Электропривод автомобиля защита от воздействия окружающей среды

Электропривод автомобиля защита от воздействия окружающей среды

Защита электрических машин от воздействия окружающей среды

Под понятием «степень защиты электрических машин» подразумевается защита обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими или вращающимися частями, находящимися внутри машин, и защита от попадания внутрь твердых, посторонних тел и воды. Принятые в СССР нормы защиты электротехнического обору-

дования, в том числе электрических машин, базируются на Публикации МЭК 529 (издания 1976 г.), которой соответствует ГОСТ 14254-80.

По этому ГОСТ буквенно-цифровое исполнение состоит из латинских букв IP и двух цифр. Первая цифра характеризует степень защиты персонала от соприкосновения с токоведущими или вращающимися частями, находящимися внутри машины, а также степень защиты самой машины от попадания в нее твердых посторонних тел; вторая цифра — степень защиты от проникновения воды внутрь машины.

Установленные стандартом степени защиты приведены в табл. 2.7 и 2.8.

Стандарт допускает при необходимости указывать с помощью дополнительной прописной буквы латинского алфавита в ТУ или в ГОСТ на конкретные серии и типы машин дополнительные данные. Эта буква должна следовать за цифрами в обозначении степени защиты.

Буквы S , М и W должны использоваться только со следующими значениями:

S — испытано на проникновение воды, когда изделие не работает (например, неподвижная машина);

М — испытано на проникновение воды, когда изделие работает (например, вращающаяся машина);

W (следует сразу после букв IP ) — изделие с таким обозначением предназначено для использования в особых климатических условиях при осуществлении дополнительных мер защиты в конструкции изделия или при эксплуатации.

Отсутствие дополнительных букв означает, что изделие соответствует данной степени защиты во всех нормальных условиях работы.

Если для изделия требуется указать степень защиты только одной цифрой, то пропущенная цифра заменяется буквой X , например IPX 5. ГОСТ 14254-80 устанавливает также и методы испытаний на соответствие степени защиты.

Применительно к электрическим машинам допустимые степени защиты установлены ГОСТ 17494-72, стандарт учитывает требования Публикации МЭК 34-5 и является ограничительным по отношению к ГОСТ 14254-80. Допустимые данным ГОСТ для электрических машин степени защиты приведены в табл. 2.9.

Для отдельных видов электрических машин допускаются степени защиты IP 57 и IP 58. ГОСТ 17494-72 не распространяется на

Таблица 2.7. Степени защиты обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями электротехнических изделий и от попадания твердых тел внутрь

Таблица 2.8. Степени защиты электротехнических изделий от проникновения воды

электрические машины, предназначенные для работы во взрывоопасной среде и в особых климатических условиях (например, тропи-

ческих, при воздействии влажности, инея, химических реагентов, плесневых грибков и т. д.).

Первая цифра условного обозначения

Степень защиты

Специальная защита отсутствует Защита от проникновения внутрь оболочки большого участка поверхности человеческого тела, например руки, и от проникновения твердых тел размером свыше 50 мм

Защита от проникновения внутрь оболочки пальцев или предметов длиной не более 80 мм и от проникновения твердых тел размером свыше 12 мм Защита от проникновения внутрь оболочки инструментов, проволоки и т. д. диаметром или толщиной более 2,5 мм и от проникновения твердых тел размером более 1,0 мм Защита от проникновения внутрь оболочки проволоки и от проникновения твердых тел размером более 1 мм Проникновение внутрь оболочки пыли не предотвращено полностью. Однако пыль не может проникать в количестве, достаточном для нарушения работы изделия Проникновение пыли предотвращено полностью

Вторая цифра условного обозначения

Степень защиты

Защита отсутствует Защита от капель воды: капли воды, вертикально падающие на оболочку, не должны оказывать вредного воздействия на изделие

Защита от капель воды при наклоне оболочки до 15°: капли воды, вертикально падающие на оболочку, не должны оказывать вредного воздействия на изделия при наклоне его оболочки на любой угол до 15° относительно нормального положения

