Как найти продолжительность включения

1. Продолжительность включения (пв). Пересчет мощности двигателя на стандартную пв. Проверка двигателя на нагрев и перегрузочную способность.

Относительная
продолжительность
включения (ПВ) – отношение времени
работы к времени цикла, взятое в процентах:

,

где: – продолжительность работы, с;

– продолжительность паузы, с.

Для двигателей с самовентиляцией, у
которых эффективность охлаждения
зависит от частоты вращения, при
определении расчетного значения
продолжительности включения ПВ необходимо
учитывать ухудшение охлаждения при
пуске и во время паузы
(остановки) введением коэффициентовипри расчете продолжительности цикла:

.

При пуске, торможении и
остановке для асинхронных двигателей
;;
Для двигателей постоянного тока;.

Если ине выделены на нагрузочной диаграмме,
продолжительность цикла определяют по
формуле:
,
где.

Действующим стандартом
преду­смотрены
номинальные повторно-кратковременные
режимы с ПВ 15, 25, 40 и 60 % (для продолжительного
ре­жима ПВ=100%). В
условном обозна­чении
величину ПВ указывают как
S3-40%.

При
необходимости выбора мощности двигателя
для других значений
,
например относительно ПВ=100%, следует
воспользоваться формулой:

.

При проверке по нагреву вычисляется
эквивалентные величины: момент, ток или
мощность и сравниваются с номинальными
величинами выбранного двигателя. Причем
считается, что двигатель проходит по
нагреву, если:
,,.

Где:

;

;

.

При проверке на перегрузочную способность
значение максимального момента на валу
двигателя за время цикла работы
сравнивается со значением номинального
момента двигателя, причем:

,

где:
– перегрузочная способность двигателя
(указывается в справочнике).

1. Механические характеристики двигателей постоянного тока последовательного возбуждения.

Рисунок 1 – Схема включения двигателя
постоянного тока последовательного
возбуждения.

Для двигателя последовательного
возбуждения уравнение механической
характеристики имеет вид:

И электромеханическая:

И имеет следующий вид:

Вид характеристики – гиперболический
– показывает, что при уменьшении момента
скорость двигателя неограниченно
возрастает. Физически это объясняется
условиями электрического равновесия:
при
,
а это, в связи с уменьшением,
возможно только при неограниченном
возрастанииw().
Реально, в связи с остаточным потоком,
скорость идеального Х.Х.,
но вследствие малой величинызначениенедопустимо велико. По мере возрастания
момента скорость снижается по
гиперболическому закону. Когда машина
насыщена характеристика становится
линейной.

Аналогичный вид имеет и электромеханическая
характеристика. Практически в области
номинальной нагрузки машина насыщается
и увеличение
вызывает увеличение Ф, поэтому
характеристики двигателя приближаются
к характеристикам двигателя независимого
возбуждения.

1. Способы торможения двигателей постоянного тока последовательного возбуждения.

Существует три способа торможения
двигателей постоянного тока
последовательного возбуждения:

1. Динамическое торможение с самовозбуждением;

2. Динамическое торможение с питанием
   сериесной обмотки от постороннего
   источника;

3. Торможение противовключением.

   1. Динамическое торможение с самовозбуждением.

Режим динамического торможения для
таких двигателей отличается от
аналогичного режима для двигателей
постоянного тока с независимым
возбуждением тем, что тормозной момент
зависит от потока, который зависит от
тока якоря. Следовательно, жесткость
характеристики, с уменьшением скорости
и ЭДС, будет уменьшаться (интенсивность
торможения не постоянна).

Достоинство данного метода состоит в
простоте исполнения.

Недостатки метода:

• При уменьшении скорости тормозной
  момент уменьшается значительно
  быстрее, чем скорость;

• При малых скоростях торможение
  получается малоэффективным.

