Режимы работы электрических аппаратов
При эксплуатации электрических аппаратов могут иметь место следующие режимы работы:
- продолжительный – при котором температура аппарата достигает установившегося значения и аппарат при этой температуре остаётся под нагрузкой сколь угодно длительное время;
- прерывисто-продолжительный – при котором аппарат остаётся под нагрузкой при установившемся значении температуры ограниченное техническими условиями (ТУ) время;
- повторно-кратковременный – при котором температура частей электрического аппарата за время нагрузки не достигает установившегося значения, а за время паузы не уменьшается до температуры окружающей среды;
- кратковременный – при котором в период нагрузки температура частей электрического аппарата не достигает установившегося значения, а в период отсутствия нагрузки достигает температуры холодного состояния;
- короткого замыкания – это частный случай кратковременного режима работы, когда температура частей электрического аппарата значительно превосходит установившуюся температуру при нормальном режиме работы.
1.1.5. Продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный и перемежающийся режимы работы электрических аппаратов
Обычно электрические аппараты могут работать в одном из следующих режимов, для которых характерно определённое изменение во времени t тока нагрузки Iн и превышение температуры нагрева(разность между температурой аппарата и температурой окружающей среды): продолжительном, кратковременном, повторно-кратковременном и перемежающемся.
В продолжительном режиме (рис. 1.1.) достигается установившееся превышение температуры нагрева , значение которого в любом случае должно быть меньше, чем допустимое превышение температуры. Скорость изменения температуры характеризуется тепловой постоянной времени . Касательная к кривой отсекает на линии установившейся температуры как раз отрезок, равный по длительности.
Рис. 1.1. Продолжительный режим работы
Рис. 1.2. Режимы работы аппаратов
В кратковременном режиме (рис. 1.2, а) в период наличия тока Io температура аппарата не успевает достичь установившегося значения, а за время паузы тока tП температура аппарата снижается практически до температуры окружающей среды Токр. Это позволяет осуществлять форсирование аппарата по току с тем условием, что за время нагрузки tНГ не будет достигнуто.
В повторно-кратковременном режиме (рис 1.2, б) температура аппарата так же не достигает установившегося значения в период tНГ, а во время паузы тока не успевает снизиться до Токр. Этот режим характеризуется относительной продолжительностью включения:
где tНГ и tП – время нагрузки и время паузы. Стандартные значения ПВ составляют 15, 25, 40 и 60%.
Коэффициент перегрузки по мощности показывает, во сколько раз можно увеличить мощность источников теплоты в электрическом аппарате при повторно-кратковременном режиме работы по сравнению с мощностью при продолжительном режиме при условии равенства допустимой температуры в том и другом случаях.
Если , то в этом случае, с погрешностью не более 5% можно определить
Поскольку, при прочих равных условиях, мощность источников теплоты в большинстве случаев пропорциональна квадрату тока, то вводится коэффициент перегрузки по току kI, который равен
Наиболее общим является перемежающийся режим (рис. 1.2, в) когда в период t1 проходит ток I1, а в период t2 – ток I1, причём . В установившемся состоянии температура перегрева имеет максимум и минимум . Если по аппарату длительное время проходит ток I1, то установившаяся температура перегрева равна . Аналогично, току I2 соответствует температура перегрева . По прошествии некоторого времени и соседних циклов станут одинаковыми. Наступит так называемый квазистационарный («мнимостационарный») режим работы с неизменными значениями и .