如今,在我們的生活中,防爆電機(jī)幾乎無(wú)處不在,從航天、輪船、汽車(chē)到生活中的洗衣機(jī)、風(fēng)扇、吸塵器、電動(dòng)機(jī)器人等等。幾乎在所有應(yīng)用場(chǎng)景中都會(huì)用到高效電機(jī),高壓電機(jī),并由驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)控制它們。
但是幾乎不同種類(lèi)的電機(jī)運(yùn)行時(shí)間都不相同。有些電動(dòng)機(jī)始終處于運(yùn)行狀態(tài),而有些電機(jī)在工作周期內(nèi)運(yùn)行時(shí)間很短或者周期內(nèi)交替運(yùn)行。所以,以此為基礎(chǔ),引入了電機(jī)工作制的概念。
電機(jī)工作制實(shí)際就是說(shuō)電機(jī)運(yùn)行的工作狀態(tài),比如是連續(xù)運(yùn)行或短時(shí)運(yùn)行或間歇運(yùn)行。
為了更加直觀的了解電機(jī)的工作制,我們可以把電機(jī)的工作周期分為起動(dòng)、負(fù)載、制動(dòng)、空載、休息等時(shí)間段,以及階段的持續(xù)時(shí)間和先后順序。(實(shí)際負(fù)載包含起動(dòng)、負(fù)載、制動(dòng)、空載,這里為了便于說(shuō)明)
一、工作制的類(lèi)型
電機(jī)的工作制根據(jù)電機(jī)工作運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短大致可分為3類(lèi):
1.連續(xù)工作制是指電機(jī)在額定電壓和額定負(fù)載下可以持續(xù)運(yùn)行,不必停止運(yùn)轉(zhuǎn)。通常用戶在未表明工作制時(shí),制造廠應(yīng)認(rèn)定是連續(xù)工作制。
2.周期工作制是指電機(jī)在額定條件下只能斷續(xù)運(yùn)行, 即電機(jī)在工作一段工作時(shí)間后需要“休息”。通常會(huì)通過(guò)暫載率來(lái)表示,即在一個(gè)周期內(nèi),電機(jī)持續(xù)負(fù)載運(yùn)行時(shí)間與周期之比的百分?jǐn)?shù),一般有四種:15%、25%、40%和60%。
例如,暫載率40%運(yùn)行的電機(jī),在10分鐘的一個(gè)周期內(nèi)是4分鐘工作6分鐘“休息”,如此循環(huán)交替運(yùn)行。如果電機(jī)的運(yùn)行超過(guò)暫載率,就可能過(guò)載而損毀。
3.短時(shí)工作制是指電機(jī)在額定條件下,只能在限定的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行,工作周期短,停止周期長(zhǎng)。當(dāng)電機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行的時(shí)間達(dá)到了規(guī)定時(shí)間,就必須停止運(yùn)行,只有冷卻后才能重新起動(dòng)。
超過(guò)了規(guī)定時(shí)間繼續(xù)運(yùn)行, 電動(dòng)機(jī)就可能過(guò)熱而損壞。電機(jī)短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的持續(xù)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)有四種:10/30/60/90min。
二、工作制的劃分
IEC60034-1中劃分了10種電機(jī)工作制并對(duì)其進(jìn)行了特征描述,每類(lèi)工作制對(duì)電機(jī)承受負(fù)載情況都有相關(guān)說(shuō)明,包括啟動(dòng)、電制動(dòng)、空載、斷能停轉(zhuǎn)以及階段的持續(xù)時(shí)間和先后順序。
IEC60034是所有電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中主要的標(biāo)準(zhǔn)之一,對(duì)應(yīng)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的GBT755。
S1連續(xù)工作制
在恒定負(fù)載下的運(yùn)行時(shí)間足以達(dá)到熱穩(wěn)定,一直運(yùn)行下去也會(huì)熱穩(wěn)定,所以沒(méi)什么需要達(dá)到的參數(shù)。
其中:P—負(fù)載功率;Pv—電氣損耗;θ—溫度;θmax—達(dá)到的溫度;t—時(shí)間
該工作制表明,電機(jī)能夠運(yùn)行足夠長(zhǎng)的時(shí)間,且溫度達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值,S1工作制的電機(jī)常用于工廠的控制驅(qū)動(dòng)器,壓縮機(jī),輸送機(jī)等。
S2短時(shí)工作制
在恒定負(fù)載下按給定的時(shí)間運(yùn)行,該時(shí)間不足以達(dá)到熱穩(wěn)定,隨之即斷能停轉(zhuǎn)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,使電機(jī)再度冷卻到與冷卻介質(zhì)溫度之差在2K以?xún)?nèi)。
其中:P—負(fù)載功率;θ—溫度;t—時(shí)間;Pv—電氣損耗;θmax—達(dá)到的溫度;Δtp—恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間
在這種工作制中,電機(jī)運(yùn)行時(shí)間非常短,加熱時(shí)間遠(yuǎn)低于冷卻時(shí)間。因此,在再次運(yùn)行之前,電機(jī)會(huì)先預(yù)熱至環(huán)境溫度。這種工作制的電機(jī)常見(jiàn)于起重機(jī),家用電器驅(qū)動(dòng)器,閥門(mén)控制器等。