Соседние файлы в папке Привод

• #
• #
• #

Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся

• S 1 – продолжительный режим работы электродвигателя;
• S 2 – кратковременный режим работы электродвигателя;
• S 3 – периодический повторно-кратковременный режим работы электродвигателя;
• S 4 – повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов;
• S 5 – Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов;
• S 6 – перемежающийся режим работы электродвигателя – последовательность циклов;
• S 7 – Перемежающийся режим работы электродвигателя с влиянием пусковых токов и электрическим торможением;
• S 8 — Периодический перемежающийся режим работы электродвигателя с периодически изменяющейся частотой вращения;
• S 9  — режим работы электродвигателя с непериодическими изменениями, нагрузки и частоты вращения;
• S10 — режим работы электродвигателя с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения;

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 t_p ) при постоянной нагрузке ( P ). При работе за определенное время (Δ t_p ) 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 2⁰С).

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 t_p – время работы двигателя; Δ t_R – время простоя, охлаждения; Ɵ_нагр1 – температура двигателя при максимальном охлаждении во время цикла; Ɵ_нагр2 – 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 t_d ), работа двигателя при постоянной нагрузке в течении (Δ t_p ), за эти промежутки времени машина не успевает достичь максимальной температуры (установившейся), а за время паузы (Δ t_R ) 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 t_F ).

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 t_V ) 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 t_d ), 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 t_d ), работы (Δ t _р) и торможения (Δ t_F ), 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.

• S 1 – продолжительный режим работы электродвигателя;
• S 2 – кратковременный режим работы электродвигателя;
• S 3 – периодический повторно-кратковременный режим работы электродвигателя;
• S 4 – повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов;
• S 5 – Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов;
• S 6 – перемежающийся режим работы электродвигателя – последовательность циклов;
• S 7 – Перемежающийся режим работы электродвигателя с влиянием пусковых токов и электрическим торможением;
• S 8 — Периодический перемежающийся режим работы электродвигателя с периодически изменяющейся частотой вращения;
• S 9  — режим работы электродвигателя с непериодическими изменениями, нагрузки и частоты вращения;
• S10 — режим работы электродвигателя с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения;

В этой статье:

• Что такое ПВ и как его рассчитать
• Что такое ПН и как его рассчитать
• В чем отличие
• Как устанавливается ПВ/ПН и примеры аппаратов
• Насколько важно значение ПВ/ПН
• Можно ли увеличить ПН/ПВ аппарата

Что такое ПВ и как его рассчитать

Аббревиатура ПВ расшифровывается как «продолжительность включения» сварочного аппарата. В таком случае питание на клеммы подается только после включения кнопки (на горелке), а без этого инверторный блок не испытывает нагрузки.

Оценить ПВ можно по следующей формуле:

Где:

tд – время горения дуги

tот –время отключения источника от сети

TцПВ – длительность одного полного цикла работы (сварка + отключение источника)

Что такое ПН и как его рассчитать

Аббревиатура ПН расшифровывается как «продолжительность нагрузки». Она относится к сварочному оборудованию, работающему на холостом ходу сразу после включения. А нагрузка возникает при замыкании полюсов (электрода и изделия с подключенной массой).

Оценить ПН можно по следующей формуле:

Где:

tд – время горения дуги

tх –время работы источника на холостом ходу

TцПН – длительность одного полного цикла работы (сварка + работа на холостом ходу)

В чем отличие

Если говорить техническим языком, то понятие продолжительности включения (ПВ) может быть только у полуавтоматов и аппаратов для аргоновой сварки, у которых электрическая дуга на конце горелки загорается после нажатия на кнопку. При отпускании кнопки включение прекращается.

У них напряжение удерживается на входе силовой части, а на клеммах его нет. Если просто коснуться проволокой об изделие, подключенное к массе, ничего не будет. Поэтому здесь производители указывают продолжительность именно включения.

