Метод эквивалентного тока

Потери в двигателях примерно пропорциональны квадрату тока в его обмотках. Зная график тока, протекающего по обмоткам двигателя, можно определить для каждого конкретного ре­жима работы значение тока I_э характеризующее его нагрев.

Эквивалентный ток I_э – это такой неизменный по величине ток, который вызывает такой же нагрев электродвигателя, как и реально протекающий изменяющийся по величине ток в соответствии с графиком нагрузки механизма.

ΔA_cт= ΔA_рот·r₁/r₂

(12.2)

Условие проверки двигателя на нагрев будет:

I_э≤I_ном (12.3)

Метод эквивалентного момента

Если момент двигателя пропорционален току, то можно пользоваться методом эквивалентного момента.

Эквивалентный момент – это такой постоянный момент на­грузки, который вызывает такой же нагрев двигателя, как и ре­ально изменяющийся момент в соответствии с графиком работы механизма.

(12.4)

Условие правильности выбора двигателя - М_э<М_н.

Этот метод применим для двигателей постоянного тока с не­зависимым возбуждением, для асинхронных двигателей и других, когда момент пропорционален току.

Метод эквивалентной мощности

Если скорость двигателя изменяется мало и можно считать, что мощность пропорциональна моменту и, следовательно, току, то эквивалентная мощность будет:

(12.5)

Производить проверку двигателя на нагрев по эквивалент­ной мощности можно для нерегулируемых по скорости электро­двигателей, у которых момент пропорционален току. Условие правильности выбора электродвигателя - Рэ < Рн.

Формулы (12.2), (12.4), (12.5) не учитывают условий ухуд­шения охлаждения у двигателей с самовентиляцией при стоянке во время пауз и при сниженной скорости вращения. С учетом этого обстоятельства можно пользоваться более точной форму­лой, например, для эквивалентного тока

где β₁ = β₃ = 0,5 – коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения в процессе разгона и торможения двигателя;

β₀ = 0,3 – коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения во время стоянки двигателя.

Продолжительный режим S1.

1. Определяется мощность производственного механизма, причем если нагрузка за время работы изменяется, то определя­ется эквивалентная мощность (момент или ток).

(12.6)

где F, М – сила, момент сопротивления, приведенные к двигателя, Н и Нм; V_н ω_н – номинальная линейная и угловая ско­рости механизма и двигателя соответственно, м/с, с^–1; η_п – кпд передачи.

2. По каталогу выбирается электродвигатель из условия

Р_н.дв ≥К₃Р (12.7)

где Р_н.дв – номинальная мощность электродвигателя по ката­логу; К₃=1,05÷1,2 – коэффициент запаса, учитывающий неточно­сти расчета сил сопротивления.

3. Электродвигатель при необходимости проверяется на пе­регрузочную способность по условиям пуска

(12.8)

где М_с М_д – статический и динамический моменты сопро­тивления, Н_м;

J_∑ – приведенный к валу электродвигателя суммар­ный момент инерции, кгм2; 1п - время пуска.

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели прове­ряются по пусковому моменту М_п > М_сп · К₃; М_сп - момент со­противления при скорости, равной нулю.

Кратковременный режим S2

1. Определяется мощность (момент) нагрузки и время рабо­ты электродвигателя. Если нагрузка за время работы изменяется, то определяется эквивалентная мощность (момент).

2. Для некоторых серий электродвигателей указывается до­пустимая мощность при стандартных значениях продолжитель­ности рабочего периода 10, 30, 60, 90 минут. Если время работы t_p не совпадает со стандартным, выбирают двигатель по бли­жайшему большему значению времени работы. Обязательна про­верка двигателя по перегрузочной способности.

3. Если двигатель рассчитан для продолжительного режима работы, при кратковременном режиме его можно перегружать. Для количественной оценки возможности перегрузки используют коэффициент механической перегрузки р_м – отношение мощно­сти нагрузки двигателя в кратковременном режиме Р_к к номи­нальной мощности в продолжительном режиме

где а = К/V_ном – отношение постоянных потерь к номи­нальным переменным потерям в двигателе.

Если отношение t_p/Т_н ≤ 0,35, электродвигатель проверяют только по перегрузочной способности.

Повторно-кратковременный режим

1. Определяются мощность (момент), время работы и паузы каждой операции в цикле.

2. Строятся нагрузочная диаграмма и тахограмма.

3. Если нагрузка переменная, то определяется эквивалент­ный момент или ток.

4. Определяется продолжительность включения

(12.9)

где – сумма времени работы и пауз, если в цикле несколько операций.

5. 5. Если ПВ_р=ПВ_ст, то при соответствующем стандартном ПВ% выбирают электродвигатель из условия Р_н.дв≥К_з·Р_э.ст

В случае, если расчетная ПВ не соответствует стандартной, то эквивалентную мощность приводят к стандартной по формуле

(12.10)