थर्मल परिस्थिती आणि रेट केलेले इंजिन पॉवर

जेव्हा इलेक्ट्रिक मोटर चालते, तेव्हा वापरलेल्या विद्युत उर्जेचा कोणता भाग वाया जातो हे कव्हर करण्यासाठी ते गमावते. चुंबकीय सर्किटमध्ये चुंबकीय प्रवाह बदलल्यास स्टीलमध्ये विंडिंग्सच्या सक्रिय प्रतिकारामध्ये, तसेच बीयरिंगमधील घर्षण आणि हवेच्या विरूद्ध मशीनच्या फिरत्या भागांच्या घर्षणामुळे यांत्रिक नुकसान होते. शेवटी, सर्व गमावलेली उर्जा उष्णता उर्जेमध्ये रूपांतरित होते, जी इंजिन गरम करण्यासाठी आणि वातावरणात विसर्जित करण्यासाठी वापरली जाते.

इंजिनचे नुकसान सतत आणि परिवर्तनशील असते. स्थिरांकांमध्ये स्टीलचे नुकसान आणि विंडिंगमधील यांत्रिक नुकसान आणि मोटार विंडिंगमधील परिवर्तनीय नुकसान यांचा समावेश होतो.

स्विच ऑन केल्यानंतर सुरुवातीच्या काळात, इंजिनमध्ये सोडलेली बहुतेक उष्णता त्याचे तापमान वाढवते आणि वातावरणात कमी जाते. मग, इंजिनचे तापमान जसजसे वाढते तसतसे अधिकाधिक उष्णता वातावरणात हस्तांतरित होते आणि एक बिंदू येतो जेव्हा निर्माण होणारी सर्व उष्णता अवकाशात विसर्जित होते.त्यानंतर थर्मल समतोल स्थापित केला जातो आणि इंजिनच्या तापमानात आणखी वाढ थांबते. या इंजिन वॉर्म-अप तापमानाला स्थिर स्थिती म्हणतात. इंजिन लोड बदलत नसल्यास स्थिर स्थितीचे तापमान कालांतराने स्थिर राहते.

1 s मध्ये इंजिनमध्ये सोडल्या जाणार्‍या उष्ण क्यूचे प्रमाण सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाऊ शकते

जेथे η- इंजिनची कार्यक्षमता; P2 ही मोटर शाफ्ट पॉवर आहे.

इंजिनवर जितका जास्त भार असेल तितकी त्यात जास्त उष्णता निर्माण होते आणि स्थिर तापमान जास्त असते या सूत्रावरून हे लक्षात येते.

इलेक्ट्रिक मोटर्सच्या ऑपरेशनचा अनुभव दर्शवितो की त्यांच्या खराबीचे मुख्य कारण म्हणजे वळण जास्त गरम करणे. जोपर्यंत इन्सुलेशनचे तापमान अनुज्ञेय मूल्यापेक्षा जास्त होत नाही तोपर्यंत, इन्सुलेशनचे थर्मल वेअर खूप हळूहळू जमा होते. परंतु जसजसे तापमान वाढते तसतसे इन्सुलेशनचा पोशाख झपाट्याने वाढतो. व्यावहारिकदृष्ट्या विश्वास ठेवा की प्रत्येक 8 डिग्री सेल्सिअससाठी इन्सुलेशन जास्त गरम केल्याने त्याचे आयुष्य अर्धे कमी होते. तर, रेट केलेल्या लोडवर विंडिंग्सचे सूती इन्सुलेशन असलेली मोटर आणि 105 डिग्री सेल्सियस पर्यंत गरम तापमान सुमारे 15 वर्षे काम करू शकते, जेव्हा ओव्हरलोड होते आणि तापमान 145 डिग्री सेल्सियस पर्यंत वाढते, तेव्हा मोटर 1.5 महिन्यांनंतर अयशस्वी होईल.