Понятие продолжительности нагрузки (ПН) относится к сварочным трансформаторам, инверторам РДС и аппаратам для аргонодуговой сварки без высокочастотного поджига. Напряжение на клеммах возникает сразу после включения тумблера на корпусе. Поэтому продолжительность включения у них составляет 100%. А вот нагрузка возникает при замыкании полюсов (электрод касается изделия) и возбуждении дуги. После отрыва электрода аппарат снова переходит на холостой ход, оставаясь включенным и держа напряжение на выходе силовой части.

Но если не вдаваться в технические нюансы, то большинство продавцов под ПВ и ПН понимают одно и то же — сколько аппарат сможет варить без остановки. И им не важно, как он запускает дугу и что находится под напряжением после включения оборудования в сеть.

Как устанавливается ПВ/ПН и примеры аппаратов

Для определения продолжительности нагрузки у любых видов сварочных аппаратов используют методику, прописанную в ГОСТ Р МЭК 60974-1-2012. Согласно документу, испытания проводятся при температуре окружающего воздуха +40º С в течение 10 минут. Оборудование подключается в сеть, возбуждается электрическая дуга и засекается время, сколько аппарат сможет варить беспрерывно в течение 10 минут, пока сам не отключится из-за перегрева.

Например, у инвертора РДС БАРСВЕЛД Mini ARC-200 D указано в характеристиках ПН 35%. Это означает, что на максимальном токе 200 А получится варить 3.5 минуты, а 6.5 минут нужно давать аппарату остывать. Конечно, такая характеристика не означает, что инвертор отключится сразу на 31-й секунде четвертой минуты. Время уходит на смену электрода, отбивание шлака, смену положения, поэтому оборудование немного отдыхает в такие паузы и может варить 4-5 минут, но не более.

А вот у ТОРУС-200С ПН составляет 100%. На максимальном токе 220 А он варит без остановки 10 минут из 10-ти. По сути, им можно работать целый день на даче, при ремонте сельскохозяйственной технике, на стройке. Хотя к категории профессиональных он не относится.

Но некоторые недобросовестные производители указывают ПН или ПВ сварочных аппаратов завышенным. Так получается, поскольку испытания проводят с нарушениями, например, при температуре +20º С, а не +40º С, как того требует ГОСТ. В результате в характеристиках прописывается значение «ПВ 40%», но на деле параметры аппарата составляют ПВ 20%, ведь при повышении температуры окружающего воздуха он будет перегреваться быстрее.

Исходя из этого можно отметить, что:

Можно ли увеличить ПН/ПВ аппарата

Увеличить время продолжительности нагрузки сварочного аппарата можно путем установки на него водяного охлаждения. Это возможно в случае полуавтомата или инвертора TIG. Понадобится купить горелку с каналами для жидкостного охлаждения и внешний блок. В последнем предусмотрены:

Помпа запускает перемещение охлаждающей жидкости по каналам горелки. Тепло от сопла и кабеля передается в радиатор и выдувается во внешнюю среду. Благодаря этому продолжительность сварки на максимальном токе увеличивается.

У всех видов сварочного оборудования можно продлить ПН, снизив сварочный ток, если это позволяет толщина соединяемого металла. Например, у моделей на 160 А с ПВ 40%, продолжительность нагрузки будет около 60-80%, если установить силу тока 100 А. Тогда получится дольше варить без перегрева.

Популярные категории

Что такое ПВ сварочного аппарата

У любого сварочного аппарата есть одна важная характеристика — продолжительность включения, чаще можно встретить именно аббревиатуру «ПВ». Данная характеристика измеряется в процентах и является ничем иным, как отношением времени работы под нагрузкой к времени охлаждения. Все это замеряется при конкретной температуре окружающей среды.

По европейским стандартам ПВ должно указываться при 40°С и 5-минутном интервале.
По стандартам стран СНГ при 20°С и 10 минутах. В Беларуси в 95% случаев вы встретите показатель Продолжительности включения, рассчитанный именно при 20°С и 10 минутках.

