Материал: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие

к3 = 1,1 т- 1,3 — коэффициент, учитывающий отли­ чие нагрузочной диаграммы дви­ гателя от диаграммы статической нагрузки; при наличии в рабочем цикле заметных динамических на­ грузок во время периодов пуска, электрического торможения, ревер­ са, изменения скорости следует при­ нимать большие значения к3.

В тех случаях, когда в .принципе применимы методы эквивалентных момента и мощности, предварительный выбор двигателя по мощности может быть выполнен на основаниинагрузочной диаграммы механизма по форму­ лам, аналогичным (11-21) и (11-23):

Если же нагрузочные диаграммы двигателя и механизма совпадают, т. е. если можно не считаться с динамическими нагрузками, то расчет по (11-28) и (11-29) совпадает с расчетом соответственно по (11-21) и (11-22), а также

(11-23) и (11-24).

После предварительного выбора двигателя по мощности он, как указывалось выше, обязательно должен быть про­ верен по условиям нагрева. С этой целью строятся на-

.грузочные диаграммы двигателя, с помощью которых на основании одного из методов эквивалентных величин мо­ гут быть установлены условия нагрева двигателя в про­ цессе работы. Если определяемая эквивалентная вели­ чина — мощность, момент, ток или потери мощности — превышает соответствующую номинальную величину дви­ гателя, то он выбран неправильно и необходимо выбрать двигатель большей мощности. Если же она меньше или равная ей, то двигатель выбран правильно и в процессе работы его температура не превысит допустимые пределы. Выбор метода проверки зависит от типа двигателя и усло­ вий его работы. Отметим, что наиболее универсальным и точным является метод эквивалентных или средних потерь.

528

В тех случаях, когда в процессе работы имеет место изменение теплоотдачи двигателя — при изменениях ско­ рости, пусках, торможении, остановке, при проверке двигателя методами эквивалентных велпчпп следует учитывать изменение условий теплоотдачи, что может быть выполнено на основании (11-166). Из этого выражения можно найти:

(11-20а)

(ll-2'la)

(11-23а)

В частности, если в рабочем цикле заметное время занимают периоды переходных процессов и паузы, как это показано, на­

пример, в нагрузочной диаграмме на рис. 11-7, то выра­ жение для эквивалентных потерь имеет вид:

529

[]0 — коэффициент, учитывающий ухуд­ шение условий охлаждения во время паузы;

рп = (1 + рп)/2 — коэффициент, учитывающий ухуд­ шение условий охлаждения во время пуска и торможения.

При расчетах обычно принимают следующие значения ро: 0,25—0,35 для двигателей открытого и защищенного исполнения с вентилятором на валу; 0,30—0,55 для закры­

ленной (номинальной) мощности двигателя за счет ухудше­ ния теплоотдачи в отдельные периоды работы. Следует отме­ тить, что небольшие отклонения скорости, обусловленные изменением нагрузки на валу двигателя, практически не влияют на величину р, в связи с чем в выражениях (11-30) и (11-31) для участков нагрузочной диаграммы,- когда и сон, принято р = 1.

Нагрузочные диаграммы в отличие от представленных на рис. 11-5—11-7 могут иметь вид не ломаных линий, а кривых, как это показано, например на рис. 11-8. Для определения эквивалентных величин в этом случае можно воспользоваться приведенными ранее формулами, если заменить действительную кривую ломаной линией (рис. 11-8 пунктир). Если же действительная кривая, представляющая собой нагрузочную диаграмму М (t), содержит участки с большой крутизной, в связи с чем аппроксимация ее представленной ломаной линией, содер­ жащей только горизонтальные и вертикальные отрезки, может привести к заметным погрешностям при расчете, то

530

в этом случае в формулах для эквивалентных величин следует перейти от конечных сумм к интегралам. Напри­ мер, эквивалентный момент может быть определен по формуле

Аналогичные выражения могут быть записаны для определения эквивалентных потерь, тока и мощности.

11-5. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ

Нагревание двигателя, работающего в кратковременном режиме, значительно отличается от соответствующего процесса при продолжительном режиме. На рис. 11-9, а изображен упрощенный график работы электродвигателя в кратко­ временном режиме. В течение вре­

мени ifp двигатель работает, разви­ вая момент М г, а затем он длитель­ ное время отключен от сети. При этом за время работы температура двигателя не успевает достигнуть установившейся величины, соот­ ветствующей нагрузке двигателя, а за время паузы он успевает охла­ диться до температуры охлаждаю­ щей среды.

Поскольку за время работы на­ грузка двигателя постоянна, то уравнение его нагрева имеет вид:

531