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.
Режимы работы электродвигателя
В характеристиках электродвигателя часто можно увидеть такой пункт: «режим работы» и далее непонятные буквы и цифры. Что же такое режимы работы, какие они бывают, от чего зависят, какой режим работы у асинхронных электродвигателей «ТМ Мотор», какой режим работы асинхронного двигателя самый универсальный и какой электродвигатель лучше подойдет именно вам? Давайте разбираться…
Сразу оговоримся, что параметр «режим работы» регламентируется по ГОСТ 183-74 и является единым для всех производителей.
Нет хороших или плохих (лучше/хуже) режимов работы. Все зависит от того как часто вам нужно включать/выключать электродвигатель в течении часа.
(S1) Продолжительный режим работы – работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех её частей.
(S2) Кратковременный режим работы – работа машины при неизменной нагрузке в течении времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2 0 С превышающей температуру окружающей среды.
(S3) Повторно-кратковременный режим работы – последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которые машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды. Потери при пуске не оказывают влияние на температуру частей машины.
(S4) Повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов – последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время пуска, достаточно длительное для того, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей машины, время работы при постоянной нагрузке, за которые машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.
(S5) Повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением – последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает достаточно длительное время пуска, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, время быстрого электрического торможения и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.
(S6) Перемежающийся режим работы – последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и время работы на холостом ходу, причем длительность этих периодов такова, что температура машины не достигает установившегося значения.
(S7) Перемежающийся режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением – последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение. Режим не содержит пауз.
(S8) Перемежающийся режим с периодично изменяющейся частотой вращения – последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время с неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или несколько периодов при других постоянных нагрузках, каждой из которых соответствует своя частота вращения (например, этот режим реализуется при переключении числа пар полюсов асинхронного двигателя). Режим не содержит пауз.
Итак, подводя итог, мы видим, что выбор электродвигателя с конкретным режимом работы зависит от конкретных обстоятельств. На каком оборудовании будет установлен двигатель? Как часто вы будете его включать выключать (число включений/выключений в минуту)?
Если ваше оборудование работает постоянно и включается/выключается всего несколько раз за день, то вам, скорее всего, подойдёт режим работы S1. Если же вам нужны частые пуски, например, у вас кран-балка, пилорама или лебедка, то вам подойдет двигатель с режимом работы S2 (крановые). Компания «МНП Промэлектро» Новая Каховка производит асинхронные электродвигатели с режимом работы S1. Также у нас есть линейка двигателей с режимом работы S2. При необходимости, мы можем предложить покупателю электродвигатели с любым режимом работы.
Если вам сложно выбрать из огромной линейки электродвигателей торговой марки «ТМ Мотор» или вам сложно определиться с вашим режимом работы, просто обратитесь к любому нашему менеджеру за телефонами на сайте.
Надеемся эта статья была вам полезна. Заходите чаще на наши сайты. Мы постоянно обновляем наш обучающий и познавательный контент.
Описание параметра «Типовой режим работы электродвигателя»
Режим — обусловленная нагрузка (нагрузки), которой (которым) подвергается машина, включающая, если это необходимо, периоды пуска, электрического торможения, холостого хода и состояния покоя, а также их продолжительность и порядок чередования во времени.
Типовой режим — продолжительный, кратковременный или периодический режимы, включающие одну или несколько нагрузок, остающихся неизменными в течение указанного промежутка времени, или непериодический режим, в течение которого нагрузка и частота вращения изменяются в установленном диапазоне.|
В ГОСТ 28173-89 систематизированы режимы, в которых работают электрические двигатели.
Типовыми режимами являются следующие:
| Типовой режим | График | Описание |
|---|---|---|
| S1 |  |
Продолжительный режим — режим работы с постоянной нагрузкой и продолжительностью, достаточной для достижения теплового равновесия |
| S2 |  |
Кратковременный режим — режим работы с постоянной нагрузкой в течение определенного времени, недостаточного для достижения теплового равновесия, за которым следует состояние покоя в течение времени, достаточного для того, чтобы температура машины сравнялась с температурой охлаждающей среды с точностью до 2 К |
| S3 |  |
Периодический кратковременный режим — последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода работы с постоянной нагрузкой и периода покоя. В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия. |
| S4 |  |
Периодический кратковременный режим с пусками — последовательность одинаковых рабочих циклов, включающих достаточно длительный период пуска, период работы с постоянной нагрузкой и период покоя. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия. |
| S5 |  |
Периодический кратковременный режим с электрическим торможением — последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода пуска, периода работы с постоянной нагрузкой, периода быстрого электрического торможения и периода покоя. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия. |
| S6 |  |
Периодический непрерывный режим с кратковременной нагрузкой — последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода работы с постоянной нагрузкой и периода холостого хода. Период покоя отсутствует. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия. |
| S7 |  |
Периодический непрерывный режим с электрическим торможением — последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода пуска, периода работы с постоянной нагрузкой и периода электрического торможения. Период покоя отсутствует. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия. |
| S8 |  |
Периодический непрерывный режим с одновременным изменением нагрузки и частоты вращения — последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из периода работы с постоянной нагрузкой, соответствующей заданной частоте вращения, за которым следует период или несколько периодов работы с другими постоянными нагрузками, соответствующими различным частотам вращения (которые достигаются, например, изменением числа полюсов в случае асинхронных двигателей). Период покоя отсутствует. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия. |
| S9 |  |
Режим с непериодическими изменениями нагрузки и частоты вращения — режим работы, при котором нагрузка и частота вращения обычно изменяются неперио-дичсски в пределах допустимого рабочего диапазона. Этот режим часто включает перегрузки, которые могут значительно превышать полную нагрузку (или полные нагрузки) |
Предупреждение
Для загрузки документа зарегистрируйтесь или зайдите в свой аккаунт.
