如今,在我们的生活中,电机几乎无处不在,从航天、轮船、汽车到生活中的洗衣机、风扇、吸尘器、电动机器人等等。几乎在所有应用场景中都会用到电机,并由驱动装置来控制它们。
但是几乎不同种类的电机运行时间都不相同。有些电动机始终处于运行状态,而有些电机在工作周期内运行时间很短或者周期内交替运行。所以,以此为基础,引入了电机工作制的概念。
电机工作制实际就是说电机运行的工作状态,比如是连续运行或短时运行或间歇运行。
为了更加直观的了解电机的工作制,我们可以把电机的工作周期分为起动、负载、制动、空载、休息等时间段,以及阶段的持续时间和先后顺序。(实际负载包含起动、负载、制动、空载,这里为了便于说明)
一、工作制的类型
电机的工作制根据电机工作运行时间的长短大致可分为3类:
1.连续工作制是指电机在额定电压和额定负载下可以持续运行,不必停止运转。通常用户在未表明工作制时,制造厂应认定是连续工作制。
2.周期工作制是指电机在额定条件下只能断续运行, 即电机在工作一段工作时间后需要“休息”。通常会通过暂载率来表示,即在一个周期内,电机持续负载运行时间与周期之比的百分数,一般有四种:15%、25%、40%和60%。
例如,暂载率40%运行的电机,在10分钟的一个周期内是4分钟工作6分钟“休息”,如此循环交替运行。如果电机的运行超过暂载率,就可能过载而损毁。
3.短时工作制是指电机在额定条件下,只能在限定的时间内运行,工作周期短,停止周期长。当电机在额定负载下运行的时间达到了规定时间,就必须停止运行,只有冷却后才能重新起动。
超过了规定时间继续运行, 电动机就可能过热而损坏。电机短时运转的持续时间标准有四种:10/30/60/90min。
二、工作制的划分
IEC60034-1中划分了10种电机工作制并对其进行了特征描述,每类工作制对电机承受负载情况都有相关说明,包括启动、电制动、空载、断能停转以及阶段的持续时间和先后顺序。
IEC60034是所有电机标准中最主要的标准之一,对应中国标准的GBT755。
S1连续工作制
在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定,一直运行下去也会热稳定,所以没什么需要达到的参数。
其中:P—负载功率;Pv—电气损耗;θ—温度;θmax—达到的最高温度;t—时间
该工作制表明,电机能够运行足够长的时间,且温度达到一个稳定值,S1工作制的电机常用于工厂的控制驱动器,压缩机,输送机等。
S2短时工作制
在恒定负载下按给定的时间运行,该时间不足以达到热稳定,随之即断能停转足够长的时间,使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K以内。
其中:P—负载功率;θ—温度;t—时间;Pv—电气损耗;θmax—达到的最高温度;Δtp—恒定负载运行时间
在这种工作制中,电机运行时间非常短,加热时间远低于冷却时间。因此,在再次运行之前,电机会先预热至环境温度。这种工作制的电机常见于起重机,家用电器驱动器,阀门控制器等。
S3断续周期工作制
按一系列未达到热平衡状态的相同的工作周期运行,每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段停机间隔(断能停转时间)。负载持续率为恒定负载运行时间与负载周期之比。
其中:P—负载功率;θ—温度;Pv—电气损耗;θmax—达到的最高温度;t—时间;Tc —负载周期;Δtp—恒定负载运行时间;ΔtR—停机和断能时间;负载持续率= Δtp / Tc—负载周期
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