GOST नुसार, इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये वापरल्या जाणार्‍या इन्सुलेट सामग्रीला उष्णता प्रतिरोधकतेनुसार सात वर्गांमध्ये विभागले गेले आहे, ज्यापैकी प्रत्येकासाठी कमाल परवानगीयोग्य तापमान सेट केले आहे (तक्ता 1).

उष्णता प्रतिरोधक वर्ग Y साठी सभोवतालच्या तापमानापेक्षा जास्त मोटार वळणाच्या तापमानापेक्षा जास्त परवानगी आहे (यूएसएसआर + 35 डिग्री सेल्सिअस स्वीकारले जाते) 55 डिग्री सेल्सिअस, वर्ग अ साठी - 70 डिग्री सेल्सिअस, वर्ग बी साठी - 95 डिग्री सेल्सिअस , वर्ग I साठी — 145 ° C, वर्ग G साठी 155 ° C पेक्षा जास्त.दिलेल्या इंजिनचे तापमान वाढ त्याच्या लोड आणि ऑपरेटिंग मोडच्या विशालतेवर अवलंबून असते. 35 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा कमी वातावरणीय तापमानात, मोटर त्याच्या रेट केलेल्या पॉवरच्या वर लोड केली जाऊ शकते, परंतु जेणेकरून इन्सुलेशनचे गरम तापमान परवानगी असलेल्या मर्यादेपेक्षा जास्त नसेल.

सामग्रीचे वैशिष्ट्य उष्णता प्रतिरोधक वर्ग कमाल अनुज्ञेय तापमान, °C नॉन-प्रेग्नेटेड कॉटन फॅब्रिक्स, धागे, कागद आणि सेल्युलोज आणि रेशीमचे तंतुमय पदार्थ Y 90 समान सामग्री, परंतु बाईंडरसह गर्भवती A 105 काही सिंथेटिक सेंद्रिय फिल्म्स E 120 मटेरियल म्हणून फायबरग्लासचे ऑरगॅनिक बाइंडर V 130 सिंथेटिक बाईंडर आणि गर्भधारणा करणारे घटक F 155 समान सामग्री परंतु सिलिकॉन, ऑरगॅनिक बाईंडर आणि गर्भाधान संयुगे यांच्या संयोगाने H 180 Mica, सिरॅमिक साहित्य, ग्लास, क्वार्ट्ज शिवाय वापरलेले पदार्थ, किंवा अजैविक बाइंडर G सह 180 पेक्षा जास्त

इंजिन चालू असताना B उष्णतेच्या ज्ञात प्रमाणाच्या आधारावर, सभोवतालच्या तापमानापेक्षा जास्तीचे इंजिन तापमान τ° C मोजले जाऊ शकते, म्हणजे. अतिउष्ण तापमान

जेथे A हे इंजिनचे उष्णता हस्तांतरण आहे, J/deg •s; e हा नैसर्गिक लॉगरिदमचा आधार आहे (e = 2.718); सी ही इंजिनची थर्मल क्षमता आहे, जे / शहर; τО- इंजिनच्या तापमानात प्रारंभिक वाढ τ.

τ = ∞ घेऊन मागील अभिव्यक्तीतून स्थिर-स्थितीचे इंजिन तापमान τу मिळवता येते... नंतर τу = Q / А... τо = 0 वर, समानता (2) फॉर्म घेते

मग आपण C/A ते T हे गुणोत्तर दर्शवतो

जेथे T ही हीटिंग वेळ स्थिर आहे, s.

