Материал: Лекция 12

10.3.2. Выбор мощности двигателя для кратковременного режима работы

Если выбрать двигатель с номинальной мощностью Р_н = Р_с, то за время t_кр он не успеет нагреться до установившейся температуры _у, т.е. двигатель будет недогружен по нагреву. Поэтому выбирают электродвигатель по номинальной мощности, меньшей, чем Р_с, так, чтобы его температура через время t_кр была равна допустимой температуре _доп (см. рис. 10.5в). Выбрав электродвигатель по мощности, его проверяют на тепловую перегрузку.

Коэффициент тепловой перегрузки _тепл и время t_кр, в течение которого допускается перегрузка

_тепл = ,

где P_кр и P_дл – потери мощности при кратковременной и длительной нагрузках.

Упражнение 10.3. Для электродвигателя известна постоянная времени нагревания _т = = 60 мин и потери мощности в двигателе при номинальной длительной нагрузке P_дл = 4,7 кВт. Заводом-изготовителем определены потери при кратковременном режиме P_кр = 11,5 кВт. Определить время t_кр допустимой кратковременной работы.

Решение. 1. Определяем коэффициент тепловой перегрузки

_тепл =

2. Вычисляем время допустимой кратковременной работы

мин.

10.3.3. Выбор мощности двигателя для повторно-кратко­вре­­мен­но­го режима работы

Если продолжительность включения ПВ% > 60%, то дви­­гатель выбирается как для продолжительного режима, если ПВ% < 10%  как для кратковременного.

Для промежуточных ПВ% (10% < ПВ% < 60%) сначала определяют эквивалентную мощ­ность P_эк, затем суммарное время работы двигателя t_р и суммарное время отключения t_охл за цикл. Тогда расчётная продолжительность включения

Если известно, что в переходных режимах (пуск, торможение) теплоотдача двигателя ухудшается, то расчёт продолжительности включения ведут по уточнённой формуле

где k₁ – коэффициент, учитывающий умень­шение теплоотдачи при пуске и торможении; k₂ – коэффициент, учитывающий уменьшение теплоотдачи во время паузы.

Пересчёт расчётной мощности P_эк при ПВ% на P_н при стандартной ПВ_н% производится по формулам:

Так, при расчётной продолжительности включения ПВ% = 50, можно выбрать номиналь­ную мощность

или

Выбор по каталогу электродвигателя по мощности и проверка его на механическую перегрузку проводится по методике, описанной в п. 10.3.1. Кроме этого, проверяется элек­тро­двигатель по пусковому моменту; при этом должно выполняться условие: М_п > М_п.с, где М_п.с – пусковой момент нагрузки.

Упражнение 10.4. Определить мощность электродвигателя постоянного тока для при­вода производственного механизма, работающего в повторно-кратковременном режи­ме, нагрузочная диаграмма мощности которого приведена на рис. 10.6. При этом продол­жительность: пуска t_п = 4 c, рабочих участков цикла t₁ = 11 c, t₂ = 3 c, t₃ = 7 c, торможения t_т = 5 c и паузы t_охл = 60 c. Усреднённые значения мощности на каждом интервале времени цикла приведены на диаграмме.

Решение. Вариант первый. Выбираем двигатель кранового типа, рассчитанный для повторно-кратковременного режима, закрытого исполнения.

1. Определяем продолжительность включения

где t_р = t_п + t₁ + t₂ + t₃ + t_т = 30 с; t_охл = 60 с.

2. Так как двигатель закрытый, условия охлаждения при пуске и торможении примем такими же, как и при работе (k₁ = 1). Определим эквивалентную мощность за рабочий период:

кВт.

Эквивалентный одноступенчатый график Р(t) построен штриховой линией на рис. 10.6.

3. Выбираем электродвигатель серии Д со стандартной продолжительно­стью включе­ния ПВ_н% = 40. Мощность двигателя, пересчитанная на ПВ_н% = 40,

кВт.

Для выбираемого двигателя при ПВ_н% = 40 номинальная мощность должна быть несколь­ко больше Р_0,4, т.е. Р_н > Р_0,4 = 54,4 кВт.

4. Подбираем по каталогу двигатель параллельного возбуждения серии Д-814, 220 В, ПВ_н% = 40, закрытого типа, Р_н = 55 кВт, n_н = 560 об/мин.

Вариант второй. Выбираем двигатель общепромышленного использования серии 2П с самовентиляцией, рассчитанный для продолжительного режима работы.

1. Определяем эквивалентную продолжительную мощность

кВт,

где k₁ = 0,75; k₂ = 0,5.

2. Выбираем электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения серии 2П, 220 В, Р_н = 45 кВт, n_н = 750 об/мин, защищённое исполнение. Перегрузочная способность электродвигателя достаточна для работы по приведённой на рис. 10.6 нагрузочной диаграм­ме: Р_max/Р_н  1,78. Допустимо  = 2,5.

Вопросы для самопроверки

1. Какое устройство называют электрическим приводом и из каких элементов оно сос­тоит?

2. Какие требования предъявляют к двигателю при его выборе для привода?

3. Приведите уравнение движения привода и объясните это уравнение.

4. Какой нагрузочный момент называют динамическим и от чего он зависит?

5. От чего зависит время разгона (пуска) двигателя ЭПр?

6. Запишите формулы для определения времени пуска и объясните значения величин, входящих в эту формулу.

7. Нарисуйте часто встречающиеся нагрузочные диаграммы производственных механизмов.

8. Чем ограничена длительная мощность и перегрузочная (мгновенная) мощность двигателя?

9. Какие вы знаете классы нагревостойкости обмоток электродвигателей и какие температуры нагрева они допускают?

10. Какие коэффициенты перегрузок допускают ДПТ и АД?

11. Назовите режимы работы электродвигателей?

12. Как выбирается двигатель по мощности для продолжительного режима работы с постоянной нагрузкой?

13. Как выбирается двигатель по мощности для продолжительного режима работы с переменной нагрузкой?

14. Как выбирается двигатель по мощности для кратковременного режима?

15. Как выбирается двигатель по мощности для повторно-кратковременного режима? Объясните, что такое ПВ% и для каких значений ПВ% выпускаются электродвигатели?