Keadaan terma dan kuasa enjin yang dinilai

Apabila motor elektrik berjalan, ia kehilangan untuk menutup bahagian mana tenaga elektrik yang digunakan terbuang. Kerugian berlaku dalam rintangan aktif belitan, dalam keluli apabila fluks magnet berubah dalam litar magnet, serta kerugian mekanikal akibat geseran dalam galas dan geseran bahagian berputar mesin terhadap udara. Pada akhirnya, semua tenaga yang hilang ditukar kepada tenaga haba, yang digunakan untuk memanaskan enjin dan meresap ke persekitaran.

Kehilangan enjin adalah malar dan berubah-ubah. Pemalar termasuk kerugian keluli dan kerugian mekanikal dalam belitan di mana arus adalah malar, dan kerugian berubah dalam belitan motor.

Dalam tempoh awal selepas menghidupkan, kebanyakan haba yang dilepaskan dalam enjin akan meningkatkan suhunya, dan kurang pergi ke persekitaran. Kemudian, apabila suhu enjin meningkat, semakin banyak haba dipindahkan ke persekitaran, dan tiba satu ketika apabila semua haba yang dijana dilesapkan ke angkasa.Keseimbangan terma kemudian diwujudkan dan peningkatan seterusnya dalam suhu enjin berhenti. Suhu pemanasan enjin ini dipanggil keadaan mantap. Suhu keadaan mantap kekal malar dari semasa ke semasa jika beban enjin tidak berubah.

Jumlah haba Q yang dibebaskan dalam enjin dalam 1 s boleh ditentukan oleh formula

di mana η- kecekapan enjin; P2 ialah kuasa aci motor.

Ia mengikuti daripada formula bahawa semakin besar beban pada enjin, semakin banyak haba yang dihasilkan di dalamnya dan semakin tinggi suhu pegunnya.

Pengalaman dengan pengendalian motor elektrik menunjukkan bahawa punca utama kerosakannya ialah terlalu panas penggulungan. Selagi suhu penebat tidak melebihi nilai yang dibenarkan, haus haba penebat terkumpul dengan sangat perlahan. Tetapi apabila suhu meningkat, haus penebat meningkat dengan mendadak. Percaya secara praktikal bahawa kepanasan terlampau penebat untuk setiap 8 ° C mengurangkan hayatnya kepada separuh. Jadi, motor dengan penebat kapas belitan pada beban terkadar dan suhu pemanasan sehingga 105 ° C boleh berfungsi selama kira-kira 15 tahun, apabila beban berlebihan dan suhu meningkat kepada 145 ° C, motor akan gagal selepas 1.5 bulan.

Menurut GOST, bahan penebat yang digunakan dalam kejuruteraan elektrik dibahagikan kepada tujuh kelas dari segi rintangan haba, untuk setiap satu suhu maksimum yang dibenarkan ditetapkan (Jadual 1).

Lebihan suhu penggulungan motor yang dibenarkan di atas suhu ambien (di USSR + 35 ° C diterima) untuk kelas rintangan haba Y ialah 55 ° C, untuk kelas A — 70 ° C, untuk kelas B — 95 ° C , untuk kelas I — 145 ° C, untuk kelas G melebihi 155 ° C.Kenaikan suhu enjin tertentu bergantung pada magnitud beban dan mod operasinya. Pada suhu ambien di bawah 35 ° C, motor boleh dimuatkan melebihi kuasa undiannya, tetapi supaya suhu pemanasan penebat tidak melebihi had yang dibenarkan.

Ciri bahan Kelas rintangan haba Suhu maksimum yang dibenarkan, ° C Fabrik kapas tidak diresapi, benang, kertas dan bahan gentian selulosa dan sutera Y 90 Bahan yang sama, tetapi diresapi dengan pengikat A 105 Beberapa filem organik sintetik E 120 Mika, asbestos dan bahan gentian kaca mengandungi pengikat organik V 130 Bahan yang sama digabungkan dengan pengikat sintetik dan agen impregnasi F 155 Bahan yang sama tetapi digabungkan dengan silikon, pengikat organik dan sebatian impregnasi H 180 Mika, bahan seramik, kaca, kuarza, asbestos, digunakan tanpa pengikat atau dengan pengikat bukan organik G lebih daripada 180

Berdasarkan jumlah haba B yang diketahui terlesap semasa enjin dihidupkan, lebihan suhu enjin τ° C melebihi suhu ambien boleh dikira, i.e. suhu superheat

di mana A ialah pemindahan haba enjin, J / deg • s; e ialah asas logaritma semula jadi (e = 2.718); C ialah kapasiti haba enjin, J / bandar; τО- kenaikan awal suhu enjin pada τ.

