Режим работы s1 электродвигателя что это

15

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 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 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 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.

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

Режим работы s1 электродвигателя что это

Рассмотрим различные режимы работы электродяивгателя в соответствии со стандартами СЕI 2-3 / IЕС 34-1. Каждый режим обозначается буквой S, после которой ставится цифра от 1 до 9.

• S1 — Продолжительный режим: эксплуатация при постоянной нагрузке в течение времени N для достижения 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°С превышающей температуру окружающей среды.
• S3 — Периодический повторно-кратковременный режим: последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при постоянной нагрузке N и время остановки R. Этот режим характеризуется тем, что при пуске не оказывается влияние на температуру двигателя. Относительная продолжительность включения=N/(N+R)*100 (%). В данной формуле указано процентное отношение периодичности относительно указанного времени (обычно N+R=10 мин)
• 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. Относительная продолжительность включения=(D+N)/(D+N+R)*100 (%). В данной формулле необходимо указывать число пусков в час.
• S5 — Периодический повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением: режим, включающий в себя те же циклы, что и S4 с дополнительным циклом быстрого электрического торможения F. Относительная продолжительность включения=(D+N+F)/(D+N+F+R)*100 (%). Указание по этой формуле то же самое, что и для режима S4.
• S6 — Перемежающийся режим работы: последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы при постоянной нагрузке N и время работы на холостом ходу V. Время стоянки не включено. Относительная продолжительность включения=N/(N+V)*100 (%). Указание по этой формуле то же самое, что и для режима S3.
• S7 — Перемежающийся режим работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением: последовательность циклов такая же, каки в режиме работы S5, но без времени стоянки. Относительная продолжительность включения=100%. Указание по этой формуле то же самое, что и 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. соответствующей заранее установленной частоте вращения электродвигателя. Сопровождается одним или несколькими периодами с другими постоянными нагрузками N2, N3 и т.д.,которые соответствуют разной частоте вращения двигателя. Время стоянки отсутствует. Краткая характеристика этого режима — время эксплуатации при изменяющейся частоте вращения электродвигателя, например: 3000 об/мин в течение 15минут+1500 об/мин в течение 10 минут и т.д.
• S9 — Режим с не периодически изменяющейся нагрузке и частоте вращения: режим, при котором нагрузка и частота вращения изменяется не периодично. Этот режим включает частые перегрузки, которые могут преобладать над общей нагрузкой (L — время работы при изменяющейся нагрузке, S — время работы при перегрузках, Ср — общая нагрузка).

Тип режима работы указан на шильдике электродвгателя.

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

Обозначение режимов работы электродвигателя по ГОСТ Р 52776-2007

В станках используют самые разные электродвигатели: они устанавливаются на шпиндель, приводят в движение оси, конвейеры удаления стружки или выгрузки деталей. Эти двигатели работают в разных режимах — продолжительно или кратковременно, под нагрузкой или же вхолостую. В зависимости от параметров работы различают 10 номинальных режимов работы электродвигателя. Они описаны в ГОСТ Р 52776-2007 и обозначаются от S1 до S10.

Разберем каждый из этих режимов подробнее.

Номинальные режимы работы двигателей в станках

S1 – продолжительный режим работы двигателя

Он характеризуется постоянной нагрузкой в течение длительного времени, при этом электродвигатель прогревается до неизменной рабочей температуры. Ниже приведены три графика, которые показывают, как нагружается двигатель, как меняются потери и температура.

Р – нагрузка. На графике видно, что двигатель испытывает постоянную нагрузку с самого начала цикла.

Рэ – потери энергии, которые неизбежно возникают при преобразовании электрической энергии в механическую. В случае с электродвигателем это электрические потери, которые можно рассчитать по формуле:

Где riv – сопротивление обмотки двигателя, а Ii – это сила тока, протекающего по этой обмотке. Значения этих переменных получают путём измерений.

Потери рассчитывают для каждой обмотки двигателя отдельно, а общие потери двигателя определяют как сумму потерь всех его обмоток. На графике видно, что потери не изменяются при постоянной нагрузке, так как сопротивление на обмотках электродвигателя тоже не изменяется.

Θmax – это максимальная температура электродвигателя. Этот параметр можно получить путём измерений. На графике видно, что после определенного времени работы электродвигателя с постоянной нагрузкой температура в дальнейшем не меняется — охлаждение двигателя компенсирует тепловыделение.

S2 – кратковременный режим работы двигателя

В таком режиме электродвигатель работает определенное время (Δtp), после чего его останавливают, чтобы он остыл до температуры окружающей среды.

Как и в предыдущем режиме, нагрузка и потери остаются неизменными на всем протяжении времени Δtp. За это время двигатель нагревается до температуры Θmax, после чего останавливается. Величина Δtp нормируется — она может быть равна 15, 30, 60 и 90 минутам. При указании режима работы S2 необходимо указывать Δtp, например, S2 60 мин.