Защита от дождя: дождь, падающий на оболочку под углом 60° от вертикали, не должен оказывать вредного воздействия на изделие Защита от брызг: вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не должна оказывать вредного воздействия на изделие

Защита от водяных струй: струя воды, выбрасываемая в любом направлении на оболочку, не должна оказывать вредного воздействия на изделие Защита от волн воды: вода при волнении не должна попадать внутрь оболочки в количестве, достаточном для повреждения изделия

Защита при погружении в воду: вода не должна проникать в оболочку, погруженную в воду, при определенных условиях давления и времени в количестве, достаточном для повреждения изделия

Защита при длительном погружении в воду: изделия пригодны для длительного погружения в воду при условиях, установленных изготовителем

Таблица 2.9. Степени защиты электрических машин

Источник статьи: http://www.sinref.ru/000_uchebniki/00850_energetica/008_Spravochnik_po_elektricheskim_mashinam_kopa_1988/013.htm

Как выбрать электродвигатель по степени защиты

Для обеспечения безопасности объекта и людей, работающих на нем, необходимо знать, как выбрать электродвигатель по степени защиты. Двигатели, как и любое другое электрооборудование, систематизируются по степени защиты и взрывобезопасности согласно правилам, установленным Международной Электротехнической Комиссией. В разных странах маркировка может обозначаться различными символами, но принцип систематизации везде одинаковый. В РФ степень защиты определяется согласно ГОСТ 14254-80.

Выполнение электродвигателей по способу защиты от окружающей среды

Степень защиты маркируется на шильдике латинскими буквами IP и двумя цифрами либо литерой Х, если она не определена. Существуют 7 степеней защиты от попадания внутрь жестких частиц (0-6) и 9 степеней от попадания воды (0-8). Двигатели подразделяются на следующие категории:

• Защищенного выполнения. Препятствием от попадания в механизм посторонних предметов (кроме капель воды, пыли, волокон и т.п.) служат перфорированные щитки или сетки, установленные на подшипниковых щитах. Они также предотвращают случайные прикосновения к токоведущим и вращающимся частям.
• Брызгозащищенного выполнения. Они имеют приспособление, не пропускающее внутрь капли, падающие вертикально или под углом 45 градусов.
• Закрытого выполнения. От проникновения пыли, волокон и брызг воды внутреннюю часть механизма защищает оболочка. Ребристая поверхность корпуса способствует быстрому охлаждению.
• Пылезащищенного выполнения. На двигатель устанавливается специальная уплотненная оболочка, препятствующая попаданию в механизм мелкой пыли.
• Закрытого обдуваемого выполнения. Воздух для обдувания внешних поверхностей агрегата подается с установленного снаружи механизма вентилятора, который защищен кожухом.
• Продуваемого выполнения. Внутренний механизм охлаждается инертным газом или воздухом, поступающим по трубам от вентилятора (собственного или установленного).
• Герметичного выполнения. Узлы двигателя защищены от любого воздействия окружающей среды изоляцией с очень высокой степенью плотности.

Климатическое выполнение двигателей

Согласно ГОСТ 15150-69 двигатели имеют климатические критерии, в соответствии с которыми они предназначаются для эксплуатации в:

• умеренном климате (У/N);
• прохладном климате (ХЛ/NF);
• тропическом сухом климате (ТС/ТА);
• тропическом влажном климате (ТВ/ТН);
• умеренном морском климате (М);
• любых районах моря (ОМ);
• любых климатических районах, кроме моря, включая реки и озера (O/U);
• любых макроклиматических районах суши и моря (В).

Категории размещения двигателей

По категории размещения двигатели бывают следующего исполнения:

• для работы на открытом воздухе;
• для работы в помещении с влажностью и температурой, приближенными к уличным;
• для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, без искусственного регулирования климата;
• для работы в закрытых помещениях с искусственно регулируемым климатом;
• для работы в помещениях с повышенным уровнем влажности.

