Уравнения теплового баланса и нагрева электродвигателя

где т_норм/т_х — сокращение срока службы х_х изоляции электрической машины по сравнению с нормированным сроком службы т_норм = 12… 15 лет.

Нагрев электродвигателя. Электродвигатель служит электромеханическим преобразователем. В самом двигателе в процессе преобразования часть энергии теряется и выделяется в виде теплоты, которая и вызывает его нагрев. Естественно, что при выборе двигателя недостаточной мощности он перегревается, происходит интенсивное тепловое старение изоляции. Срок службы двигателя резко сокращается, понижается надежность работы, снижается фактическая перегрузочная способность. Установлено, что срок службы изоляции сокращается примерно в 2 раза на каждые 10 °C дополнительного повышения температуры изоляции сверх нормированной 0_НОрмДесятиградусное правило для 0* > 0_НОрм можно записать в виде:

Выбор двигателя по нагреву. Выбор двигателя завышенной мощности в 1,5 раза и более ведет к резкому ухудшению его энергетических показателей (КПД, coscp) и неоправданному перерасходу средств и электроэнергии. Кроме того, из-за систематической недогрузки двигатель в период работы не прогревается до необходимой температуры. В условиях влажной окружающей среды изоляция двигателя во время длительных пауз в работе постепенно увлажняется и ее сопротивление понижается. Это может привести к электрическому пробою изоляции при включении двигателя и его преждевременному выходу из строя.

Таким образом, мощность двигателя рассчитывают, прежде всего, исходя из обеспечения его нормированного нагрева, а затем в зависимости от характера нагрузки проверяют по дополнительным условиям: обеспечение пуска, устойчивой работы при перегрузках и т. д. Для правильного выбора мощности двигателя по нагреву необходимо знать закон, по которому его температура изменяется во времени. Введем следующие обозначения: АР — потери мощности в двигателе, Вт; / — время, с; С — теплоемкость двигателя, Дж/град; Д_{нг откл} — теплоотдача двигателя при работе (нагрузке) А_НГ или в отключенном состоянии, когда он неподвижен, А_аткл, Вт/град; о — превышение температуры двигателя 0_Д над температурой окружающей среды (c)_окр, то есть О (c)д (c)окр*.

В целях упрощения решения поставленной задачи допускают следующее:

двигатель представляет собой однородное тело, температура которого во всех точках в любой момент времени одинакова, то есть его теплопроводность равна бесконечности;

теплоотдача двигателя пропорциональна первой степени превышения температуры о;

теплоту, отдаваемую излучением, из-за малости не учитывают;

в рассматриваемый малый период времени нагрузка на валу двигателя, потери мощности и температура окружающей среды неизменны.