S3斷續(xù)周期工作制
按一系列未達(dá)到熱平衡狀態(tài)的相同的工作周期運(yùn)行,每一周期包括一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段停機(jī)間隔(斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間)。負(fù)載持續(xù)率為恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間與負(fù)載周期之比。
其中:P—負(fù)載功率;θ—溫度;Pv—電氣損耗;θmax—達(dá)到的溫度;t—時(shí)間;Tc —負(fù)載周期;Δtp—恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間;ΔtR—停機(jī)和斷能時(shí)間;負(fù)載持續(xù)率= Δtp / Tc—負(fù)載周期
這種工作制中的每一周期的起動(dòng)電流對(duì)溫升沒(méi)有什么顯著影響。但是循環(huán)周期必須持續(xù)10 min,且暫載率必須為15%、25%、40%、60%四種中的一個(gè),這種工作制的電機(jī)常見(jiàn)于沖壓和鉆床上。
S4包括起動(dòng)的斷續(xù)周期工作制
按一系列相同的工作周期運(yùn)行,每一周期包括一段對(duì)溫升有顯著影響的起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。
類(lèi)似S3,但是在S3基礎(chǔ)上增加了起動(dòng),所以需要電機(jī)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,即電機(jī)的加速能力。該工作制的電機(jī)廣泛用于金屬切割機(jī)、鉆孔機(jī)、礦山提升機(jī)等。
S5包括電制動(dòng)的斷續(xù)周期工作制
按一系列相同的工作周期運(yùn)行,每一周期包括一段起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間、一段快速電制動(dòng)時(shí)間和一段斷能停轉(zhuǎn)時(shí)間。
類(lèi)似S4,需要電機(jī)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。但是所有時(shí)間段都太短而無(wú)法達(dá)到各自的穩(wěn)態(tài)溫度,該工作制電機(jī)常見(jiàn)于用于方坯軋機(jī)、機(jī)械手驅(qū)動(dòng)、礦山提升機(jī)等。
S6連續(xù)周期工作制
按一系列相同的工作周期運(yùn)行,每一周期包括一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段空載運(yùn)行時(shí)間,但不停機(jī)。
即運(yùn)行周期=工作(負(fù)載+空載),參照S3。常見(jiàn)于壓制機(jī)、切割機(jī)等。
S7包括電制動(dòng)的連續(xù)周期工作制
按一系列相同的工作周期運(yùn)行,每一周期包括一段起動(dòng)時(shí)間、一段恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間和一段快速電制動(dòng)時(shí)間,不停機(jī)。即增加了起動(dòng)的S6。主要應(yīng)用于軋花機(jī)。
S8包括變速變負(fù)載的連續(xù)周期工作制
比較復(fù)雜,在這種工作制下的電機(jī)中,由一系列相同未達(dá)到熱平衡狀態(tài)的工作周期運(yùn)行。
每一周期包括一段在預(yù)定轉(zhuǎn)速下恒定負(fù)載運(yùn)行時(shí)間,和一段或幾段在不同轉(zhuǎn)速下的其它恒定負(fù)載的運(yùn)行時(shí)間,沒(méi)有休息時(shí)間,一直運(yùn)行,但是所有時(shí)間都很短,無(wú)法達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫度。
S9負(fù)載和轉(zhuǎn)速非周期性變化工作制
負(fù)載和轉(zhuǎn)速在允許的范圍內(nèi)變化的非周期工作制。這種工作制包括經(jīng)常過(guò)載,其值可超過(guò)滿載。比較復(fù)雜,往往根據(jù)實(shí)際來(lái)規(guī)定,如風(fēng)力發(fā)電。
S10離散恒定負(fù)載工作制
包括不少于4種離散負(fù)載值(或等效負(fù)載)的工作制,其中可以包括空載運(yùn)行及停機(jī),在每種負(fù)載下,均達(dá)到熱平衡狀態(tài)(甚至是空載或者停機(jī)),在一個(gè)工作周期中的小負(fù)載值可為零。相比S8,可認(rèn)為有很多恒負(fù)載運(yùn)動(dòng),需要各個(gè)負(fù)載和時(shí)間,但不包含加減速。
電機(jī)工作制是說(shuō)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)的具體方法,是一種為了避免電機(jī)過(guò)熱而燒壞的工作指導(dǎo),更是一種用戶需求。同時(shí)也指導(dǎo)你根據(jù)電機(jī)的工作制,選擇合適的電機(jī)。
但實(shí)際應(yīng)用中很多電機(jī)的工作制是多樣化的,需同時(shí)具備一種或多種工作制,以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景。
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