Взрывозащищенное выполнение двигателей

Взрывозащищенность подразумевает защиту окружающей среды от возможности взрыва двигателя вследствие перегрева, искрения и т.д. Всего есть три уровня взрывозащищенности:

• 0 – для абсолютно взрывобезопасного оборудования;
• 1 – для агрегатов, взрывобезопасных при обычном режиме работы и при повреждениях;
• 2 – для двигателей, взрывобезопасных только при обычном режиме эксплуатации.

Перед тем, как выбрать электродвигатель по степени защиты, следует четко определить условия, в которых он будет использоваться.

Источник статьи: http://www.szemo.ru/press-tsentr/article/kak-vybrat-elektrodvigatel-po-stepeni-zashchity/

Электропривод вспомогательного электрооборудования автомобиля

Тенденции развития различных систем автомобиля, связанные с повышением экономичности, надежности, комфорта и безопасности движения, приводят к тому, что роль электрооборудования, в част­ности электропривода вспомогательных систем, неуклонно возрас­тает. В настоящее время даже на грузовых автомобилях устанав­ливается минимум 3-4 электродвигателя, а на легковых — 5 и более, в зависимости от класса.

Электроприводом называется электромеханическая система, со­стоящая из электродвигателя (или нескольких электродвигателей), передаточного механизма к рабочей машине и всей аппаратуры для управления электродвигателем. Основными устройствами автомобиля, где находит применение электропривод, являются отопители и вентиляторы салона, предпусковые подогреватели, стекло- и фаро­очистители, механизмы подъема стекол, антенн, перемещения сиде­ний и др.

Требования, предъявляемые к электродвигателям, устанавливае­мым в том или ином узле автомобиля, обусловлены режимами рабо­ты этого узла. При выборе типа двигателя необходимо сопоставить условия работы привода с особенностями механических характеристик различных видов электродвигателей. Принято различать естественную и искусственную механические характеристики двигателя. Первая соответствует номинальным условиям его включения, нормальной схеме соединений и отсутствию каких-либо добавочных элементов в цепях двигателя. Искусственные характеристики получаются при изменении напряжения на двигателе, включении добавочных элементов в цепи двигателя и соединении этих цепей по специальным схемам.

Структурная схема электронной системы управления подвеской

Одним из наиболее перспективных направлений в развитии электропривода вспомогательных систем автомобиля является со­здание электродвигателей мощностью до 100Вт с возбуждением от
постоянных магнитов. Применение постоянных магнитов позволяет в значительной мере повысить технико-экономические показатели электродвигателей: уменьшить массу, габаритные размеры повысить КПД. К преимуществам следует отнести отсутствие обмотки возбуждения, что упрощает внутренние соединения, повышает надежность электродвигателей. Кроме того, благодаря независимомувозбуждению все электродвигатели с постоянными магнитами могут быть реверсивными.

Принцип действия электрических машин с постоянными магнитами аналогичен общеизвестному принципу действия машин с электромагнитным возбуждением — в электродвигателе взаимодейст­вие полей якоря и статора создает вращающий момент. Источник магнитного потока в таких электродвигателях — постоянный магнит. Полезный поток, отдаваемый магнитом во внешнюю цепь, не явля­ется постоянным, а зависит от суммарного воздействия внешних размагничивающих факторов. Магнитные потоки магнита вне сис­темы электродвигателя и в электродвигателе в сборе различны. Причем для большинства магнитных материалов процесс размаг­ничивания магнита необратим, так как возврат из точки с меньшей индукцией в точку с большей индукцией (например при разборке и сборке электродвигателя) происходит по кривым возврата, не сов­падающим с кривой размагничивания (явление гистерезиса). По­этому при сборке электродвигателя магнитный поток магнита стано­вится меньше, чем он был перед разборкой электродвигателя.

В связи с этим важным преимуществом используемых в авто­тракторной промышленности оксидно-бариевых магнитов является не только их относительная дешевизна, но и совпадение в определенных пределах кривых возврата и размагничивания. Но даже в них при сильном размагничивающем воздействии магнитный по­ток магнита после снятия размагничивающих воздействий стано­вится меньше. Поэтому при расчете электродвигателей с постоян­ными магнитами очень важен правильный выбор объема магнита, обеспечивающего не только рабочий режим электродвигателя, но и стабильность рабочей точки при воздействии максимально возмож­ных размагничивающих факторов.

