На каких оборотах лучше ездить чтобы продлить ресурс двигателя?

Чем вредна высокая частота вращения коленвала?

Манера езды «тапку в пол» подразумевает постоянное раскручивание коленчатого вала до 5–8 тыс. оборотов за минуту и позднее переключение скоростей, когда от шума двигателя буквально звенит в ушах. Чем чреват данный стиль вождения, кроме создания аварийных ситуаций на дороге:

Эксплуатация автомобиля «на разрыв» имеет дополнительный негативный эффект, связанный с качеством дорожного покрытия. Движение на большой скорости по неровным дорогам буквально убивает элементы подвески, причем в кратчайшие сроки. Достаточно влететь колесом в глубокую выбоину – и передняя стойка согнется либо треснет.

Общее техническое состояние автомобиля, в том числе его двигателя, системы охдаждения, трансмиссии и многое другое, всегда можно проверить с помощью персонального ODB-II автосканера. Одним из лучших представителей данного рода устройств является сканер корейской сборки Scan Tool Pro Black Edition.

Помимо точной диагностики всех узлов и агрегатов автомобиля, автосканер способен в режиме реального времени отображать обороты, давление масла, показания со всех датчиков и т.д. Сканер совместим с большинством автомобилей имеющих ODB-II разъём и довольно прост в эксплуатации. Информацию о состоянии вашего авто всегда можно вывести на любое устройство под управлением iOS, android или windows.

Мощность и КПД (eta) электродвигателя

Существует прямая связь между мощностью, потребляемой электродвигателем от сети, мощностью на валу электродвигателя и гидравлической мощностью, развиваемой насосом.

При производстве насосов используются следующие обозначения этих трёх различных типов мощности.

P1 (кВт) Входная электрическая мощность насосов — это мощность, которую электродвигатель насоса получает от источника электрического питания. Мощность P! равна мощности P2, разделённой на КПД электродвигателя.

P2 (кВт) Мощность на валу электродвигателя — это мощность, которую электродвигатель передает на вал насоса.

Р3 (кВт) Входная мощность насоса = P2, при условии, что соединительная муфта между валами насоса и электродвигателя не рассеивает энергию.

Р4 (кВт) Гидравлическая мощность насоса.

Нелинейная нагрузка

Имеет особенность в том, что напряжение и ток не пропорциональны. К нелинейной нагрузке относятся телевизоры, музыкальные центры, настольные электронные часы, компьютеры и его компоненты. Сама нелинейность обусловлена тем, что данное электронное устройство использует импульсные блоки питания. Для подзарядки конденсатора, которые стоят в импульсном блоке питания, достаточно вершины синусоиды.

В остальное время энергию из сети конденсатор не потребляет. В этом случае ток имеет импульсное качество. К чему это все приводит? Это приводит к тому, что синусоида искажается. Но не все электронные устройства работают с искаженной синусоидой. Эта проблема решается за счет применения стабилизаторов двойного преобразования, где сетевое питание преобразуется в постоянное. Затем из постоянного преобразуется в переменное нужной формы и амплитуды.

Задымление при различных параметрах нагрузки

В дизельных движках, имеющих неисправности, чрезмерное задымление выхлопных газов образуется из-за изменения режима скорости и нагрузки. Существуют три вида задымления по цветам:

• чёрный — масса веществ углерода, образующаяся из-за чрезмерного обогащения заряда работы. Это возникает за счёт уменьшения скорости, повышенных нагрузок и сильных форсировок;
• белый — вещества горючего, которые не успели сгореть. Обычно бывает у непрогретого мотора;
• голубой – углеводород не успевает сгорать и выходит с отработанными газами.

Задымление чаще происходит, если нагрузка не превышает пятьдесят процентов. Если переваливает за этот предел, то задымление прекращается. При проведении различных опытов было доказано, что дым голубого цвета не присутствует у дизельных двигателей с четырёхтактной фазой. В таких движках дым только чёрного цвета.

Высокие обороты

Сказанное выше может подтолкнуть на мысль о том, что двигатель лучше хорошо раскручивать, нежели недокручивать. Это позволит при необходимости получать быструю отдачу от двигателя при нажатии педали газа.

Да, обгонять и совершать манёвры действительно лучше при высоких оборотах. Но тут всё достаточно условно и неоднозначно. Если постоянно крутить мотор выше нормы, тогда можно столкнуться с некоторыми проблемами.

В любом случае на автомобиле есть тахометр. На тахометре отображена зона оборотов зелёного и красного цвета. Приближаясь максимально к красной зоне или оказываясь в ней, обороты считаются повышенными.

