Международная система классификации режимов работы электродвигателей
Режим работы электродвигателей – это установленный порядок чередования периодов, характеризуемых величиной и продолжительностью нагрузки, отключений, торможения, пуска и реверса во время его работы.
Для иллюстрации этих режимов работы используют нагрузочные диаграммы, представляющие собой зависимость параметра, характеризующего нагрузку приводного двигателя от продолжительности t отдельных циклов, составляющих работу электропривода в течение определенного периода времени.
К параметрам, характеризующим нагрузку приводного двигателя электропривода,
1. полезную мощность Р;
2. полезный момент (момент на валу) М;
3. силу потребляемого тока I.
Существующие международные стандарты устанавливают 8 режимов работы электрооборудования, обозначаемых S1…S8.
Существующие международные стандарты устанавливают 8 режимов работы электрооборудования, обозначаемых S1…S8 (табл. В.7).
Таблица 8 Режимы работы электрооборудования
Примеры судовых электроприводов
Вспомогательные механизмы ГД,
вентиляторы МО и трюмные, рулевое устройство
Лебедки шлюпочные и траповые,
( лебедки, краны, порталы )
Повторно–кратковременный, с определенным числом включений в час
( лебедки, краны, порталы )
Повторно–кратковременный, с электрическим торможением
( лебедки, краны, порталы )
Перемежающийся с длительностью цикла 10 мин
Повторно–кратковременный с частыми реверсами при электрическом торможении
( лебедки, краны, порталы )
Перемежающийся с двумя и более частотами вращения
На судах, в основном, применяются электрооборудование первых трех режимов, а именно:
1. продолжительного S1;.
2. кратковременного S2;
3. повторно-кратковременного S3.
Продолжительный режим s1
Продолжительным называют режим работы двигателя, при котором температура превышения двигателя τ над температурой окружающей среды, за время работы поднимается от температуры окружающей среды θ до установившейся температуры θ(рис. 8.1а).
Рис.8.1 Нагрузочные диаграммы и кривые нагрева двигателя при продолжительном S1 (а), кратковременном S2 (б) и повторно–кратковременном S3 (в) режимах работы
Двигатель используется по мощности полностью, если установившаяся температура θравна максимально допустимой для класса изоляции θ (таблица 1).
Предельная температура, ºС
На судах морского флота применяют изоляцию таких классов:
для обмоток статоров – изоляцию классов Н и В;
для обмоток роторов – изоляцию классов Н, В и F.
Двигатель не полностью используется по мощности, если установившаяся температура θменьше максимально допустимой для класса изоляции θ.
Двигатель перегружен, если установившаяся температура θбольше максимально допустимой для класса изоляции θ. Такой режим недопустим, т.к. приводит к высыханию и порче изоляции. Для предотвращения такого режима применяют электротепловые реле, отключающие двигатель от сети.
На судах в режиме S1 работают насосы главного двигателя,
вентиляторы МО, насосы электрогидравлической рулевой машины и др. Продолжительность работы электрооборудования в режиме S1 составляет от десятков часов до десятков суток.
Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся
Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся
ГОСТом предусмотрено 10 номинальных режимов для электродвигателей, которые обозначаются как S 1- S 10, их описание приведено ниже.
S 1 – продолжительный режим работы электродвигателя , характеризуется работой электродвигателя при постоянной нагрузке (Р) и потерях ( Р V ) на протяжении длительного времени, пока все части машины не достигнут неизменной температуры (Ɵ max = Ɵ нагр ).
На выше приведенном рисунке Ɵ0 – температура внешней среды.
S 2 – кратковременный режим работы электродвигателя – это работа электродвигателя на протяжении небольшого отрезка времени (Δ tp ) при постоянной нагрузке ( P ). При работе за определенное время (Δ tp ) составляющие двигателя не успевают нагреваться до установившейся температуры (Ɵ max ), после этого машину останавливают и она охлаждается до температуры внешней среды (превышая не более чем на 2 0 С).
S 3 – периодический повторно-кратковременный режим работы электродвигателя, представляет собой последовательность одинаковых циклов, работа в которых происходит при постоянной, неизменной нагрузке. За это время электродвигатель не успевает нагреться до максимальной температуры и при останове не охлаждается до температуры окружающей среды. Не учитываются потери, возникшие при запуске двигателя (пусковой ток не оказывает большого влияния), то есть они не нагревают детали машины. Длительность цикла не превышает десяти минут.
Где Δ tp – время работы двигателя; Δ tR – время простоя, охлаждения; Ɵнагр1 – температура двигателя при максимальном охлаждении во время цикла; Ɵнагр2 – максимальная температура нагрева.
