Допустимый по условиям нагрева момент синхронного частотно-регулируемого двигателя с постоянными магнитами

Abstract

Регулируемые электроприводы промышленных механизмов с постоянным статическим моментом могут работать в широком диапазоне изменения нагрузок и скоростей. При этом на любой скорости в заданном диапазоне они должны длительно работать с допустимым моментом, не перегреваясь. В большинстве случаев электродвигатели выполняют самовентилируемыми, с расположением вентилятора на валу электродвигателя. В этом случае охлаждение двигателя зависит от его скорости. Длительно допустимый момент электродвигателя на любой из скоростей при данной нагрузке определяется из уравнения теплового равновесия, где выделяемые в двигателе все потери мощности, превращаемые в тепло-ту, должны отводиться в окружающую среду, обеспечивая допустимую температуру изоляции обмоток при данной температуре окружающей (охлаждающей) среды. Уравнение теплового баланса составляется обычно для одномассовой тепловой модели электродвигателя, которой мы в этой статье воспользовались. Но даже при одномассовой тепловой модели получаем нелинейное уравнение теплового баланса. Чтобы получить приемлемые по сложности аналитические выражения для расчетов, приходится применять обоснованные допущения, что также использовано в расчетах авторов статьи. В результате были получены формулы, по которым можно находить длительно допустимый момент двигателя как функцию относительной скорости ротора при данной температуре окружающей среды. Для при-водимых примеров приняли два значения температуры окружающей среды (20 и 40 °С – это стандартные значения, применяемые при тепловых расчетах электродвигателей). Зависимости относительного значения допустимого момента электродвигателя от относительной скорости (частоты) приведены для трех синхронных двигателей с постоянными магнитами мощностью 3; 25 и 250 кВт.