При активной работе мотора на высоких оборотах увеличивается нагрузка на все узлы и системы. Повышается температура ДВС, растёт нагрузка на систему охлаждения. Двигатель быстрее изнашивается и может перегреться.

Эксплуатация в условиях повышенных оборотов заставляет тщательнее выбирать моторное масло и чаще его менять. Даже высококачественная синтетика под нагрузкой и при высоких постоянных температурах быстро теряет свои смазывающие и защитные свойства, она не справляется с защитой деталей мотора. Отсюда износ и проблемы с ДВС.

Момент электродвигателя

Мощность связывает вращающий момент с частотой вращения, чтобы определить общий объём работы, который должен быть выполнен за определённый промежуток времени.

Рассмотрим взаимодействие между вращающим моментом, мощностью и частотой вращения, а также их связь с электрическим напряжением на примере электродвигателей Grundfos. Электродвигатели имеют одну и ту же номинальную мощность как при 50 Гц, так и при 60 Гц.

Это влечёт за собой резкое снижение вращающего момента при 60 Гц: частота 60 Гц вызывает 20%-ное увеличение числа оборотов, что приводит к 20%-ному уменьшению вращающего момента. Большинство производителей предпочитают указывать мощность электродвигателя при 60 Гц, таким образом, при снижении частоты тока в сети до 50 Гц электродвигатели будут обеспечивать меньшую мощность на валу и вращающий момент. Электродвигатели обеспечивают одинаковую мощность при 50 и 60 Гц.

Графическое представление вращающего момента электродвигателя изображено на рисунке.

Иллюстрация представляет типичную характеристику вращающий момент/частота вращения. Ниже приведены термины, используемые для характеристики вращающего момента электродвигателя переменного тока.

Пусковой момент (Мп): Механический вращающий момент, развиваемый электродвигателем на валу при пуске, т.е. когда через электродвигатель пропускается ток при полном напряжении, при этом вал застопорен.

Минимальный пусковой момент (Ммин): Этот термин используется для обозначения самой низкой точки на кривой вращающий момент/частота вращения электродвигателя, нагрузка которого увеличивается до полной скорости вращения. Для большинства электродвигателей Grundfos величина минимального пускового момента отдельно не указывается, так как самая низкая точка находится в точке заторможенного ротора. В результате для большинства электродвигателей Grundfos минимальный пусковой момент такой же, как пусковой момент.

Блокировочный момент (Мблок): Максимальный вращающий момент — момент, который создаёт электродвигатель переменного тока с номинальным напряжением, подаваемым при номинальной частоте, без резких скачков скорости вращения. Его называют предельным перегрузочным моментом или максимальным вращающим моментом.

Вращающий момент при полной нагрузке (Мп.н.): Вращающий момент, необходимый для создания номинальной мощности при полной нагрузке.

Расчет максимального падения давления при движении звена ГДЗС от поста безопасности до конечного места работы, кгс/см2 – Р max, пад:

Расчет производится по каждому газодымозащитнику.

P₁ вкл – P₁ оч = P₁ пад – падение давления у первого газодымозащитника;

P₂ вкл – P₂ оч = P₂ пад – падение давления у второго газодымозащитника;

P₃ вкл – P₃ оч = P₃ пад – падение давления у третьего газодымозащитника,

где:

P₁ вкл – P₁ оч – значения давлений при включении и по прибытии к очагу пожара (месту работы) соответственно первого газодымозащитника;

P₂ вкл и Р₂ оч – значения давлений при включении и по прибытии к очагу пожара (месту работы) соответственно второго газодымозащитника;

Рз вкл и Рз оч – значения давлений при включении и по прибытии к очагу пожара (месту работы) соответственно третьего газодымозащитника.

Можно ли снять нагрузку?

Следует дать движку прогреться достаточным образом, в это же время перемещается планка, которая регулирует впрыск горючего и контролирует тормоз, показания мотора выводятся на максимальные значения оборотов коленвала при выбранном режиме скорости. Итоговый режим соответствует предельной мощности при конкретных оборотах. Через небольшой отрезок времени после регулировки оборотов стоит измерить следующее:

• отработанные газы, масло, показания температуры воды;
• силу тормоза и момента вращения;
• показания оборотов коленвала;
• время затрат выбранной дозы горючего.