Продолжительность включения (ПВ) характеризует данный режим работы и находится по формуле:
Существуют нормированные значения ПВ: 60%, 40%, 25%, 15%.
Указанные в каталогах мощности приводятся для «Продолжительного режима работы ( S 1)». Если же двигатель будет работать в других режимах, к примеру, S 2 или S 3, то нагревание его будет происходить медленнее, что позволит увеличить нагрузку на некоторое время. Для режима S 2 допускается увеличение нагрузки на 50% на период времени 10 минут, 25% — 30 минут, 10% — 90 минут. Для работы механизма в режиме S 3 лучше всего применять приводной асинхронный двигатель с повышенным скольжением.
S 1 – S 3 являются основными режимами работы, а S 4 — S 10 были введены для расширения возможностей первых, и предоставления более широкого ряда электродвигателей под конкретные задачи.
S 4 – повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов, представляется в виде циклической последовательности, в каждом цикле выполняется пуск двигателя за время (Δ td ), работа двигателя при постоянной нагрузке в течении (Δ tp ), за эти промежутки времени машина не успевает достичь максимальной температуры (установившейся), а за время паузы (Δ tR ) не остывает до внешней среды.
S 5 – Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов включает в себя те же характерности режима, что и S 4, с осуществлением торможения электродвигателя за время (Δ tF ).
Этот режим работы характерен для электропривода лифтов.
S 6 – перемежающийся режим работы электродвигателя – последовательность циклов, при которой работа происходит в течении времени (Δ t р) с нагрузкой, и время (Δ tV ) работает на холостом ходу. Двигатель не нагревается до предельной температуры.
S 7 – Перемежающийся режим работы электродвигателя с влиянием пусковых токов и электрическим торможением, особенностью является отсутствие пауз в работе, что обеспечивает 100% периодичность включения. Описывается работа в данном режиме последовательными циклами с достаточно долгим пуском (Δ td ), нормальной работой при неизменной нагрузке и торможением двигателя.
S 8 — Периодический перемежающийся режим работы электродвигателя с периодически изменяющейся частотой вращения. Так же как и предыдущий режим, этот не содержит пауз, соответственно ПВ=100%. Реализация данного S 8 режима происходит в асинхронных двигателях при переключении пар полюсов. Каждый последовательный цикл состоит из времени разгона (Δ td ), работы (Δ t р) и торможения (Δ tF ), но при разных нагрузках, а соответственно при разных скоростях вращения ротора ( n ).
S 9 — режим работы электродвигателя с непериодическими изменениями, нагрузки и частоты вращения. Режим, при котором обычно нагрузка и частота вращения изменяются непериодически в допустимом рабочем диапазоне. Этот режим часто включает в себя перегрузки, которые могут значительно превышать базовую нагрузку Для этого типа режима постоянная нагрузка, выбранная соответствующим образом и основанная на типовом режиме S1, берется как базовая (см. рисунок ниже) для определения перегрузки.
S10 — режим работы электродвигателя с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения Режим, состоящий из ограниченного числа дискретных нагрузок (или эквивалентных нагрузок) и, если возможно, частот вращения, при этом каждая комбинация нагрузки/частоты вращения сохраняется достаточное время для того, чтобы машина достигла практически установившегося теплового состояния (рисунок ниже). Минимальная нагрузка в течение рабочего цикла может иметь и нулевое значение (холостой ход, покой или бестоковое состояние). Для этого типового режима постоянная нагрузка, выбранная в соответствии с типовым режимом S1, принимается за базовую для дискретных нагрузок. Дискретные нагрузки являются, как правило, эквивалентной нагрузкой, интегрированной за определенный период времени. Нет необходимости, чтобы каждый цикл нагрузки точно повторял предыдущий, однако каждая нагрузка внутри цикла должна поддерживаться достаточное время для достижения установившегося теплового состояния, и каждый нагрузочный цикл должен интегрированно давать ту же вероятность относительного ожидаемого термического срока службы изоляции машины.
Длительность рабочего цикла, характер действующей нагрузки, ее величина, потери при пуске, торможении и во время установившегося режима работы, способ охлаждения — все эти параметры описывают режимы работы электродвигателей. Возможные комбинации выше приведенных характеристик имеют огромное разнообразие и потому изготовление двигателей для каждого из них не целесообразно. По наиболее часто использованным и востребованным характерам работы были выделены номинальные режимы, для которых собственно и изготовляются серийные электродвигатели. Параметры электрической машины, которые указаны в паспорте, характеризуют ее работу в одном из номинальных режимов. Изготовитель гарантирует нормальную, безотказную работу эл. двигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке. Необходимо обязательно учитывать режим работы электропривода при выборе двигателя, это обеспечит надежную работу механизма.