Электродвигатели предпусковых подогревателей. Предпуско­вые подогреватели используются для обеспечения надежного пуска ДВС при низких температурах.. Назначение электродвигателей это­го типа — подача воздуха для поддержания горения в бензиновых подогревателях, подача воздуха, топлива и» обеспечение циркуляции жидкости в дизелях.

Особенностью режима работы является то, что при таких тем­пературах необходимо развивать большой пусковой момент и функ­ционировать непродолжительное время. Для обеспечения этих тре­бований электродвигатели предпусковых подогревателей выполня­ются с последовательной обмоткой и работают в кратковременном и повторно-кратковременном режимах. В зависимости от температур­ных условий электродвигатели имеют различную продолжитель­ность включения: при минус 5. минус 10 «С не более 20 мин; при минус 10. минус 2.5 °С не более 30 мин; при минус 25. минус 50 °С не более 50 мин.

Номинальная мощность большинства электродвигателей в пред­пусковых подогревателях составляет 180 Вт, частота их вращения равна 6500 мин» 1 .

Электродвигатели для привода вентиляционных и отопитель­ных установок. Вентиляционные и отопительные установки предна­значены для обогрева и вентиляции салонов легковых автомобилей, автобусов, кабин грузовых автомобилей и тракторов. Действие их основано на использовании тепла двигателя внутреннего сгорания, а производительность в значительной степени зависит от характерис­тик электропривода. Все электродвигатели такого назначения пред­ставляют собой двигатели длительного режима работы, эксплуа­тируемые при температуре окружающей среды минус 40. +70 °С. В зависимости от компоновки на автомобиле отопитель­ной и вентиляционной установок электродвигатели имеют разное направление вращения. Эти электродвигатели одно- или двухскоростные в основном, с возбуждением от постоянных магнитов. Двухскоростные электродвигатели обеспечивают два режима работы отопительной установки. Частичный режим работы (режим низшей скорости, а следовательно, и низшей производительности) обеспечи­вается за счет дополнительной обмотки возбуждения.

Кроме отопительных установок, использующих тепло ДВС, на­ходят применение отопительные установки независимого действия. В этих установках электродвигатель, имеющий два выходных вала, приводит во вращение два вентилятора, один направляет холодный воздух в теплообменник, а затем в отапливаемое помещение, другой подает воздух в камеру горения.

Применяемые на целом ряде моделей легковых и грузовых ав­томобилей электродвигатели отопителей имеют номинальную мощ­ность 25-35 Вт и номинальную частоту вращения 2500-3000 мин 1 .

Электродвигатели для привода стеклоочистителъных устано­вок. К электродвигателям, используемым для привода стеклоочис­тителей, предъявляются требования обеспечения жесткой механи­ческой характеристики, возможности регулирования частоты вра­щения при различных нагрузках, повышенного пускового момента. Это связано со спецификой работы стеклоочистителей — надежной и качественной очистки поверхности ветрового стекла в различных климатических условиях.

Для обеспечения необходимой жесткости механической харак­теристики используются двигатели с возбуждением от постоянных магнитов, двигатели с параллельным и смешанным возбуждением, а для увеличения момента и снижения частоты вращения использу­ется специальный редуктор. В некоторых электродвигателях ре­дуктор выполнен как составная часть электродвигателя. В этом слу­чае электродвигатель называют моторедуктором. Изменение скорос­ти электродвигателей с электромагнитным возбуждением дости­гается изменением тока возбуждения в параллельной обмотке. В электродвигателях с возбуждением от постоянных магнитов измене­ние частоты вращения якоря достигается установкой дополни­тельной щетки.