После всего проделанного с помощью регулирования тормоза оставляют выбранную частоту оборотов, уменьшают впрыск горючего с помощью планки топливного шланга, переходят к дальнейшему этапу и делают необходимые измерения. За счёт последовательного снижения подачи горючего и при определённом количестве оборотов образуется некоторое количество точек нагрузки. Рассчитывают оптимальную нагрузочную характеристику.

Если статья оказалась полезной, напишите нам об этом.

Перерывы питания при самозапуске

Время перерыва питания при самозапуске состоит из времён:

• снижения напряжения до величины срабатывания уставки
• отключения рабочего выключателя
• уставка АВР
• включения выключателя резервного питания

Перерыв питания при отключении рабочего источника питания действием быстродействующих защит или ошибочном отключении ввода персоналом допускается не более 0,7с.

Перерыв питания при отключении рабочего источника питания действием его максимальной токовой защитой допускается не более 1,5с.

Перерыв питания при отключении рабочего трансформатора СН действием МТЗ, установленной на стороне высшего напряжения допускается не более 2,0с.

Перерыв питания при отключении выключателя рабочего питания действием его защитой минимального напряжения допускается не более 3,5с. Этот перерыв допускается в основном для электростанций с поперечными связями.

Более длительные перерывы питания должны быть подтверждены расчетом и экспериментальными проверками, а также утверждены главным инженером электростанции с утверждением соответствующим документом.

Время самозапуска должно сокращаться за счет:

1. Уменьшения до минимально возможного значения величины выдержек времени МТЗ основных трансформаторов.
2. Исключения лишних ступеней выдержек времени защит.
3. Пуска АВР непосредственно от блок-контактов отключающегося выключателя.
4. Пуска АВР действием ЗМН секций с уставкой по напряжению порядка 0,25 номинального напряжения и выдержкой равной выдержке максимальной защиты ввода рабочего питания секции.
5. Применения более быстродействующих вакуумных и элегазовых выключателей

При экспериментальной проверке самозапуска нормальной будет считаться следующая продолжительность:

1. 35с – для электростанций среднего давления (по условиям предельного нагрева основных электродвигателей).
2. 25с – для электростанций высокого давления с поперечными связями по пару (по условиям устойчивого режима работы котельных агрегатов).
3. 20с – для блочных электростанций с агрегатами мощностью выше 150МВт (по условиям сохранения технологического режима блока).

Согласно ПТЭ, время перерыва питания, определяемое выдержками технологических и резервных электрических защит, должно быть не более 2,5с. В порядке исключения допускается большее время перерыва питания, если обеспечивается самозапуск электродвигателей, который должен быть подтвержден расчетно-экспериментальным путем.

Как на самом деле помочь мотору

Нужно в хорошую сухую погоду выехать на свободную прямолинейную многополосную трассу (а лучше магистраль) и ехать при оборотах двигателя выше 5000 в минуту на протяжении хотя бы получаса, а лучше часа. Для этого при скорости порядка 100 км/ч нужно ехать на четвертой передаче (если коробка механическая). На машине с автоматом выберите ручной режим управления и переключитесь на одну или две передачи ниже. Не бойтесь переборщить — электроника не даст вам загнать стрелку тахометра слишком далеко в красную зону. Агрегаты не пострадают.

С вариаторами все то же самое. Переводим селектор коробки в позицию ручного управления виртуальными передачами. Подбором передачи добиваемся работы двигателя на оборотах не ниже 5000 об/мин. И не удивляйтесь большому расходу топлива на этом отрезке пути — все же чистка и продувка мотора того стоит.

Словом, в этом мифе есть изрядная доля правды. Двигателю полезно иногда поработать в предельном режиме. Так надо ездить хотя бы раз за пару тысяч километров пробега. Стритрейсерам и прочим любителям «летать» на запредельных скоростях эти рекомендации ни к чему — вы и так изрядно нагружаете свой двигатель, и моторы у вас изнашиваются по другим причинам. Все эти рекомендации — для водителей, исповедующих спокойный стиль езды, но желающих продлить срок службы двигателя. Оценить увеличение ресурса напрямую невозможно, но вы сами почувствуете пользу от такой процедуры. Конечно, проводить ее надо на уже походившем автомобиле, с пробегом за 30 000 км, но если первая зима настанет раньше, чем вы накатаете такие цифры на одометре, то «прожарка» масла потребуется по фактической погоде.

Источник

Соответствие электродвигателя нагрузке

Если нужно определить, отвечает ли вращающий момент определённого электродвигателя требованиям нагрузки, Вы можете сравнить характеристики скорости вращения/вращающего момента электродвигателя с характеристикой скорости вращения/ вращающего момента нагрузки. Вращающий момент, создаваемый электродвигателем, должен превышать потребный для нагрузки вращающий момент, включая периоды ускорения и полной скорости вращения.