Режим работы электродвигателя S1 и S6 – чем они отличаются?
Режим работы ассинхронного электродвигателя определяет допустимое количество его включений / выключений в заданную единицу времени. Обычно режим работы электродвигателя указан на шильдике электродвигателя.
В нашей практике продаж электродвигателей наиболее часто покупают электродвигатели с режимами работы S1 и S6
Режим работы электродвигателя S1
S1 – продолжительный режим работы. В этом режиме работа электродвигателя производиться с постоянной нагрузкой достаточно продолжительное время.
Другими словами, один раз включили электромотор и электромотор работает продолжительное время ( больше 10 минут)
Режим работы электродвигателя S6
S6 – перемежающийся режим работы. Последовательность одинаковых циклов работы двигателя, при которой каждый цикл состоит из периода работы с постоянной нагрузкой и периода холостого хода.
Тепловой режим двигателя в периоде работы с постоянной нагрузкой не достигает установившегося значения. Продолжительность нагрузки (ПН) 25, 20, 40 и 60%. Продолжительность одного цикла принимают равным 10 мин.
Относительная продолжительность нагрузки определяется по формуле ПН = N/(N+V) 100, где N – время работы, V-время холостого хода.
Мощность двигателя в режиме S6 есть пиковой мощностью, она больше мощности в режиме S1.
Рассмотрим пример. Однофазноный асинхронный электродвигатель АИРЕ80С4 1,5 кВт 1500 об/мин имеет на бирке режим работы: S6 – 60%. Это значит, что такой электродвигатель должен работать не более 6 минут под нагрузкой 1,5 кВт, а потом 4 минуты “холостого хода”.
Электродвигатель, у которого на бирке указан режим работы электродвигателя S6, можно эксплуатировать в режиме S1, но на меньших мощностях.
Для нашего примера однофазный электродвигатель АИРЕ80С4 в режиме S6 – 60% будет развивать мощность 1,5 кВт (что и указано на бирке), а в режиме S1 (то есть при постоянной работе) – примерно 1,2 кВт.
Удачной работы!
Александр Коваль
(067)1717147
Купуйте електродвигуни у нас. Ми допоможемо підібрати електродвигун під необхідні умови роботи.
Наш телефон : (067)1717147
Тематичні статті:
Асинхронні електродвигуни — навчальне відео, 1975 рік
Чи можна визначити потужність електродвигуна за діаметром валу
Як правильно підключити електродвигун до електричної мережі – інструкція
4 коментарі
Скажіть будь ласка, хочу поставити двигун білоруського производства АИРЕ80С2 у3 2,2квт 3000 об. на компрессор зил 130. Тойсть він буде працювати під нагрузкою постійно ну за 4 хвилини я думаю накачає , ну і не буде холостого ходу 6 хвилин.
Є смисл його ставити? не згорить?
Як я зрозумів, на компресорі електродвигун раніш не стояв. Якщо це так – то перевірка тільки експериментальним шляхом – справиться мотор чи ні.
В процесі роботи обов’язково контролюйте ток споживання електродвигуна. Якщо ток буде більше, ніж той, що написаний на шильдіку – то тоді мотор згорить через деякий час. Контролюйте ток або вручну амперметром (кліщами), або поставте захист – наприклад, магнітний пускач з тепловим реле, попередньо настройте поріг відключення теплового реле рівний номінальному току мотора ( http://wp.electrostal.com.ua/kak-podklyuchit-odnofaznyiy-elektrodvigatel-k-seti-220v-cherez-magnitnyiy-puskatel/ та http://wp.electrostal.com.ua/kak-podobrat-teplovoe-rele-dlya-zashhityi-elektrodvigatelya/ ). Але пускач з реле коштує гроші – для такого мотора десь до 1000 грн
Тому як на мене – варто підключити мотор до компресора, підключити мотор до електромережі, взяти кліщі, обхватити кліщами фазний провод, включити мотор – і побачите результат – якщо компресор почне працювати, дивіться на ток споживанн мотором – по току буде ясно як нагруженний мотор. Номинальний ток споживання вказано на шильнику мотора, по моему для 2,2 кВт – це десь в районі 14А.
Якщо мотор не запуститься – нічого страшного зазвичай не відбувається, – за пару секунд мотор не згорить. Правда, якщо в нього немає міжвиткового замикання.