На рис. 8.2 приведена принципиальная схема электропривода стеклоочистителя СЛ136 с электродвигателем на постоянных маг­нитах. Режим прерывистой работы стеклоочистителя осуществля­ется включением переключателя 5А в положение III. В этом случае цепь якоря 3 электродвигателя стеклоочистителя является следующей : «+» аккумуляторной батареи GВ — термобиметаллический преобразователь 6 — переключатель SА (конт. 5, 6) — контакты K1:1 — SА (конт. 1, 2) — якорь — «масса». Параллельно якорю че­рез контакты К1:1 к аккумуляторной батарее подключается чувст­вительный элемент (нагревательная спираль) электротеплового реле КК1. Через определенное время нагрев чувствительного элемента приводит к размыканию контактов электротеплового реле КК1:1. Это вызывает размыкание цепи питания обмотки реле К1. Это реле отключается. Его контакты К1:1 размыкаются, а контакты К1:2 становятся замкнутыми. Благодаря контактам реле К1:2 и контак­там конечного выключателя 80 электродвигатель остается подклю­ченным к аккумуляторной батарее до тех пор, пока щетки стекло­очистителя не займут исходное положение. В момент укладки щеток кулачок 4 размыкает контакты 80, в результате чего электро­двигатель останавливается. Очередное включение электродвигателя произойдет, когда чувствительный элемент электротеплового реле КК1 остынет и это реле вновь отключится. Цикл работы стеклоочи­стителя повторяется 7-19 раз в минуту. Режим малой скорости обеспечивается путем включения пере­ключателя в положение И. При этом питание якоря 3 электродвига­теля осуществляется через дополнительную щетку 2, установленную под углом к основным щеткам. В этом режиме ток проходит только по части обмотки якоря 3. что является причиной уменьшения частоты вращения якоря. Режим большой скорости стеклоочистителя происходит при установке переключателя ЗА в положение I. При этом питание электродвигателя осуществляется через основные щет­ки и ток проходит по всей обмотке якоря. При установке переклю­чателя ЗА в положение IV напряжение подается на якори 3 и 1 электродвигателей стеклоочистителя и омывателя ветрового стекла и происходит их одновременная работа.

Рис. 8.2. Принципиальная схема электропривода стеклоочистителя:

1 — якорь электродвигателя омывателя; 2 — дополнительная щетка;

3 — якорь электродвигателя стеклоочистителя; 4 — кулачок;

5 — реле времени; б — термобиметаллический предохранитель

После выключения стекло­очистителя (положение переключателя «О»-) благодаря конечному вы­ключателю 50 электродвигатель остается включенным до момента ук­ладки щеток в исходное положение. В этот момент кулачок 4 разомк­нет цепь и двигатель остановится. В цепь якоря 3 электродвигателя включен термобиметаллический предохранитель 6, который предна­значен для ограничения силы тока в цепи при перегрузке.

Работа стеклоочистителя при моросящем дожде или слабом снеге осложняется тем, что на ветровое стекло попадает мало влаги. По этой причине увеличиваются трение и износ щеток, а также расход энергии на очистку стекла, что может вызвать перегрев приводного двигателя. Периодичность включения на один — два такта и выключение, осуществляемое водителем вручную, неудобны , да и небезопасны, так как внимание водителя на короткое время отвлекается I от управления автомобилем. Поэтому для организации кратковре­менного включения стеклоочистителя система управления электро­двигателем дополняется электронным регулятором тактов, который через определенные промежутки времени автоматически выключает электродвигатель стеклоочистителя на один — два такта. Интервал между остановками стеклоочистителя может изменяться в пределах 2-30 с. Большинство моделей электродвигателей стеклоочистителей имеет номинальную мощность 12-15 Вт и номинальную частоту вращения 2000-3000 мин’ 1 .

В современных автомобилях получили распространение стеклоомыватели переднего стекла и фароочистители с электрическим приводом. Электродвигатели омывателей и фароочистителей рабо­тают в повторно-кратковременном режиме и выполняются с воз­буждением от постоянных магнитов, имеют небольшую номиналь­ную мощность (2,5-10 Вт).

Помимо перечисленных назначений, электродвигатели исполь­зуются для привода различных механизмов: подъема стекол дверей и перегородок, перемещения сидений, привода антенн и др. Для обеспечения большого пускового момента эти электродвигатели

Источник статьи: http://helpiks.org/8-44004.html