Характеристика зависимости вращающего момента от скорости вращения стандартного электродвигателя и центробежного насоса.

Если мы посмотрим на характеристику , то увидим, что при ускорении электродвигателя его пуск производится при токе, соответствующем 550% тока полной нагрузки.

Когда двигатель приближается к своему номинальному значению скорости вращения, ток снижается. Как и следовало ожидать, во время начального периода пуска потери на электродвигателе высоки, поэтому этот период не должен быть продолжительным, чтобы не допустить перегрева.

Очень важно, чтобы максимальная скорость вращения достигалась как можно точнее. Это связано с потребляемой мощностью: например, увеличение скорости вращения на 1% по сравнению со стандартным максимумом приводит к 3%-ному увеличению потребляемой мощности

Потребляемая мощность пропорциональна диаметру рабочего колеса насоса в четвертой степени.

Уменьшение диаметра рабочего колеса насоса на 10% приводит к уменьшению потребляемой мощности на (1- (0.9 * 0.9 * 0.9 * 0.9)) * 100 = 34%, что равно 66% номинальной мощности. Эта зависимость определяется исключительно на практике, так как зависит от типа насоса, конструкции рабочего колеса и от того, насколько вы уменьшаете диаметр рабочего колеса.

Нагрузка насосов и типы нагрузки электродвигателя

Выделяют следующие типы нагрузок:

Постоянная мощность

Термин «постоянная мощность» используется для определённых типов нагрузки, в которых требуется меньший вращающий момент при увеличении скорости вращения, и наоборот. Нагрузки при постоянной мощности обычно применяются в металлообработке, например, сверлении, прокатке и т.п.

Постоянный вращающий момент

Как видно из названия — «постоянный вращающий момент» — подразумевается, что величина вращающего момента, необходимого для приведения в действие какого- либо механизма, постоянна, независимо от скорости вращения. Примером такого режима работы могут служить конвейеры.

Переменный вращающий момент и мощность

«Переменный вращающий момент» — эта категория представляет для нас наибольший интерес. Этот момент имеет отношение к нагрузкам, для которых требуется низкий вращающий момент при низкой частоте вращения, а при увеличении скорости вращения требуется более высокий вращающий момент. Типичным примером являются центробежные насосы.

Вся остальная часть данного раздела будет посвящена исключительно переменному вращающему моменту и мощности.

Определив, что для центробежных насосов типичным является переменный вращающий момент, мы должны проанализировать и оценить некоторые характеристики центробежного насоса. Использование приводов с переменной частотой вращения обусловлено особыми законами физики. В данном случае это законы подобия, которые описывают соотношение между разностями давления и расходами.

Во-первых, подача насоса прямо пропорциональна частоте вращения. Это означает, что если насос будет работать с частотой вращения на 25% больше, подача увеличится на 25%.

Во-вторых, напор насоса будет меняться пропорционально квадрату изменения скорости вращения. Если частота вращения увеличивается на 25%, напор возрастает на 56%.

В-третьих, что особенно интересно, мощность пропорциональна кубу изменения скорости вращения. Это означает, что если требуемая частота вращения уменьшается на 50%, это равняется 87,5%-ному уменьшению потребляемой мощности.

Итак, законы подобия объясняют, почему использование приводов с переменной частотой вращения более целесообразно в тех областях применения, где требуются переменные значения расхода и давления. Grundfos предлагает ряд электродвигателей со встроенным частотным преобразователем, который регулирует частоту вращения для достижения именно этой цели.

Так же как подача, давление и мощность, потребная величина вращающего момента зависит от скорости вращения.

На рисунке показан центробежный насос в разрезе. Требования к вращающему моменту для такого типа нагрузки почти противоположны требованиям при «постоянной мощности». Для нагрузок при переменном вращающем моменте потребный вращающий момент при низкой частоте вращения — мал, а потребный вращающий момент при высокой частоте вращения — велик. В математическом выражении вращающий момент пропорционален квадрату скорости вращения, а мощность — кубу скорости вращения.

