Бурковский А.Н., Титкова Т.О., Канашенкова Т.П., Макеев В.В.

,          (1)

где ΔP_Σ(S1H) — сумма греющих потерь в двигателе в номинальном режиме S1;
p – коэффициент допустимого увеличения потерь в двигателе в режиме S2 по сравнению с номинальным режимов S1.

           Потери в режиме S2-ΔP_Σ(S2) выражаются через потери в номинальном режиме S1, при этом принимается, что добавочные потери при нагрузке пропорциональны квадрату тока обмотки статора (влиянием добавочных потерь пренебрегают):

,          (2)

Здесь ΔP_мед — потери в меди,ΔP_алм — потери в алюминии, ΔP_ж— потери в стали, ΔP_дн — добавочные потери в номинальном режиме S1.
           Из (2) получают формулу для определения тока обмотки статора в режиме S2:

,          (3)

           Величину ΔP_Σ(S1H) можно определить по формуле:

,          (4)

где ΔP_2H — номинальная мощность в режиме S1;
k_дн—коэффициент добавочных потерь [1] в номинальном режиме;
η,% — КПД двигателя, определяемый при значении добавочных потерь
ΔP_дн=0,5%.
           Потери в стали (ΔP_ж) определяются из зависимости, построенной по математическим ожиданиям потерь в стали [1]. При продолжительности нагрузки 60; 90 мин (кривая нагрева описывается одной экспонентой) коэффициент р в соответствии с [2] определяется по формуле:

,          (5)

где T_H– постоянная времени нагрева статора.
          При разработке и исследовании двигателей серии получены опытные значения постоянных времени для ряда двигателей [3].
           Для определения T_H остальных двигателей серии использовался расчетный метод. Постоянные T_H рассчитывались по формуле:

,          (6)

где Σc_iG_iR_Σ – суммарная теплоемкость єлементов конструкции и тепловое сопротивление на главном пути теплового потока обмотки к охлаждающей среде.
           При расчете учитывались теплоемкость меди, изоляции, пакета статора и части корпуса, находящейся над пакетом. Суммарное тепловое сопротивление R_Σ включало сопротивление изоляции в пазах, зубцов и спинки железа статора, контактной теплопередачи между пакетом статора и корпусом, стенки корпуса, а также теплоотдачу с его наружной поверхности (на двигателях с 2p=2 со всей поверхности корпуса, а на двигателях с 2p>4 только с части корпуса над пакетом). Тепловые сопротивления рассчитывались по методике ВНИИВЭ [3]. Расчет [3] дает отклонение от опыта не более 15%, что можно считать удовлетворительным для практики. По изложенной методике произведены расчеты для двигателей с высотами осей вращения 63—80 и 160—225 мм. По опытным и расчетным данным построены кривые зависимости постоянных времени от полезной мощности двигателей при различных полюсностях [1]. При продолжительности нагрузки 10 и 30 мин кривая нагрева обмотки статора достаточно точно описывается двумя экспонентами; в таком случае коэффициент р в соответствии с [2] можно определить по формуле:

,          (7)

где Θ',Θ – парциальное и допустимое превышение температуры обмотки статора;
T'– парциальная постоянная времени нагрева.
           Парциальные превышения температуры Θ' и постоянные времени нагрева T' определены из опытных кривых нагрева 17 двигателей с высотами осей вращения 100—250 мм в соответствии с [2]. Установлено, что математическое ожидание отношения Θ'/Θ в среднем в 1,06 раза больше отношения превышений температуры железа и обмотки статора, рассчитываемых no [3], а постоянная T'≈1.12T_H. Затем были произведены расчеты для ряда типоразмеров и получены кривые Θ'/Θ=f(P₂).
           При установлении допустимого тока в режимах S2 следует учитывать, что в действительности в номинальном режиме S1 превышения температуры обмотки статора отдельных образцов одного типоразмера могут отличаться на величину от +8 до +14 % [4] от расчетного значения. Таким образом, при расчете S2 по [3] на некоторых двигателях превышение температуры обмотки статора может быть выше допустимого. Для учета влияния этих факторов, а также погрешности методики пересчета допустимое значение тока следует уменьшить на 10% (I_S2=0,9I'_s2).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Бурковский А. Н., Снопик Л. Ф., Макеев В. В. Определение полезной мощности взрывозащищенных обдуваемых асинхронных двигателей в перемежающихся режимах работы.– “Электротехника”, 1977, №12.

2.Шуйский В. В. Расчет электрических машин. М.–Л., “Энергия”, 1968.

3.Бурковский А. Н., Ковалев Е. Б., Коробов В. К. Нагрев и охлаждение электродвигателей взрывонепроницаемого исполнения. М., “Энергия”, 1970.