Номинальные режимы и номинальные величины
Электрические машины служат для преобразования механической энергии в электрическую (электрические генераторы), электрической энергии в механическую (электрические двигатели), а также для преобразования: частоты и числа фаз переменного тока, рода тока, например постоянного в переменный ток, постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения (электромашинные преобразователи).
1. ГОСТ 183-66. Общие технические требования, предъявляемые к электрическим машинам переменного тока с номинальной мощностью свыше 50 Вт (или 50 ВЧА) при частотах до 10 000 Гц и постоянного тока с номинальной мощностью свыше 50 Вт, сформулированы в ГОСТ 183-66. Стандарт распространяется только на электрические машины общепромышленного применения. Электрические машины должны изготовляться в соответствии с требованиями этого стандарта и стандартов или технических условий на отдельные виды электрических машин.
2. Номинальный режим - режим работы, для которого машина предназначена предприятием-изготовителем. Номинальный режим указывается на заводском щитке машины.
3. Номинальные данные электрической машины (мощность, напряжение, ток, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия и другие величины) характеризуют номинальный режим ее работы. Они относятся к работе машины на высоте до 1000 м над уровнем моря и при температуре газообразной охлаждающей среды до +40°C и охлаждающей воды до +30 °С (в стандартах и технических условиях может быть установлена другая температура охлаждающей воды, но не более +33 °С).
Номинальные данные машин, спроектированных до утверждения ГОСТ 183-66, относились к температуре газообразной охлаждающей среды +35° С и охлаждающей воды +25° С. Термин "номинальный" может применяться ко всем данным, относящимся к номинальному режиму, независимо от того, указаны эти данные на заводском щитке машины или нет.
4. Номинальные режимы работы электрических машин. Номинальный режим работы электрической машины должен соответствовать одному из следующих основных режимов.
а) Продолжительный режим (условное обозначение режима S1), при котором электрическая машина работает с неизменной нагрузкой, продолжающейся столько времени, что превышения температуры всех частей электрической машины при неизменной температуре охлаждающей среды достигают практически установившихся значений (рис. 15-1, а).
б) Кратковременный режим (S2) с длительностью периода неизменной номинальной нагрузки 10; 30; 60 и 90 минрежим работы, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения машины; при этом периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы превышения температуры всех частей электрической машины при практически неизменной температуре охлаждающей среды могли
достигнуть практически установившихся значений, а периоды остановки электрической машины настолько длительны, что все части ее приходят в практически холодное состояние (рис. 15-1,6).
в) Повторно-кратковременный режим (S3) с продолжительностью включения (ПВ) 15; 25; 40 и 60% (продолжительность одного цикла, если нет других указаний, принимают равной 10 мин)-режим работы электрической машины, при котором кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры отдельных частей электрической машины при практически неизменной температуре охлаждающей среды могли достигнуть практически установившихся значений.
Повторно-кратковременный номинальный режим работы характеризуется относительной (в процентах) продолжительностью включения (ПВ), определяемой по формуле
где N - время работы; R - пауза. Пусковые потери практически не оказывают влияния на превышения температуры отдельных частей машины (рис. 15-1, в).
г) Перемежающийся режим (S6) с продолжительностью нагрузки (ПН) 15; 25; 40 и 60% (продолжительность одного цикла, если нет других указаний, принимают равной 10 мин) - режим работы электрической машины, при котором кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами холостого хода (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры отдельных частей электрической машины при практически неизменной температуре охлаждающей среды могли , достигнуть практически установившихся значений (рис. 15-1, г).
Перемежающийся номинальный режим работы характеризуется относительной (в процентах) продолжительностью нагрузки (ПН), определяемой по формуле
где N - время работы; V - время холостого хода.
Помимо основных номинальных режимов работы S1, S2, S3 и S6 в качестве дополнительных (рекомендуемых) установлены режимы:
а) повторно-кратковременный с частыми пусками (S4) с ПВ 15; 25; 40 и 60%;
б) повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением (S5) с ПВ 15; 25; 40 и 60%;
в) перемежающийся с частыми реверсами при электрическом торможении (S7);
г) перемежающийся с двумя или более частотами вращения (S8).
