Постоянная времени нагрева двигателя

- характеризует его тепловую инерцию и в общем случае определяется:

С – теплоемкость машины;

А – теплоотдача.

Тепловой режим работы двигателя определяется соотношением между продолжительностью работы t_p и паузы t_п.

При работе двигателя под нагрузкой в нем возникают потери энергии, выделяющейся в виде тепла и создающие нагрев двигателя.

Рассматривая двигатель как однородное тело с единой постоянной времени нагрева можно использовать упрощенную методику теплообмена двигателя с окружающей средой.

Пусть потери в двигателе за единицу времени =Q, тогда количества тепла, выделяющегося в нем за время dt, расходуется на обмен с окружающей средой с поверхности S на повышение температуры τ на dτ.

Этот процесс выражается дифференциальным уравнением вида:

(36)

где G – масса двигателя;

C – удельная теплоемкость;

λ – коэффициент теплоотдачи на С разности температур на 1 см² поверхности двигателя.

Интегрирование уравнения (36) дает равенство вида:

(37)

– полная теплоотдача;

– начальная температура двигателя;

Т – постоянная времени нагрева двигателя.

Величины С и λ приняты постоянными, хотя в действительности они зависят и от диапазона температур, и от скорости вращения, и от некоторых других условий.

Эти факторы нарушают линейность процесса нагрева двигателя и, если принять , то:

Можно записать, что

(38)

Если , то

(39)

Повышение температуры двигателя происходит по экспоненциальному закону.

t	T	2T	3T	4T	5T
	0.632	0.865	0.95	0.982	0.995

Т. е. двигатель достигает конечной установившейся температуры за 3-4 постоянных времени с момента включения с погрешностью 2-5%.

Для периода охлаждения приток тепла Q=0, тогда уравнение приобретает вид:

(40)

откуда

Постоянная времени нагрева (и охлаждения) можно характеризовать следующими величинами:

1) Электрические двигатели закрытого типа Т=3ч.

2) Электрические двигатели с самовентиляцией при работе Т=1ч.

3) Электрические двигатели при остановке Т=2ч.

4) Электрические двигатели с искусственной вентиляцией Т=40мин.

Для сравнения: постоянная времени трансформатора Т_транс=4ч.

При испытаниях электрических машин на нагрев температура считается установившейся, если ее повышение за один час не превосходит С.