Файл: Хайдуков, О. П. Электрооборудование судов учебник.pdf

Изменить это неравенство можно увеличением его правой ча­ сти или уменьшением левой. Увеличить правую часть — это зна­ чит выбрать двигатель такой же мощности, но с более высоким

классом изоляции. Уменьшить левую часть ту= ■ можно за

счет уменьшения АР или за счет увеличения А. Увеличить коэф­ фициент теплоотдачи двигателя возможно путем улучшения

Практически двигатель охлаждается до температуры окружа­ ющей среды за время, равное (3—4)7Y У самовентилируемых дви­ гателей постоянная времени Ти при охлаждении (неподвижный двигатель) значительно больше, чем при нагреве (вращающийся двигатель).

§ 63. Режимы работы электроприводов

Существуют три режима работы электроприводов. Процесс нагрева электродвигателя в каждом режиме ймеет свои особен­ ности, которые непосредственно влияют на выбор мощности и типа двигателя.

Длительный режим. Этот режим отличается тем, что за время рабочего периода температура двигателя достигает установившей­ ся величины, а за время последующей паузы двигатель охлажда­ ется до температуры окружающей среды. На каждом судне есть много электроприводов, которые работают в длительном режиме с постоянной нагрузкой. К ним относятся большинство электро­ приводов насосов и вентиляторов. Выбор мощности электродви­ гателя в этом случае не представляет никаких трудностей. Он выбирается по каталогу по заданной мощности механизма.

Значительно сложнее выбрать правильно мощность двигателя, если в процессе работы нагрузка на него все время меняется.

Кратковременный режим. Продолжительность работы электро­ привода в этом режиме такова, что двигатель не успевает на­ греться До установившейся температуры. Затем следует пауза, в течение которой двигатель охлаждается до температуры окружаю­ щей среды. Нагрев двигателя происходит по кривой 3 (рис. 170). Каждый раз двигатель через время /р выключают, после чего он охлаждается по кривой 2. Двигатель недоиспользуется по нагреву. В этом случае можно выбрать двигатель меньшей мощности

260

тельные обмотки возбуждения, а у асинхронных двигателей увели­ чен максимальный момент. В каталогах эти двигатели приводятся для нормированных стандартных значений продолжительности работы: 15, 30 и 60 мин. Среди судовых электроприводов в кратко­ временном режиме работают брашпиль, шпиль, компрессоры пуско­ вого воздуха, валоповоротное устройство и т. д.

Повторно-кратковременный режим. Этот режим характеризу­ ется тем, что за период работы двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а за период паузы он не успе­ вает охладиться до температуры окружающей среды. Кривые на­ грева и охлаждения двигателя показаны на рис. 171. Каждый рабочий период и последующая пауза образуют цикл повторно­ кратковременного режима. Вначале с каждым последующим циклом температура двигателя несколько увеличивается, но по прошествии большого числа циклов она начинает колебаться между двумя постоянными значениями. Если бы двигатель с та­ кой нагрузкой работал длительно, то его нагрев проходил бы по

261

Для характеристики повторно-кратковременных режимов рабо­ ты принят коэффициент продолжительности включения ПВ, кото­ рый определяется по формуле

Типичным примером электропривода, работающего в повторно­ кратковременном режиме, является грузоподъемное устройство.

В повторно-кратковременном режиме работают электропривод рулевого устройства, гидрофоры, компрессор холодильной установ­ ки и т. д. Повторно-кратковременный режим характеризуется еще частыми пусками и торможением, а иногда и реверсами.

Формула (ПО) показывает, что увеличение коэффициента ПВ означает повышение напряженности (интенсивности) повторно­ кратковременного режима, а это непосредственно отражается на повышении температуры двигателя.

На практике часто приходится сталкиваться с тем, что элек­ тродвигатели, например, грузовых лебедок или кранов, рассчитан­ ные на одно значение ПВ, в действительности во время грузовых операций при обработке некоторых видов груза (выгрузка леса, угля, и т. п.) работают со значительно большим коэффициентом относительной продолжительности включения. Естественно, в этом случае температура двигателя может превышать допустимое зна­ чение.

§ 64. Защита электроприводов

Прежде чем говорить о защите электроприводов, следует кратко остановиться на наиболее вероятных и часто встречаю­ щихся ненормальных режимах их работы.

Перегрузка электродвигателя. Перегрузка создается обычно приводным механизмом и может явиться результатом неправиль­ ной эксплуатации механизма или его неисправности. Таких при­ меров в судовой практике встречается много. Следствием пере­ грузки двигателя является увеличение тока. Вместе с тем увели­ чение тока может произойти и из-за неисправности самого дви­ гателя или из-за неправильного включения его в сеть, неправиль­ ного соединения обмоток и т. д. При срабатывании защиты в первую очередь следует установить причину чрезмерного увеличе­ ния тока.

Короткое замыкание. Короткое замыкание может произойти как в обмотках самого двигателя, так и в питающем кабеле. При коротком замыкании в питающем кабеле защищается, строго го­ воря, не двигатель, а кабельная сеть и электростанция.

Короткое замыкание сопровождается почти мгновенным уве­ личением тока, в.несколько раз превышающим рабочий ток дви­ гателя. Аналогичная ситуация возникает при заклинивании при­ вода. Поэтому принудительная остановка включенного двигателя на практике также называется коротким замыканием. Заклини­

262

вание привода особенно опасно для двигателей постоянного тока, у которых резко (в 5—6 раз) увеличивается вращающий момент, способный вызвать любые механические поломки, а большой бро­ сок тока опасен для коллектора и обмоток.

Снижение напряжения в сети или кратковременное отключе­ ние питания. Провал напряжения может возникнуть при запуске относительно мощного асинхронного двигателя или при коротком замыкании где-либо в силовой сети. Кратковременный перерыв в питании может произойти при неправильном включении генерато­ ра на параллельную работу, при срабатывании защиты генерато­ ров, при преднамеренном или ошибочном отключении фидера (линии) и т. д.

Во всех этих случаях могут возникнуть два нежелательных последствия. Во-первых, при снижении напряжения или при его исчезновении все электроприводы начинают останавливаться, а при восстановлении питания вновь разгоняются и своими пуско­ выми токами перегружают генераторы на электростанции. Вовторых, самопроизвольный запуск остановившегося привода при

нии плавкого предохранителя в одной из фаз. Двигатели, нахо­ дящиеся в работе, продолжают вращаться и при двухфазном питании, но такой режим работы их, конечно, является ненормаль­ ным. У двигателей увеличивается ток, несколько снижается часто­ та вращения, а следовательно, увеличивается скольжение и поте­ ри энергии в двигателе. Его температура может превысить допу­ стимое значение, что приведет к разрушению изоляции обмоток и возникновению витковых замыканий. Работа двигателя на двух фазах обычно сопровождается характерным гудением. Остановив­ шийся двигатель при включении на двухфазное питание вращать­ ся не будет.

В соответствии с Правилами Регистра СССР для всех двигате­ лей мощностью свыше 0,5 кВт должна предусматриваться защита

пусковых токов. Очень широкое распространение для защиты дви­ гателей от перегрузки получили тепловые реле, чувствительным элементом которых является биметаллическая пластина, разогре­ ваемая контролируемым током. Главное достоинство тепловых реле как устройств защиты от перегрузки заключается в том, что время их срабатывания зависит от величины тока перегрузки.

263