Бурковский А.Н., Снопик Л.Ф., Макеев В.В.

,          (1)

где ΔP_Σ(S1) — сумма греющих потерь в двигателе в номинальном режиме S1 (сюда входят потери в меди обмотки статора P_м.н, в алюминии Р_ал.н в стали Р_ж, добавочные от нагрузки Р_д.н); ΔP_Σ(ПН), ΔP_Σ(100-ПН) - соответственно суммы греющих потерь в двигателе при работе под нагрузкой в режимах S6, S7 и во время холостого хода (S6) или реверса (S7); t_(ПН), t_(100-ПН) — отрезки времени цикла работы под нагрузкой и холостого хода (S6) или реверсов (S7) соответственно; t_ц=t_(ПН)+t_(100-ПН) — длительность цикла.
           Из формулы (1) получим выражение для допустимой величины суммы потерь в двигателе во времяя работы под нагрузкой в ПН режиме

,          (2)

           Выразим значение допустимых потерь в двигателе в ПН режиме через номинальные значения ток в режиме S1

,          (3)

где I_н, I_ПН, I₀ — номинальный ток обмотки статора в режиме S1, токи в ПН режиме под нагрузкой и при холостом ходе.            Приняв допущение, что добавочные потери при нагрузке пропорциональны I², а не (I—I₀)², из формулы (3) получим выражение для допустимого тока обмотки статора при работе под нагрузкой в ПН режиме

.          (4)

           При установлении допустимой полезной мощности следует учитывать, что в режимах S6 при малых продолжительностях нагрузки ПН<15% допустимые по нагреву токи являются такими большими, что моменты двигателей становятся близкими к критическим. В таком случае допустимая полезная мощность уже определяется не тепловым состоянием, а характером изменения нагрузки и требуемой перегрузочной способностью для обеспечения устойчивой работы двигателя. Кроме того, при этом необходима проверка на допустимый прогиб вала [4] для обеспечения его усталостной прочности и долговечности подшипников. В некоторых случаях возникает необходимость пересчета полезной мошности с ПН режима на режим с другими параметрами.
           Запишем уравнение эквивалентности теплового состояния двигателя в двух режимах (с индексом 1 — номинальный, с индексом 2 — сравниваемый)

.          (5)

           Из (5) допустимая сумма потерь во время работы под нагрузкой в сравниваемом режиме

,          (6)

.          (7)

           Тогда для допустимого значения тока в сравниваемом режиме можем записать

.          (8)

           Для выполнения расчетов по полученным зависимостям необходимо определить входящие в них величины. Расчет добавочных потерь при работе под нагрузкой зачастую выполняется с существенными погрешностями, а пренебрегать ими нельзя, так как в режиме S7 нагрев обмотки статора от этих потерь составляет 10—18% номинального превышения температуры. Поэтому представляется целесообразным при пересчетах пользоваться статистическими данными измеренных значений потерь. Измерения на 72 двигателях ВАО и В, ВР, выполненные во ВНИИВЭ и на заводе «Кузбассэлектромотор», показали, что величины добавочных потерь находятся в пределах 0,6—2,5% забираемой мощности Р₁.
           Обработка этих данных в пределах каждой полюсности позволила получить средние значения k_д.н=(Р_д.н/Р₁)100%, которыми целесообразно пользоваться при пересчетах. При 2р=2, 4, 6, 8 k_д.н=1,86; 1,66; 1,12; 0,96 соответственно.
           Сумма греющих потерь в номинальном режиме S1

.          (9)

где k_мех=(Р_мех/Р_2н)100%; Р_мех - суммарные механические потери в двигателе; η - КПД двигателя, определяется при Р_д.н=0,5%Р₁.
           Из-за технологических отклонений при изготовлении узлов взрывозащиты и подшипниковых механические потери в двигателях имеют существенный разброс. Поэтому невозможно получить достаточно точные зависимости для их расчета, особенно на стадии освоения производства двигателей. В таком случае необходимо пользоваться статистическими данными измеренных значений потерь. В табл. 1 приведены математические ожидания k_мех для двигателей различных полюсностей, полученные путем обработки результатов испытаний 220 двигателей В, БР (в скобках приведены значения, которые будут иметь место при налаженном производстве двигателей).

           Потери в стали каждого типоразмера также имеют значительный разброс; средние значения относительной величины этих потерь уменьшаются с ростом мощности двигателей.
           Во время х.х. сумма греющих потерь состоит из потерь в стали и потерь в обмотке статора от тока х.х. Ток х.х. с достаточной точностью определяется по формуле [5]

.          (10)

где k_м - кратность максимального момента.
           потери в обмотках в режиме S7 можно рассчитать в соответствии с [6]. Наиболее точно они определяются осциллографмрованием.
           Для учета разброса потерь в двигателе, колебаний температуры обмотки выше среднего значения, а также погрешности данной методики расчета наобходимо результаты, полученные по формулам (4) и (8), уменьшить в режимах S6 на 15% при ПН<25% и на 10% при ПН>40%; в режимах S7 - на 15%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