Suhu enjin keadaan mantap τу boleh diperolehi daripada ungkapan sebelumnya dengan mengambil τ = ∞... Kemudian τу = Q / А... Pada τо = 0, kesamaan (2) mengambil bentuk

Kemudian kita menandakan nisbah C / A kepada T

di mana T ialah pemalar masa pemanasan, s.

Pemalar pemanasan ialah masa yang diperlukan untuk enjin memanaskan kepada suhu keadaan mantap tanpa adanya pemindahan haba ke persekitaran. Dengan adanya pemindahan haba, suhu pemanasan akan kurang daripada dan sama dengan

Pemalar masa boleh didapati secara grafik (Rajah 1, a). Untuk melakukan ini, garis tangen diambil dari asal koordinat sehingga ia bersilang dengan garis lurus mendatar yang melalui titik a, sepadan dengan suhu pemanasan pegun. Segmen ss akan sama dengan T dan segmen ab akan sama dengan masa Ty semasa enjin mencapai suhu keadaan mantap τу… Ia biasanya diambil bersamaan dengan 4T.

Pemalar pemanasan bergantung pada kuasa undian motor, kelajuan, reka bentuk dan kaedah penyejukan, tetapi tidak bergantung pada magnitud bebannya.

nasi. 1. Pemanasan enjin dan lengkung penyejukan: a — definisi grafik pemalar pemanasan; b — memanaskan lengkung pada beban yang berbeza

Jika enjin, selepas dipanaskan, diputuskan sambungan dari rangkaian, dari saat itu ia tidak lagi menghasilkan haba, tetapi haba terkumpul terus meresap ke persekitaran, enjin menjadi sejuk.

Persamaan penyejukan mempunyai bentuk

dan lengkung ditunjukkan dalam Rajah. 1, a.

Dalam ungkapan, To ialah pemalar masa penyejukan. Ia berbeza daripada pemalar pemanasan T kerana pemindahan haba daripada enjin semasa diam berbeza daripada pemindahan haba daripada enjin yang sedang berjalan.Kesaksamaan adalah mungkin apabila enjin yang diputuskan daripada rangkaian mempunyai pengudaraan luaran. Biasanya lengkung penyejukan lebih rata daripada lengkung pemanasan. Untuk enjin dengan aliran udara luaran, To adalah kira-kira 2 kali lebih besar daripada T. Dalam amalan, kita boleh mengandaikan bahawa selepas selang masa 3To hingga 5To, suhu enjin menjadi sama dengan suhu ambien.

Dengan pemilihan kuasa nominal motor yang betul, suhu terlampau panas keadaan mantap hendaklah sama dengan kenaikan suhu yang dibenarkan τaddbersesuaian dengan kelas penebat wayar belitan. Beban berbeza P1 <P2 <P3 enjin yang sama sepadan dengan kerugian tertentu ΔP1 <ΔP2 <ΔP3 dan nilai suhu terlalu panas yang ditetapkan (Rajah 1, b). Pada beban berkadar, motor boleh beroperasi untuk masa yang lama tanpa terlalu panas yang berbahaya, manakala apabila beban meningkat kepada masa pensuisan yang dibenarkan, ia tidak akan lebih daripada t2, dan pada kuasa tidak lebih daripada t3.

Berdasarkan perkara di atas, kita boleh memberikan takrifan kuasa undian enjin berikut. Kuasa undian motor ialah kuasa aci di mana suhu belitannya melebihi suhu ambien dengan jumlah yang sepadan dengan piawaian terlalu panas yang diterima.