[發明專利]連續工作制三相感應電動機在S3工作制下額定容量的確定方法

有效

• 申請號: 201910753269.X
• 申請日: 2019-08-15
• 公開（公告）號: CN110429892B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 夏云彥;杜皓;溫嘉斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02P23/14
• 分類號: H02P23/14;H02P29/60
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

連續工作制三相感應電動機在S3工作制下額定容量的確定方法，屬于電動機控制技術領域，解決S1工作制三相感應電動機在S3工作制下額定功率難以合理確定的問題。技術要點：步驟1：判定電機過載運行時的起動能力；步驟2：確定電機內損耗；步驟3：確定電機內溫升限值，保證過載運行時電機溫升不超過此溫升；步驟4：計算S3工作制下電機的溫升；根據電機在S3工作制下的負載持續率及電機內損耗的分布情況，對電機三維溫度場計算模型施加周期性載荷，計算電機在特定負載持續率下電機內最高溫升隨運行時間的變化情況；步驟5：獲取S3工作制下電機溫升隨輸出功率的變化規律，為電機在S3工作制下運行時額定容量的確定提供直觀的依據。

技術領域

本發明涉及一種三相感應電動機在S3工作制下額定容量的確定方法，具體涉及一種連續工作制三相感應電動機在S3工作制下運行時，電機額定容量的確定方法，屬于電動機控制技術領域。

背景技術

三相感應電動機的負載工作制分為連續(S1)、短時(S2)和斷續周期(S3)等負載工作制。三相感應電動機應用廣泛，在其拖動系統中，電機帶負載運行的需求多種多樣。三相感應電動機通常具有較大的熱容量，允許短時過載運行，以實現較大的功率輸出。若能保證一臺電動機在多種負載工作制下的安全可靠運行，可大大提高生產效率。但實際應用中難以確定一臺電機在不同負載工作制下可輸出的額定功率，若所帶負載不合理，輕則使電機利用不充分或者發熱，重則燒毀電機。

發明內容

本發明的目的是提供一種連續工作制三相感應電動機在S3工作制下額定容量的確定方法，為保障S1工作制電機在S3工作制下的安全可靠運行提供依據。不同工作制下電機容量的確定主要受電機溫升的影響，在保證電機起動能力的前提下，根據電機過載運行時電機內的損耗情況，對電機在S3工作制、不同負載持續率下電機的溫升進行計算，獲得不同負載持續率下，電機輸出功率對電機溫升的影響規律，從而實現電機在S3工作制下額定輸出功率快速、合理的確定。以解決S1工作制三相感應電動機在S3工作制下額定功率難以合理確定的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，具體步驟為：

步驟1：判定電機過載運行時的起動能力；

根據電機負載情況計算整個起動過程中電機電磁轉矩，保證起動過程中電磁轉矩大于負載轉矩，避免堵轉，并保證過載能力；

步驟2：確定電機內損耗；

根據電機電阻、電抗參數及繞組內的電流值，獲取電機定子繞組及轉子導條損耗(I²R)；根據電機內磁場分布，確定鐵心損耗；

步驟3：確定電機內溫升限值；

對S1工作制下額定運行時電機的溫升進行計算，獲取電機內最高溫升值，并以此值作為電機在S3工作制下過載運行的溫升限值，保證過載運行時電機溫升不超過此溫升；

步驟4：計算S3工作制下電機的溫升；

根據電機在S3工作制下的負載持續率及電機內損耗的分布情況，對電機三維溫度場計算模型施加周期性載荷，計算電機在15％、25％、40％和60％負載持續率下電機內最高溫升隨運行時間的變化情況；

步驟5：獲取S3工作制下電機溫升隨輸出功率的變化規律；

根據不同過載程度下電機溫升的計算結果，獲取電機在15％、25％、40％和60％負載持續率下，電機溫升隨輸出功率的變化規律，為電機在S3工作制下運行時額定容量的確定提供直觀的依據。

進一步地：步驟4中，所述的電機三維溫度場計算模型包括定子繞組及鐵心、氣隙、轉子導條及鐵心；其中，定子繞組、轉子導條及定子鐵心為電機內主要發熱源。