Это можно проиллюстрировать на примере характеристики вращающий момент/частота вращения, которую мы использовали ранее, когда рассказывали о вращающем моменте электродвигателя:

Когда электродвигатель набирает скорость от нуля до номинальной скорости, вращающий момент может значительно меняться. Величина вращающего момента, необходимая при определённой нагрузке, также изменяется с частотой вращения. Чтобы электродвигатель подходил для определённой нагрузки, необходимо чтобы величина вращающего момента электродвигателя всегда превышала вращающий момент, необходимый для данной нагрузки.

В примере, центробежный насос при номинальной нагрузке имеет вращающий момент, равный 70 Нм, что соответствует 22 кВт при номинальной частоте вращения 3000 мин-1. В данном случае насосу при пуске требуется 20% вращающего момента при номинальной нагрузке, т.е. приблизительно 14 Нм. После пуска вращающий момент немного падает, а затем, по мере того, как насос набирает скорость, увеличивается до величины полной нагрузки.

Очевидно, что нам необходим насос, который будет обеспечивать требуемые значения расход/напор (Q/H). Это значит, что нельзя допускать остановок электродвигателя, кроме того, электродвигатель должен постоянно ускоряться до тех пор, пока не достигнет номинальной скорости. Следовательно, необходимо, чтобы характеристика вращающего момента совпадала или превышала характеристику нагрузки на всём диапазоне от 0% до 100% скорости вращения. Любой «избыточный» момент, т.е. разница между кривой нагрузки и кривой электродвигателя, используется как ускорение вращения.

S2 – кратковременный номинальный режим работы электродвигателя

График изменения мощности P на валу электродвигателя, момента M, потерь мощности ΔP и перегрева τ для кратковременного номинального режима работы S2.

Этот режим работы характеризуется чередованием периодов с неизменной нагрузкой с периодами отключения двигателя.

В этом режиме за время работы t_р превышение температуры двигателя достигает τдоп, а за время отключения t электродвигатель остывает до температуры окружающей среды. Если в этом режиме использовать электродвигатель, рассчитанный на длительный режим работы, то при кратковременном режиме работы в конце рабочего периода t_р превышение температуры не достигает допустимого значения, то есть электрический двигатель будет недоиспользован по нагреву, а, следовательно, и по мощности. Для полного использования по нагреву двигатель необходимо перегрузить по мощности на валу. Другими словами, для кратковременного режима работы надо выбрать двигатель меньшей мощности. Чтобы количественного оценить перегрузку двигателя и его перегрев используются коэффициенты термической и механической перегрузок.

Коэффициентом термической перегрузки называется отношение потерь при кратковременном режиме работы к потерям при номинальном режиме работы.

p_т = Δp_кр/Δp_н = (τ_уст/τ_доп)·(1 – e-t/Tн)

Коэффициент термической перегрузки изменяется по экспоненциальному закону.

Определяется коэффициент термической перегрузки с помощью зависимости коэффициента термической перегрузки от относительной продолжительности рабочего режима t_р/T_н. В справочных данных приводятся универсальные зависимости коэффициентов термической и механической перегрузок.

Зависимости коэффициентов термической p_т и механической p_м перегрузок при кратковременном режиме работы электродвигателя от относительной длительности его рабочего периода t_р/T_р.

Коэффициент механической перегрузки p_м – отношение мощности при кратковременном режиме к мощности при номинальном.

p_м = P_кр/P_н

Коэффициенты термической и механической перегрузки связаны между собой функцией:

p_м = √p_т

Коэффициенты механической и термической перегрузки зависят от отношения постоянных потерь к переменным потерям в номинальном режиме.

a = k/v_н

Если из типовых характеристик определить коэффициент термической перегрузки при отношении рабочего времени к номинальному при t_р/T_н = 0,4÷0,3, то он будет лежать в пределах p_м = 2÷2,5.

Все электродвигатели рассчитываются на перегрузку по моменту в 2,5÷3 раза. Отсюда следует, что при отношении рабочего времени к нагреву t_р/T_н = 0,3÷0,4 машина будет работать с допустимой перегрузкой.

Все части: | 2 |

Вакансии в Иваново

Активная нагрузка

К устройствам с активной нагрузкой причисляются нагревательные приборы (утюги, электроплиты, лампы накаливания, электрические чайники). Подобные приборы вырабатывают тепло и свет. Они не содержат индуктивности и емкости. Активная нагрузка преобразовывает электроэнергию в свет и тепло.

Реактивная нагрузка содержит емкость и индуктивность. Данные параметры имеют качество собирать энергию, а потом отдавать ее в сеть. Примером может служить электродвигатель, электрическая мясорубка, бытовой инструмент (пылесос, кухонный комбайн). То есть, все устройства, которые содержат электродвигатели.