S3 – повторно кратковременный режим работы

Этот режим работы характеризуется повторяющимися рабочими циклами с постоянной нагрузкой, прерывающимися на определенное время (Δtотк), за которое двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды.

Величина Т – это цикл включения от пуска до пуска, который также включает время остановки двигателя.

Этот режим характеризуется продолжительностью включения в процентном соотношении и рассчитывается по формуле

Продолжительность включения также является нормируемой величиной и может принимать значения 15, 25, 40 и 60%.

S6 – перемежающийся режим работы электродвигателя

Этот режим работы характеризуется попеременной работой на вхолостую и под нагрузкой. В перемежающемся режиме двигатель не останавливается.

На графике отмечено время работы с постоянной нагрузкой Δtp, время работы в холостом режиме Δtо и время цикла Т.

Также можно заметить, что электрические потери при отсутствии нагрузки уменьшаются, что связано с уменьшением сопротивления катушек электродвигателя.

Так же как и S3, перемежающийся режим характеризуется продолжительностью включения в процентном соотношении, которое рассчитывается по формуле:

Как было сказано выше, этот параметр нормированный и всегда указывается с продолжительностью включения, например S6 60%.

Перечисленные режимы являются основными, которые используются для двигателей станков. Существуют также другие режимы.

Другие номинальные режимы работы электродвигателей

S4 – повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов. В таком режиме пуск двигателя происходит достаточно продолжительное время и влияет на изменение его температуры.

S5 – повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов и торможением. Этот режим включает в себя достаточно длительное время пуска, которое влияет на его температуру, время работы с постоянной нагрузкой, время торможения и время полной остановки двигателя.

S7 – перемежающийся режим работы двигателя с влиянием пусковых процессов и торможения. Данный режим работы двигателя характерен отсутствием остановки двигателя, режимом работы с постоянной нагрузкой, режимом работы без нагрузки, длительным процессом пуска, влияющим на его температуру, а так же торможением.

S8 – перемежающийся режим работы двигателя с периодически изменяющейся частотой вращения. Так же, как и предыдущий режим не содержит остановок двигателя, но содержит цикл работы с постоянной нагрузкой на заданной частоте вращения, за которым следует один или более циклов при других постоянных нагрузках и другой частоте вращения.

S9 – режим работы электродвигателя с непериодическими изменениями нагрузки и частоты вращения. В отличие от режима S8, в данном режиме смена нагрузки и частоты вращения происходит непериодически. Для такого режима работы характерны перегрузки.

S10 – режим работы электродвигателя с дискретными постоянными нагрузками и частотами вращения. Этот режим работы с непостоянными нагрузками и частотой вращения, которые сохраняются достаточно длительное время, чтобы температура достигла неизменной величины. При этом нагрузка может достигать нулевого значения (холостой ход или режим покоя).

Соответствие режима работы двигателя его применению в станке

Режимы работы S1, S2, S3 и S6 подходят для двигателей шпинделя, поэтому в характеристиках станка часто указывают параметр мощности и момента для этих режимов.

В режиме S1 двигатель может длительное время работать с допустимой нагрузкой, его температура будет стабильна и перегрева двигателя не произойдет. Современные фрезерные станки с ЧПУ часто используют для обработки сложных фасонных поверхностей. Такая обработка может длиться очень долго, поэтому двигатель шпинделя должен быть приспособлен для работы в этом режиме.

При операциях сверления листового материала шпиндель станка работает в режиме S2 с постоянными остановка, так как после завершения операции требуется замена готовой детали на заготовку. За это время температура двигателя шпинделя успевает снизиться до температуры окружающей среды. Таким образом, двигатель шпинделя сверлильного станка должен иметь номинальный режим работы S2.

Во время выполнения операции торцевого фрезерования электродвигатель шпинделя работает в режиме S3, так как при движении инструмента в материале двигатель будет работать с нагрузкой, а во время перемещений инструмента в точку резания двигатель работает в холостом режиме, но при этом не успевает остыть до температуры окружающей среды.

Бывают ситуации, при которых толщина удаляемого материала неравномерна. Это приводит к дискретным нагрузкам на двигатель шпинделя. Использование функции постоянной скорости резания на токарных станках приводит к изменению частоты вращения в зависимости от диаметра обработки, что также приводит к неравномерной нагрузке и изменению частоты вращения. Эти ситуации полностью соответствуют режиму S6.

Указанные режимы работы двигателя должны быть предусмотрены производителями станков. Неправильно подобранные электродвигатели не позволят использовать станок максимально эффективно.

Если у вас появились вопросы, специалисты Центра инженерно-технологической поддержки портала СТАНКОТЕКА на них ответят.