p>
Співвідношення між кількістю теплоти, що виділяється в сталі і обмотках, залежить від режиму роботи машини. При холостому ході, наприклад, більш нагріта сталь і теплові потоки спрямовані до обмоток машини, а при навантаженні напрямок потоків зворотне. Зазначені обставини виключають проведення теплового розрахунку двигуна з метою визначення температури його частин в тому чи іншому режимі при його перевірки по нагріванню і проводяться лише в спеціальних випадках при конструюванні машин, а найчастіше температурний режим надійно оцінюється лише експериментальним шляхом.
В задачах електроприводу проблеми визначення температури двигуна? дв (t) не виникає, важливо мати можливість оцінки параметрів режиму роботи, при яких не буде перевершена допустима для даного класу ізоляції температура, тому в теорії електроприводу нагрівання і охолодження двигунів розглядаються в рамках так званої одноступінчастої теорії нагріву, яка, як показала практика, дозволяє задовільно вирішувати зазначену задачу. Одноступінчата теорія нагріву базується на наступних припущеннях:
двигун розглядається як однорідне тіло, що має нескінченну теплопровідність;
тепловіддача в зовнішнє середовище пропорційна першого ступеня різниці температур двигуна і охолоджуючої середовища;
3) температура охолоджуючої середовища постійна. При зазначених припущеннях рівняння балансу теплової енергії в двигуні буде мати наступний вигляд:
dt=A? dt + Cd?, (1)
де - Потужність теплових втрат, Вт;
А - тепловіддача, кількість теплоти, що виділяється двигуном в навколишнє середовище в одиницю часу при перевищенні температурою двигуна температури середовища на 1 ° Г Дж / (° С.С);
С - теплоємність двигуна, кількість теплоти, необхідне для підвищення температури двигуна на 10 С, Дж / ° С;
т - перевищення температурою двигуна температури середовища, т=(ОДВ - 9С) ° С. Диференціальне рівняння (1) припускає, що виділилася в двигуні теплота? РТ (t) dt частково (С d?) Пішла на збільшення температури двигуна і в кількості А? dt виділилася в навколишнє середовище. Записавши (1) в операторної формі
? Р Т (р)=А? (Р) + Ср? (Р), (2)
неважко отримати вираз передавальної функції:
(3)
в якому k? =1 / А коефіцієнт передачі, ° C / Вт; Тн=С / А - постійна часу нагріву, с.
Видно, що при прийнятих умовах динамічні процеси зміни температури двигуна описуються передавальної функцією аперіодичної ланки з параметрами k?- НА і Тв, що має перехідну функцію
(4)
Постійна часу нагріву Т н має фізичну трактування - вона чисельно дорівнює часу, за який двигун нагрівся б від? =0 до усталеного перевищення температури? у =? Р Т. k? =? P / A при? Р Т=const і відсутності тепловіддачі. У цьому випадку темп наростання температури був би дорівнює початковому. Як випливає з (1), на початку процесу при? (0)=0
На рис. 1, 2 представлені криві зміни перевищення температури т (t) відповідно до h? для різних значень потужності втрат? РТ=const і початкових температур при нагріванні і охолодженні двигуна в рамках прийнятих припущень.
Практичне відхилення характеру зміни температури окремих частин машини від наведених на рис. 1 і 2 пов'язано з к...
