Учет режима работы двигателя

Возможные режимы работы электроприводов отличаются большим многообразием. Поэтому изготовление серийных электродвигателей для каждого из возможных режимов работы электропривода не имеет практического смысла.

Из всего многообразия всевозможных реальных режимов на основании анализа был выделен специальный класс режимов. Они были названы номинальными режимами, и именно на эти режимы проектируются и изготавливаются серийные двигатели.

Действующим ГОСТ 183-74 предусматриваются 8 номинальных режимов, которые в соответствии с международной классификацией имеют условные обозначения S1÷S8 [33].

Данные, содержащиеся в паспорте электродвигателя, относятся к одному из этих номинальных режимов и называются номинальными данными электрической машины. При этом гарантируется, что при работе электродвигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке двигатель будет наиболее полно использоваться в тепловом отношении при значении температуры окружающей среды +40ºС на высоте до 1000 м над уровнем моря. Температура +40 ºС принята в качестве базовой согласно ГОСТ 183-74 [12].

Перечислим восемь стандартных режимов.

S1 — продолжительный (длительный) режим работы. Двигатель достаточно длительно работает при неизменной нагрузке и неизменных потерях. Его температура достигает установившегося значения (рис. 7, а) [50].	Рис. 7 а) [50]
S2 — кратковременный режим. Температура двигателя за время работы не достигает установившегося значения, а за время остановки – снижается до температуры окружающей среды (рис. 7, б). Точнее: до температуры, превышающей температуру окружающей среды не более, чем на 2ºС [50]. Четыре разновидности: длительность работы с неизменной номинальной нагрузкой 10, 30, 60 и 90 мин. При этом в паспорте электродвигателя указывается кратковременная мощность Рк, работая с которой двигатель в течение указанного времени (10, 30, 60, 90 мин) может работать не нагреваясь выше допустимой температуры [23].	Рис. 7 б) [50]
S3 — повторно-кратковременный режим. Цикл работы двигателя при этом состоит из двух интервалов: работа при неизменной нагрузке в течение времени, при котором двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры и  выключенное состояние, в течение которого двигатель не успевает остыть до температуры окружающей среды (рис. 7, в) [50]. При этом потери при пуске не оказывают влияния на температуру машины [50]. Режим характеризуется таким параметром, как продолжительность включения ПВ= t вкл/ t ц*100% В режиме S3 предусматриваются стандартные ПВ = 15, 25, 40 и 60% при продолжительности одного цикла t ц=10 мин [23].	Рис. 7в) [50]
S4 — повторно-кратковременный режим с частыми пусками. Включает в себя: время пуска - время работы при постоянной нагрузке, за которое двигатель не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое двигатель не охлаждается до температуры окружающей среды (рис. 7, г). При этом потери при пуске оказывают влияние на температуру машины [50]. ПВ = 15, 25, 40 и 60%. Число включений в час 30, 60, 120 и 240. Коэффициент инерции F = 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4; 6,3 и 10, где коэффициент инерции F — отношение момента инерции нагрузки J наг к моменту инерции ротора двигателя J д. В [24]: F = (J наг+ J д)/ J д	Рис. 7 г) [50]
S5 — повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением. То же, что и S4 с дополнительным интервалом электрического торможения (рис. 7, д) [50]. Пример: двигатели для привода лифтов [50]. ПВ = 15, 25, 40 и 60% Число включений в час 30, 60, 120 и 240. Коэффициент инерции F = 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4.	Рис. 7,д) [50]
S6 — перемежающийся режим. Включает: время работы с постоянной нагрузкой и время работы на холостом ходу. При этом длительность этих периодов такова, что температура двигателя не достигает установившегося значения (рис. 7, е) [50]. ПВ = 15, 25, 40 и 60%, продолжительность одного цикла 10 мин.	Рис. 7 е) [50]
S7 — перемежающийся с частыми реверсами при электрическом торможении [50]. Достаточно длительное время пуска – время работы с постоянной нагрузкой – быстрое электрическое торможение, при котором возможен реверс. Режим не содержит пауз (ПВ=100%) (рис. 7, ж) [50]. Следует иметь в виду, что один реверс в тепловом отношении эквивалентен трем пускам [50]. Число реверсов в час 30, 60, 120 и 240. Коэффициент инерции F = 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4.	Рис. 7,ж) [50]
S8 — перемежающийся с двумя или более частотами вращения. Разгон - работа с неизменной нагрузкой и частотой вращения n 1 - электрическое торможение - работа при другой частоте вращения n 2 и нагрузке - электрическое торможение и т.д (рис. 7, з) [50]. Пример реализации такого режима: многоскоростные двигатели с переключением числа пар полюсов [50]. Число циклов в час 30, 60, 120 и 240. Коэффициент инерции F = 1,2; 1,6; 2; 2,5 и 4.	Рис. 7 з) [50]

В результате при заказе указываются следующие обозначения двигателя, приведенные в табл. 6 [50].

Таблица 6 - Пример обозначения двигателя при его заказе

6.13. Выбор двигателя по допустимым нагрузкам на подшипник [38]

Сила, действующая на свободный конец вала и подшипник, имеет две составляющие: радиальную и аксиальную. От них зависит долговечность подшипников. Чтобы обеспечить заданный ресурс, величина действующих сил не должна превышать допустимые значения.

Радиальную силу может создавать, например, натяжение ремня, которое пропорционально передаваемому моменту и обратно пропорционально диаметру меньшего шкива, а также зависит от типа ременной передачи. Точкой приложения радиальной силы следует считать середину шкива.

Аксиальная сила, действующая на подшипник, может быть вызвана: реакцией осевого вентилятора, расположенного на валу двигателя; весом ротора при вертикальном расположении двигателя; составляющей крутящего момента при косозубом и коническом зацеплениях. Наличие аксиальной составляющей уменьшает допустимую радиальную нагрузку.