В дополнительных номинальных режимах устанавливается: число включений в час (режимы S4 и S5), число реверсов в час (режим S7), число циклов в час (режим S8) (если в стандартах или технических условиях не установлено иное) 30; 60; 120; 240 при коэффициенте инерции (см. раздел) 1,2; 1,6; 2,5 и 4.
Рис. 15-1. Основные номинальные режимы работы электрических машин.
а - продолжительный режим S1; б - кратковременный режим S2; в - повторно-кратковременный режим S3; г - перемежающийся режим S6; Jм - максимальная температура.
5. Номинальная мощность электрической машины:
а) для генераторов постоянного тока- полезная мощность на зажимах машины;
б) для генераторов переменного тока-полная электрическая мощность при номинальном коэффициенте мощности;
в) для электродвигателей - полезная механическая мощность на валу;
г) для синхронных и асинхронных компенсаторов - реактивная мощность на зажимах компенсатора.
Номинальная мощность генераторов постоянного тока и электродвигателей выражается в Вт, кВт или МВт, генераторов переменного тока и компенсаторов-в ВА, кВА или MBА. Номинальная мощность указывается на заводском щитке электрической машины.
6. Номинальное напряжение электрической машины - напряжение, соответствующее ее номинальному режиму работы.
Номинальное напряжение трехфазной электрической машины - ее междуфазное (линейное) напряжение.
Номинальное напряжение ротора асинхронной машины с контактными кольцами - напряжение разомкнутой роторной обмотки (вторичной цепи) между контактными кольцами при неподвижном роторе и при статорной обмотке (первичной цепи), включенной на номинальное напряжение.
При двухфазной обмотке ротора за его номинальное напряжение принимают наибольшее из напряжений между контактными кольцами.
Номинальное напряжение возбудительной системы электрической машины с независимым возбуждением - номинальное напряжение того независимого источника, от которого получается возбуждение.
7. Номинальное напряжение возбуждения электрической машины - напряжение на зажимах или на контактных кольцах обмотки возбуждения при питании ее номинальным током возбуждения и сопротивлении обмотки при постоянном токе, которое должно быть приведено к расчетной рабочей температуре (см. раздел).
8. Номинальный ток электрической машины - ток, соответствующий номинальному режиму работы электрической машины.
9. Номинальный ток возбуждения электрической машины - ток возбуждения, соответствующий номинальному режиму работы.
10. Номинальное изменение напряжения электрического генератора - изменение напряжения на зажимах генератора (при работе отдельно от других генераторов) при изменении нагрузки от номинальной до нулевок и при сохранении номинальной частоты вращения; кроме того, для машин с независимым возбуждением - при сохранении номинального тока возбуждения, а для машин с самовозбуждением - при обмотке возбуждения, имеющей расчетную рабочую температуру (см. § 15-2, п. 10) и неизменное сопротивление цепи обмотки возбуждения. Изменение напряжения выражают в процентах или в долях номинального напряжения генератора.
11. Номинальные условия применения -условия, оговоренные в стандарте или технических условиях на данную электрическую машину, при которых эта машина должна иметь номинальную частоту вращения.
12. Номинальная частота вращения электрической машины - частота вращения, соответствующая работе машины при номинальном напряжении, мощности или моменте, частоте тока и номинальных условиях применения.
13. Номинальное изменение частоты вращения электродвигателя - изменение его частоты вращения при номинальном напряжении на его зажимах (а в случае двигателя переменного тока, кроме того, при номинальной частоте) при следующих изменениях нагрузки:
а) для двигателей, допускающих нулевую нагрузку, - от номинальной нагрузки до нулевой;
б) для двигателей, не допускающих нулевой нагрузки, - от номинальной нагрузки до 1/4 номинальной нагрузки.
Изменение частоты вращения выражают в процентах или в долях номинальной частоты вращения.