустимое число включений в час, на которое рассчитана обмотка, исходя из ее дополнительного нагревания начальными токами.

Кроме того, увеличение перегрузочной способности двигателя в условиях слабых сетей, характерных для буровых предприятий, приводит к ухудшению энергетических показателей, а в некоторых случаях и к техническим сложностям.

Принципиально возможна передача энергии сразу из вторичной обмотки в нагрузку RK без промежуточного замыкания накоротко вторичной обмотки коммутатором К2 [2.7]. Однако при этом Л2вн«/?н, R2y существенно возрастает, v увеличивается, что согласно (2.184) приводит к значительному снижению Л 2м и ухудшению энергетических показателей ИН.

Для выполнения этих требований при создании микромашины в ряде случаев приходится отступать от принципов оптимального проектирования, принятых для машин средней и большой мощности. Так, например, для уменьшения погрешностей в информационных электрических микромашинах выбирают относительно небольшие электромагнитные нагрузки и увеличивают воздушный зазор между статором и ротором. В исполнительных двигателях и других микромашинах, выполняющих силовые функции, для увеличения развиваемого машиной момента электромагнитные нагрузки выбирают максимально возможными по условиям отвода тепла от машины. Все это приводит к ухудшению энергетических показателей — КПД и коэффициента мощности, которые весьма важны для электрических машин средней и большой мощности, однако в микромашинах из-за малой мощности энергетические показатели не имеют большого значения.

Кроме перечисленных требований к отдельным видам микромашин предъявляют специфические требования, обусловленные особенностями их эксплуатации. Так, микромашины, применяемые в звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуре, должны иметь низкий уровень создаваемых шумов; микромашины, используемые в радиоаппаратуре, не должны создавать значительных радиопомех; при установке их, например, в ядерных реакторах и космических аппаратах должна быть обеспечена радиационная устойчивость. Все это также накладывает определенные ограничения на конструкции соответствующих микромашин и приводит к увеличению их массы, габаритных размеров и ухудшению энергетических показателей.

Распределение МДС в машине. Магнитодвижущая сила всех обмоток переменного тока, расположенных на статоре или роторе электрической машины, должна создавать в ее воздушном зазоре вращающееся магнитное поле. Для этого каждая из обмоток, питающаяся от синусоидально изменяющегося напряжения, должна иметь МДС, синусоидально распределенную в пространстве, т. е. по расточке статора или по окружности ротора. Несоблюдение этих условий, т. е. питание от несинусоидального напряжения или несинусоидальное распределение МДС, приводит к появлению высших гармоник в кривой распределения магнитного потока, что ведет к ухудшению энергетических показателей машины.

При изменении числа полюсов величина шага обмотки изменяется в два раза. Если при большем числе полюсов обмотка имеет диаметральный шаг (Р = 1), то при меньшем числе — относительный шаг Р=0,5. При таком соотношении р коэффициент укорочения для высших гармоник получается нежелательно большим, вследствие чего н. с. обмоток с переключением числа полюсов содержит значительные высшие пространственные гармоники, что приводит к ухудшению энергетических показателей двигателей.

В асинхронных машинах при прохождении по многофазной обмотке статора переменного тока создается вращающееся магнитное поле, которое индуцирует в обмотках статора и ротора переменные ЭДС. Питание обмотки статора несинусоидальным напряжением или несинусоидальное распределение индукции по окружности статора и ротора приводит к ухудшению энергетических показателей машины. Поэтому при проектировании обмоток применяют ряд мер для подавления высших гармоник МДС и ЭДС.

щихся в противоположные стороны с различными частотами. Это ведет к ухудшению энергетических показателей машины.

Шаг обмотки при большем числе полюсов принимают равным полюсному делению у=г, так как при таком шаге и а=120° кривая распределения МДС наиболее близка к синусоидальной. При меньшем числе полюсов г/=0,5т; в этом случае на основную гармонику МДС накладываются четные гармоники, из которых наиболее существенными являются вторая и четвертая. Это приводит в двигателях с переключением числа полюсов к появлению провалов в механической характеристике и увеличению уровня магнитного шума при неблагоприятном соотношении числа пазов ротора и статора, а также к ухудшению энергетических показателей по сравнению с нормальными двигателями с фазной зоной а=60° и #=(0,8 ...0,856) т,

В принципе, если ввести в ЭВМ программу оптимизации и исходные данные, представляющие собой цены на материалы и энергию, требования потребителей, требования технологии и вытекающие из нее трудовые затраты на изготовление отдельных частей машины и др., то ЭВМ выдаст оптимальный вариант. В действительности исходные данные сами подлежат оптимизации, так как они определяют взаимосвязь электромашиностроения с другими отраслями народного хозяйства, вследствие чего ужесточение требований к некоторым исходным данным дает экономию в одной отрасли народного хозяйства, но ущерб в другой. Так, например, увеличение пускового момента двигателей, которое улучшает качество электропривода и дает экономию в отраслях, использующих электрифицированные механизмы, приводит к ухудшению энергетических и массогабаритных показателей электродвигателя, увеличению стоимости его изготовления и эксплуатации. Применение высококачественной электротехнической стали позволяет создать сравнительно дешевый электродвигатель с улучшенными энергетическими показателями, но требует увеличенных расходов в черной металлургии. Поэтому большинство исходных данных устанавливают с учетом указанной взаимосвязи. В программу оптимизации обычно