А провірити це можна попередно запустити мотор на холостому ходу.
Отже, алгоритм експерименту слідуючий (як на мене):
1. Підключаемо електромотор до електромережі без підключення компрессора, тобто на холостому ходу, Включаємо, міряємо кліщами ток, перевіряємо напрям обертання валу, пересвідчуємось що з двигуном все гаразд
2. Далі підключаємо мотор до компресора. Включаємо. Якщо компресор запустився – міряємо ток, зрівнюємо з номінальним. Якщо ток меньше номінального – все оК (цей мотор може працювати в режимі S1 – але з потужністью 1,8кВт http://wp.electrostal.com.ua/kakoy-pravilno-vyibrat-elektrodvigatel/ )!
Якщо ток рівний – тоді 4 хвилини. Якщо компресор не запустився – значить потужності мотора маловато: або більш потужній мотор , або потрібно добавляти пусковий конденсатор. Якщо все таки запустився, але ток мотора перевищує номінальний – тоді і конденсатор не допоможе – потужності мотора для комперссора малувато. Наприклад, тоді потрібно китайські мотори на 3 кВт (споживають вони 18,2А). Або ж 3-х фазний…
Скажіть будь-ласка який потрібно двигун Білоруського виробника для потужного комбінованого верстата по дереву(рейсмус ширина вала 35 мм, фрезер ).
Режимы работы электродвигателей
Все электродвигатели, представленные в каталоге, имеют режим работы S1 в соответствии со европейскими стандартами.
НИже описаны различные режимы работы в соответсвии со стандартами CEI2-3/IEC 34-1.
Каждый режим обозначается буквой S, после которой ставится цифра от 1 до 9.
S1 — продолжительный режим — эксплуатация при постоянной нагрузке в течении времени N для достожения установившейся
температуры всех частей электродвигателя.
S2 — Кратковременный режим — эксплуатация при постоянной нагрузке в течение времени N, недостаточного для достижения
установившейся температуры всех частей электродвигателя. Сопровождается остановками двигателя на время, достаточное для
охлаждения машины до температуры не более чем на 2 градуса превышающей температуру окружающей среды.
S3 — Периодический повторно-кратковременный режим — последовательность идентичных циклов работы, каждый их которых
включает время работы при постоянной нагрузке N и время остановки R. Этот режим характеризуется тем, что при пуске не
оказывает влияния на температуру двигателя.
В этой формуле указано процентное соотношение периодичности, относительно указанного времени (обычно N+R=10 минут)
S4 — Периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов, последовательность идентичных циклов
работы, каждый из которых включает время пуска D, время работы при постоянной нагрузке N и время стоянки R
В данной формуле необходимо указывать число пусков в час.
S5 — Периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессови электрическим торможением, режим,
включающий в себя те же циклы, что и S4, с дополнительным циклом быстрого электрического торможения F.
Указания те же, что и к предыдуще формуле.
S6 — Перемежающийся режим работы — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы при
постоянной нагрузке N и время работы на холостом ходу. Время стоянки не включено.
Указание по формуле то же, что и для режима S3.
S7 — Перемежающийся режим работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением:
последовательность циклов такая же, как и в режиме работы S5, но без времени стоянки.
Относительная продолжительность включения = 100%
Указание по формуле как для режима S4
S8 — Периодический перемежающийся режим с периодически изменяющейся нагрузкой и частотой вращения:
последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы при постоянной нагрузке N, соответсвующей
заранее установленной частоте вращения электродвигателя.Сопровождается одним или несколькими периодами с другими
постоянными нагрузками N2, N3 и т.д. которые соответствуют разной частоте вращения электродвигателя. Время стоянки
Краткая характеристика этого режима — время эксплуатации при изменяющейся частоте вращения электродвигателя, например:
3000 об/мин, в течение 15 минут + 1500 об/мин в течение 10 минут и т.д.
S9 — Режим с непериодически изменяющейся нагрузкой и частотой вращения.
Режим включает частые нагрузки, которые могут преобладать над общей.
Графики режимов работы
Условные обозначения:
N — время работы при постоянной нагрузке,
R — время стоянки,
D — время пуска и ускорения,
F — время электрического торможения,
V — время работы на холостом ходу,
F1 F2 — время торможения,
N1 N2 N3 -время работы при постоянной нагрузке,
Qmax — максимальная температура, достигаемая во время цикла,
L — время работы с переменной нагрузкой
Ср — общая нагрузка
S — общее время работы с перегрузками