उष्णता स्थिरांक म्हणजे वातावरणात उष्णता हस्तांतरणाच्या अनुपस्थितीत स्थिर स्थितीच्या तापमानापर्यंत इंजिनला गरम होण्यासाठी लागणारा वेळ. उष्णता हस्तांतरणाच्या उपस्थितीत, गरम तापमान पेक्षा कमी आणि समान असेल

वेळ स्थिरांक ग्राफिक पद्धतीने शोधला जाऊ शकतो (चित्र 1, अ). हे करण्यासाठी, बिंदू a मधून जाणार्‍या क्षैतिज सरळ रेषेला छेदत नाही तोपर्यंत निर्देशांकांच्या उत्पत्तीपासून एक स्पर्शरेषा काढली जाते, स्थिर हीटिंगच्या तापमानाशी संबंधित. सेगमेंट ss हा T च्या बरोबरीचा असेल आणि सेगमेंट ab हा Ty च्या बरोबरीचा असेल ज्या दरम्यान इंजिन स्थिर स्थितीत तापमानापर्यंत पोहोचते τу… हे सहसा 4T च्या बरोबरीने घेतले जाते.

हीटिंग कॉन्स्टंट मोटरच्या रेट केलेल्या पॉवरवर, त्याची गती, डिझाइन आणि कूलिंग पद्धतीवर अवलंबून असते, परंतु त्याच्या लोडच्या विशालतेवर अवलंबून नसते.

तांदूळ. 1. इंजिन हीटिंग आणि कूलिंग वक्र: a — गरम स्थिरांकाची ग्राफिकल व्याख्या; b — वेगवेगळ्या भारांवर गरम वक्र

जर इंजिन, गरम झाल्यानंतर, नेटवर्कवरून डिस्कनेक्ट केले गेले, तर त्या क्षणापासून ते यापुढे उष्णता निर्माण करत नाही, परंतु संचित उष्णता वातावरणात सतत पसरत राहते, इंजिन थंड होते.

कूलिंग समीकरणाचे स्वरूप आहे

आणि वक्र अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 1, अ.

अभिव्यक्तीमध्ये, To हा थंड होण्याची वेळ स्थिर आहे. हे हीटिंग कॉन्स्टंट टी पेक्षा वेगळे आहे कारण उर्वरित इंजिनमधून उष्णता हस्तांतरण चालू असलेल्या इंजिनमधून उष्णता हस्तांतरणापेक्षा वेगळे आहे.जेव्हा नेटवर्कमधून डिस्कनेक्ट केलेल्या इंजिनमध्ये बाह्य वायुवीजन असते तेव्हा समानता शक्य आहे. सामान्यतः कूलिंग वक्र ही हीटिंग वक्रपेक्षा चपटा असते. बाह्य वायुप्रवाह असलेल्या इंजिनांसाठी, To हे T पेक्षा अंदाजे 2 पट जास्त आहे. व्यवहारात, आम्ही असे गृहीत धरू शकतो की 3To ते 5To च्या कालांतरानंतर, इंजिनचे तापमान सभोवतालच्या तापमानासारखे होते.

मोटरच्या नाममात्र पॉवरच्या योग्य निवडीसह, स्थिर-अवस्था ओव्हरहाटिंग तापमान परवानगीयोग्य तापमान वाढीइतके असले पाहिजे τ वायंडिंग वायरच्या इन्सुलेशन वर्गाशी संबंधित. एकाच इंजिनचे वेगवेगळे भार P1 <P2 <P3 विशिष्ट नुकसान ΔP1 <ΔP2 <ΔP3 आणि स्थापित अतिउष्ण तापमानाच्या मूल्यांशी संबंधित आहेत (चित्र 1, b). रेटेड लोडवर, मोटार धोकादायक ओव्हरहाटिंगशिवाय बराच काळ काम करू शकते, जेव्हा लोड परवानगीयोग्य स्विचिंग वेळेपर्यंत वाढते, तेव्हा ते टी 2 पेक्षा जास्त नसते आणि पॉवरवर टी 3 पेक्षा जास्त नसते.

वरील आधारे, आम्ही इंजिनच्या रेटेड पॉवरची खालील व्याख्या देऊ शकतो. मोटरची रेटेड पॉवर ही शाफ्ट पॉवर आहे ज्यावर त्याच्या वळणाचे तापमान स्वीकृत ओव्हरहाटिंग मानकांशी संबंधित परिमाणाने सभोवतालच्या तापमानापेक्षा जास्त होते.