Нагрівання і охолодження двигунів
Втрати енергії в двигунах зумовлюють нагрівання його окремих частин. Допустимий нагрів визначає нагрівостійкість ізоляційних матеріалів. Чим більша нагрівостійкість, тим при тих же розмірах більша потужність двигуна.
Ізоляційні матеріали, які використовують в електричних маши-нах, поділяють на п’ять класів. Кожному класу відповідає допусти-ма гранична температура, при якій ізоляція не руйнується впро-довж довгого часу (15…20 років).
| Клас ізоляції
| А
| Е
| В
| F
| Н
| Гранично допустима температура, 
|
|
|
|
|
|
При перевищенні вказаних температур строк служби ізоляції значно скорочується. Так, для ізоляції класу А перевищення допус-тимої температури на 8-10 скорочує строк служби вдвічі.
Граничні температури обмоток двигунів з ізоляцією різних кла-сів досягаються при номінальному навантаженні, температурі ото-чуючого середовища 40 і при висоті над рівнем моря до 1000м. При змінному в часі навантаженні і при різній його тривалості пот-рібно знати, як швидко нагрівається і охолоджується двигун.
Якщо двигун умовно розглядати як однорідне тіло з тепловідда-чею, пропорційною першій степені різниці температур двигуна і оточуючого середовища, то рівняння теплового балансу матиме вид
 , (6.5)
де  – кількість теплоти, яка виділяється в двигуні за одиницю ча-су, Дж/с;  – тепловіддача двигуна – кількість теплоти, яку віддає двигун в оточуюче середовище при різниці температур в 1 , Дж/с  ;  – перевищення температур двигуна над тем-пературою оточуючого середовища, ;  – теплоємність двигуна, Дж/ .
Розділивши члени (6.5) на Adt, одержимо
  , (6.6)
де  – стала часу нагрівання двигуна;  .
Розв’язок (6.6) при  має вид експоненти (рис.6.2):
  . (6.7)
Після відключення самовентильова-ного двигуна від мережі процес охоло-дження описується рівнянням
 , (6.8)
де  – стала часу охолодження двигуна. Рівняння (6.8) є розв’язком (6.5) при  .
З рис.6.2 слідує, що стала часу самовентильваного двигуна при охолодженні значно більша за сталу часу нагрівання. Це пояснюєть-ся тим, що при зупинці двигуна погіршується його тепловіддача. Коефіцієнт погіршення тепловіддачі нерухомого якоря (ротора)
 , (6.9)
де  , – тепловіддача відповідно при нерухомому двигуні і но-мінальній швидкості.
Наближені значення коефіцієнта  двигунів різного виконання такі:
закритий з незалежною вентиляцією 1,0;
закритий без примусового охолодження 0,95...0,98;
закритий самовентильований 0,45...0,55;
самовентильований захищений 0,25...0,35.
Стала часу нагрівання самовентильованих двигунів закритого виконання малої і середньої потужності трохи менше години. Прий-нявши, що усталений температурний режим у двигунах настає при  , з (6.7) знаходимо час нагрівання, який буде рівним  .
|