Режимы работы электродвигателей
Режимы работы электродвигателей – это определенный порядок чередования периодов, который характеризуется:
- продолжительностью и величиной нагрузки;
- условиями охлаждения;
- частотой пуска и отключений;
- частотой реверса;
- соотношениями потерь в периоды установившегося движения и пуска.
Так как существует множество режимов, выпуск двигателей для каждого из них нецелесообразен, поэтому серийные двигатели проектируются согласно ГОСТ для работы в восьми номинальных режимах. Номинальные данные содержатся в паспорте электродвигателя. Оптимальное функционирование агрегата гарантируется при его эксплуатации при номинальной нагрузке и в номинальном режиме.
Основные режимы работы электродвигателей
Существуют три основных (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный) и пять дополнительных режимов работы, условно маркированных согласно международной классификации S1-S8. Отечественные электромашиностроительные заводы в обязательном порядке включают номинальные данные на основные режимы в каталоги и паспорт агрегата.
Продолжительный режим (S1) предусматривает длительный и беспрерывный рабочий период, во время которого двигатель нагревается до установившейся температуры. Он может «подразделяться» на два вида:
- Режим с постоянной нагрузкой (без изменения температуры в период работы). В нем функционируют двигатели конвейеров, электроприводы вентиляторов и насосов.
- Режим с изменяющейся нагрузкой (температура поднимается или падает с изменением нагрузки). Он используется при работе металлорежущих, деревообрабатывающих и прокатных станков.
Кратковременный режим работы электродвигателя (S2) характеризуется непродолжительным рабочим периодом (по стандартам 10, 30, 60, 90 минут) без нагрева двигателя до установившейся температуры с последующим его охлаждением во время паузы до температуры окружающей среды. В этом режиме действуют электроприводы запорных устройств (вентилей, шлюзов, заслонок и т.д.). В паспорте двигателя указывается продолжительность рабочего периода (например, S2 – 60 мин.).
Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя (S3) – режим, при котором в течение рабочего периода нагрев двигателя не достигает установившейся температуры, а во время паузы не происходит охлаждения до температуры окружающей среды. Он характеризуется непрерывным чередованием периодов работы под нагрузкой и вхолостую. Так функционируют электроприводы подъемных кранов, экскаваторов и лифтов, то есть устройств, действующих циклично.
Дополнительные режимы работы электродвигателей
Дополнительные режимы обозначены маркерами S4-S8. Они введены для более удобного эквивалентирования произвольных режимов и расширения номенклатуры номинальных режимов.
S4 – повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов. Каждый цикл работы включает в себя:
- длительный период пуска, в течение которого пусковые потери оказывают влияние на температуру узлов агрегата;
- период функционирования при постоянной нагрузке без нагрева до устоявшейся температуры;
- паузу, во время которой не предусмотрено охлаждение двигателя до температуры окружающей среды.
S5 – повторно-кратковременный режим с электрическим торможением. В цикл работы входят:
- долгое время пуска;
- время работы при постоянной нагрузке без нагрева до устоявшейся температуры;
- период быстрого электрического торможения;
- период работы вхолостую без охлаждения до температуры окружающей среды.
S6 – перемежающийся режим работы. Цикл работы состоит из:
- периода функционирования с постоянной нагрузкой;
- паузы.
В течение обоих периодов температура двигателя не достигает установившегося значения.
S7 – перемежающийся режим с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов. В каждый цикл включены:
- длительный период пуска;
- время действия машины с постоянной нагрузкой;
- быстрое электрическое торможение.
Паузы данным режимом не предусмотрены.
S8 – перемежающийся режим с разными частотами вращения (2 или более). В цикл входят периоды:
- работы с неизменной частотой вращения и постоянной нагрузкой;
- работы при других неизменных нагрузках, причем каждой из них соответствует определенная частота вращения.
Как и предыдущий, этот режим не содержит пауз.
Если вы знаете характеристики работы электродвигателей, вам не составит труда выбрать агрегат, оптимально подходящий для ваших целей. Указанная в каталогах мощность двигателя предусматривает его эксплуатацию в нормальных условиях в режиме S1 (если это не двигатель с повышенным скольжением). Превышение мощности при режиме S2 допустимо не более чем на 50% в течение 10 минут, 25% в течение 30 минут и 10% в течение 90 минут.