Что же этот хитрый показатель означает

Если говорить о стандартах СНГ, то ПВ 70% означает, что сварочный аппарат будет работать непрерывно на максимальном токе 7 минут, остальные 3 ему необходимо отдыхать. Естественно, такая логика работает при температуре окружающей среды 20°С.

Если температура окружающей среды повышается, то ПВ снижается. То есть, если «за бортом» будет 50°С, то ПВ Вашего такого аппарата будет минимум вдвое меньше.

Если же мы имеем «заморский» сварочный аппарат, например Esab, то ПВ на этом аппарате считалась по-другому. Стандартные 30% для таких аппаратов рассчитаны при температуре 40°С, соответственно, в условиях белорусского лета, когда столбик термометра колеблется на отвертке 24-28°С, то значение ПВ можно смело умножать на 1.5-2. Таким образом, мы будем иметь около 5 минут из 10 или 2.5 минуты из 5 (если считать по стандартам ЕС)

Почему этот показатель важен

Не нужно иметь высшее техническое образование, чтобы понять, зачем показатель продолжительности включения вообще ввели.

• В первую очередь, он дает картину рабочего цикла. Если на улице 25°C или 30°C, а ПВ аппарата 20%, то Вы имеете менее 2 минут на сварочные работы на максимальном токе, остальные 8 Вам придется «курить» в стороне, ожидая, пока аппарат остынет. «Сварить» петли на заборе Вы не успеете и за половину дня.
• Во-вторых, этот показатель помогает выбрать между двумя сварочными аппаратами, которые имеют одинаковый максимальный ток. Наверняка модель с более высоким ПВ имеет лучшую систему охлаждения и «запас прочности» внутренних компонентов. Правда, эта логика работает только с аппаратами известных брендов, которые дорожат репутацией.

Почему этот показатель не важен

Неожиданный поворот сюжета, не правда ли? Увы, но после всего сказанного мы будем убеждать Вас, что не стоит обращать внимание на продолжительность включения при выборе сварочного аппарата.

На сегодняшний день ПВ стал маркетинговой уловкой. Многие производители в битве за потребителя идут на хитрости. Например, в каталогах легко можно найти сварочные аппараты с ПВ 80%, 90% и даже 100%. Как это возможно, спросите Вы? А все очень просто.

Указав ПВ 100% на сварочном аппарате производитель не говорит о том, при какой температуре делался замер.

Иногда можно встретить аппараты на 160А, где написано ПВ 100%, а ниже мелким шрифтом «при 100А». Честно ли это? Не думаю, так как принято указывать ПВ именно на максимальном токе.

Многие производители специально завышают ПВ, ведь никто правду все равно не узнает. Вы ведь не будете проверять этот показатель с помощью балластного реостата.

Вот 4 причины не обращать внимание на ПВ при выборе сварочного аппарата:

• показатель рассчитан для максимального тока. Будете ли Вы вообще хоть раз в жизни «варить» на максимальном токе, если у Вас аппарат на 200А или 250А? Да? Может еще и непрерывно? А однофазная сеть точно даст «реальные» 200А? Ох, как сомневаюсь.
• нужно ли Вам вообще высокое ПВ? Примите во внимание тот факт, что электрод горит в среднем 40-50 секунд. В условиях климатической зоны Беларуси даже с ПВ 30-40% Вы никогда не почувствуете дискомфорта в работе.
• необходимые перерывы. В процессе сварки Вам нужно проверять качество шва, зачищать его. Даже паузы в 20-30 секунд достаточно, чтобы аппарат успевал охладится.
• ложные сведения. Если в инструкции четко не прописано, по каким стандартам производился замер ПВ, то этот показатель наверняка завышен.

Нужно понимать, что данная статья больше касается бытового использования. На производстве мыслят совершенно другими категориями и подбирать сварочный аппарат нужно будет, исходя из конкретных потребностей.

ПВ также будет важен, если Вы планируете «резать» большое количество металла, хотя для таких целей лучше использовать плазменный резак или болгарку.