.
Отношение 
представляет собой температуру обмотки
при t ® ¥.
Выражение примет вид
.
При t ® ¥ 
. Следовательно t ® t¥ (DРэ
= Вэt¥) – все выделяемое в обмотке тепло
рассеивается в окружающую среду. Наступает тепловое равновесие.
При выключении ТД I = 0 Þ DРэ = 0 Þ t¥ = 0 Þ Вэ = Вr Þ
.
Несложно уяснить, что данное выражение характеризует собой кривую остывания обмотки и этот процесс описывается экспоненциальным законом. В общем случае текущее превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды складывается из возрастающего превышения температуры за счет выделения в обмотке потерь энергии и убывающего превышения температуры, определяемого остыванием обмотки от начального значения t0.
Величина
теплоотдачи (при прочих равных условиях: DРэ = const; Cr = const) влияет на величину
установившегося перегрева в обратной зависимости – чем больше теплоотдача, тем
меньше установившийся перегрев.
Кроме
теплоотдачи на процесс нагревания влияет теплоемкость материала обмотки и
стали. При неизменных потерях и теплоотдаче (DРэ = const; Вэ = const) при увеличении
теплоемкости замедляется процесс достижения установившегося перегрева, но не
изменяется сама его величина – увеличивается постоянная времени, характеризующая
процесс нагрева.
Итак,
мы получили аналитическое выражение для расчета превышения температуры обмотки
ТД над температурой окружающего воздуха. К сожалению в это выражение входят величины,
которые чрезвычайно сложно определить аналитически (это установившееся
превышение температуры t¥ и постоянные времени нагревания
Тэ и остывания Тr). Эти величины,
как правило, определяются на основании опытных данных нагревания или остывания
ТД. Наиболее простой способ определения постоянной времени – это проведение касательной
линии в начале координат к опытной линии нагревания ТД. Аналогичным образом
можно поступить и с кривой остывания. В зависимости от величины тока, при
котором производят опыт, темп нагрева обмотки ТД в начале процесса будет разный
– следовательно, постоянная времени будет зависеть от величины тока. Так же от
тока зависит и установившийся перегрев. Поэтому, как правило, в справочнике приводя
две кривые t¥ = ¦(I) и Т = ¦(I).
В том случае, когда известна только часть характеристик нагревания и остывания выбирают два равных интервала tи. находят величины перегрева, соответствующие выбранным моментам времени. Тогда
.
Отсюда
.
Аналогично определяют постоянную времени остывания
.
7.3. Построение кривой t = ¦(t) по сетке температурных кривых.
По своей сути способ является графоаналитическим. Исходными данными для построения кривой t = ¦(t) являются опытные кривые нагревания и остывания ТД. При данном способе, как, прочем и при всех методах расчета перегрева обмоток ТД, применяемых для практических целей, принимают следующие допущения:
- в пределах каждого шага расчета принимают, что ТД нагревается при неизменном токе, равном среднему току за шаг расчета, или охлаждается при постоянной скорости, равной средней за шаг расчета;
- процесс нагревания считается независящим от перераспределения тепла между частями ТД;
- переход из одного режима в другой (изменение скорости или тока) происходит мгновенно.
Перед началом построения кривой перегрева ТД необходимо построить семейство кривых нагревания и остывания ТД для различных токов. Построения производят из предположения, что перегрев обмоток ТД не может быть выше допустимого, определяемого нагревостойкостью изоляции или противопожарной безопасностью. При работе ТД в режиме тяги каждому значению тока соответствует определенный установившийся перегрев обмоток t¥.
В
случае если начальный перегрев меньше установившегося, то величина перегрева
будет расти и стремиться к установившемуся значению. В случае, когда начальный
перегрев выше установившегося, то величина перегрева будет уменьшаться и
стремиться к установившемуся значению. Для токов, при которых t¥ > tдоп строится только кривая
нагревания. Для токов, для которых t¥ < tдоп строятся две кривые:
нагревания – из начала координат и остывания – из точки с ординатой t = tдоп.
Дополнительно строятся кривые остывания без тока:
- для ТД с принудительной вентиляцией – с вентиляцией (для различной скорости работы вентиляторов) и без нее (стоянка с выключенными вентиляторами);
- для ТД с самовентиляцией – семейство характеристик для различных скоростей движения.
Предположим,
что исходный перегрев ТД равен t0.
На интервале времени Dt1
ТД работал с током Iср1 = I4. На кривой нагревания для тока I4 находим точку с ординатой t = t0.
От этой точки откладываем интервал времени Dt1 и на той же кривой находим точку,
соответствующую перегреву t1
в конце интервала времени Dt1.
Предположим, что на интервале времени Dt2 ТД работал с током Iср2 = I3. построения производим аналогично предыдущему случаю, но за начальный перегрев принимаем температуру t1.
Предположим, что на интервале времени Dt3 ТД работал с током Iср3 = I1. Установившийся перегрев для этого тока меньше, чем tдоп, следовательно, температура ТД будет уменьшаться – для определения перегрева в конце интервала Dt3 необходимо использовать кривую остывания для тока I1. Построения производятся аналогично нагреву. За начальный перегрев принимаем t2.
В случае отключения тока построения ведем по кривым остывания при токе, равном нулю. В случае использования вентиляции построения ведут по кривой для Q = Qн, без вентиляции – по кривой для Q = 0.
По полученным значениям t1, t2, …, tn строится зависимость t = ¦(t) или t = ¦(s).
Основным недостатком метода является недостаточная точность и огромные затраты времени.
7.4. Проверка мощности ТД методом среднеквадратичного тока.
Для оценки возможности применения ТД по условиям нагрева обмоток, особенно при проектировании нового ТД, применяют метод среднеквадратичного тока. Допущением для применения этого метода является учет потерь только на активных сопротивлениях обмоток и независимость сопротивления от температуры:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.