Основні номінальні режими роботи
Режими роботи електричних машин в умовах експлуатації досить різноманітні. Машини можуть працювати з повним навантаженням протягом тривалого часу (як, наприклад, генератори на електричних станціях, електродвигуни насосних установок і так далі) і в продовження відносно короткого проміжку часу (деякі кранові двигуни і так далі). В сучасних автоматизованих промислових та інших установках електричні машини вельми часто мають циклічний режим роботи. У дуже багатьох випадках електричні машини працюють зі змінним навантаженням.
При різних режимах роботи електричні машини нагріваються неоднаково. З точки зору найбільш раціонального використання матеріалів доцільно, щоб нагрівання частин електричної машини в реальних умовах її експлуатації був близький до допустимого за державними стандартами. Для цього кожну електричну машину слід було б проектувати і виготовляти з урахуванням конкретних умов і режимів її роботи в експлуатації. Однак на практиці це неможливо, тому що навіть при припущенні, що умови роботи кожної електричної машини можна передбачити, в цьому випадку не можна організувати масове або серійне виробництво однотипних електричних машин і вони були б дорогими. Тому, згідно з ГОСТ 183-74, електричні машини виготовляються для трьох основних номінальних режимів роботи.
Тривалим номінальним режимом роботи електричної машини називається режим роботи при незмінній номінальному навантаженні, що триває стільки часу, що перевищення температури всіх частин електричної машини при незмінній температурі охолоджуючої середовища досягають практично сталих значень.
Короткочасним номінальним режимом роботи електричної машини називається режим роботи, при якому періоди незмінною номінальною навантаження при незмінній температурі охолоджуючої середовища чергуються з періодами відключення машини: при цьому періоди навантаження не настільки тривалі, щоб перевищення температури всіх частин електричної машини могли досягти практично сталих значень, а періоди зупинки електричної машини настільки тривалі, що всі частини її приходять в практично холодний стан.
Згідно ГОСТ 183-74, машини з короткочасним режимом роботи виготовляються з тривалістю робочого періоду 15, 30, 60 і 90 хвилин.
Повторно-короткочасним режимом роботи електричної машини називається режим роботи, при якому короткочасні періоди незмінною номінальною навантаження (робочі періоди) при незмінній температурі охолоджуючої середовища чергуються з короткочасними періодами відключення машини (паузами), причому як робочі періоди, так і паузи не так тривалі, щоб перевищення температури окремих частин машини могли досягти сталих значень.
Повторно-короткочасний номінальний режим роботи характеризується відносною тривалістю включення (ПВ), тобто відношенням тривалості робочого періоду до тривалості циклу (сумарною тривалості робочого періоду і паузи).
ГОСТ 183-74 передбачає виготовлення машин з повторно-короткочасним режимом роботи з тривалістю включення (ПВ) 15, 25, 40 і 60%.
Крім перерахованих трьох основних номінальних режимів роботи, в ГОСТ 183-74 обмовляється ще кілька додаткових режимів роботи, при яких навантаження має циклічний характер.
Більшість електричних машин виготовляється для тривалого режиму роботи.
Допустимі перевищення температури частин електричних машин
З метою забезпечення нормальних термінів служби електричних машин температури окремих частин машини, і особливо температура ізоляції обмоток, повинні бути обмежені.
У статті "Матеріали застосовуються в електричних машинах" були вказані гранично допустимі робочі температури # 977; доп для різних класів ізоляції. Однак робоча температура ізоляції і окремих частин машини # 977; залежить не тільки від навантаження машини, але і від температури навколишнього і охолоджуючої середовища # 977; 0. Від навантаження машини залежить тільки перевищення температури # 920; окремих частин. Між перерахованими величинами існує залежність
По викладеним причин ГОСТ 183-74 і стандарти на окремі типи машин нормують допустимі перевищення температури # 920; доп і одночасно фіксують значення максимально допустимої температури навколишнього середовища # 977; 0 = 40 ° С.
Способи визначення перевищень температур обмоток не гарантують отримання їх максимальних значень, а метод опору дозволяє встановити тільки середнє перевищення температури обмотки. Тому в стандартах в залежності від способу вимірювання температури і конструкції обмотки встановлюються значення # 920; доп. які на 5 - 15 ° С менше # 977; доп - # 977; 0.
Найбільш надійні результати дає метод опору і метод закладених термодетектора. Останні являють собою термометри опору або термопари. закладені між котушками в пазах і інших частинах машини при її виготовленні. Термометри опору виготовляються з тонкого мідного дроту, і температура визначається по зміні її опору.
Для зазначених методів вимірювання стандарти встановлюють при # 977; 0 = 40 ° С в більшості випадків допустимі перевищення температури: 60 ° С - для класу ізоляції А, 70 ° С - для класу ізоляції Е, 80 ° С - для класу ізоляції В, 100 ° С - для класу ізоляції F , 125 ° С - для класу ізоляції H. Якщо температура навколишнього середовища більше або менше температури 40 ° С, то стандарти дозволяють певні зміни допустимих перевищень температури. Допустимі короткочасні перевантаження електричних машин також нормуються стандартами.
Джерело: Вольдек А. І. "Електричні машини. Підручник для технічних навчальних закладів" - 3-е видання, перероблене - Ленінград: Енергія, 1978 - 832с.