III. Chuẩn bị dụng cụ và thiết bị
b. Các phương trình cân bằng nhiệt
Giả thiết động cơ là một vật thể đồng nhất, nhiệt độ giống nhau ở mọi điểm và dẫn truyền nhiệt tức thời (hệ số dẫn nhiệt rất lớn). Nhiệt lượng sinh ra ở động cơ trong thời gian dt là: dt (J), nhiệt lượng này chia làm hai phần: Phần nhiệt lượng làm cho động cơ nóng lên là C.d (C: Nhiệt dung của động cơ, tức là nhiệt lượng cần thiết làm cho động cơ nóng lên 10c (J/0C)), : Nhiệt sai (nhiệt độ chênh lệch giữa động cơ và môi trường(0C). ). Phần nhiệt lượng từ động cơ toả ra môi trường trong khoảng dt: A. . dt (A: Hệ số toả nhiệt, nhiệt lượng mà động cơ toả ra môi trường trong 1 đơn vị thời gian khi chênh lệch giữa nhiệt độ động cơ và nhiệt độ môi trường là10C(w/0C)); A phụ thuộc vào điều kiện làm mát của động cơ, nếu làm mát tốt thì A lớn.
Vậy, phương trình cân bằng nhiệt: .dt = Cd + Adt (1).
Dùng phương pháp phân ly biến số, giải (1) với , điều kiện đầu: t=0, = bđ ta có nghiệm: =ôđ (1 - e-t/ )(2).
ôđ = A P
: Nhiệt sai ổn định ; : Hằng số thời gian đốt nóng : = (thực chất, nghiệm là: = ôđ + (bđ- ôđ). e-t/, nhưng tại t = 0 có bd = 0: t0 động cơ = t0môi trường) => = ôđ (1 - e-t/).
Đây là phương trình biểu diễn đường cong phát nóng của động cơ.
Khi đang làm việc với một nhiệt sai nào đó, nếu cắt động cơ khỏi nguồn điện thì động cơ sẽ nguội dần. Lúc này, nguyên nhân sinh ra nhiệt của động cơ chỉ còn là lượng mất mát do ma sát rất nhỏ nên xem nhiệt lượng phát ra: Q=0
(ôđ =0) => = bđ .e-t/.
Đây là phương trình biểu diễn đường cong nguội lạnh của động cơ.
Chú ý: bđ trong quá trình nguội lạnh chính là ôđ trong quá trình phát nóng. Từ đó, ta xây dựng được đường cong phát nóng và nguội lạnh:
6.1.2.Các chế độ làm việc của truyền động điện
Để tiến hành chọn công suất động cơ điện dựa theo chế độ nhiệt của động cơ, người ta phân loại các chế độ làm việc của động cơ: