Расчет мощности и выбор электродвигателя для повторно-кратковременного и кратковременного режимов работы

Раньше рассматривали, что повторно-кратковременный режим характеризуется продолжительностью включения ПВ %. Каждому стандартному значению ПВ соответствует значение номинальной мощности , с которой ЭД может долго работать не перегреваясь. То есть один и тот же ЭД при повторно-кратковременной работе может использоваться при различных нагрузках. Чем больше ПВ (длительность периода работы), тем меньше должна быть нагрузка двигателя (меньше мощность– меньше нагрев)

Расчет мощности ЭД, работающего в повторно кратковременном режиме, проводят следующим образом. По нагрузочной диаграмме механизма предварительно выбирают ЭД со средней мощностью . Затем строят нагрузочною диаграмму моментовили токов. По нагрузочной диаграмме ЭД проверяют на допустимый нагрев.

Если время пуска примерно равно длительности работы, то нагрузочные диаграммы механизма и двигателя не совпадают.

По нагрузочной диаграмме определяют действительное значение

,

эквивалентную мощность или эквивалентный момент:

(9-13,9-14)

Затем эквивалентную мощность(или) пересчитывают для ближайшего стандартного значенияпо упрощенным формулам (не учитывающим постоянные потери в двигателе):

(9-15)

По каталогу выбирают ЭД с номинальной мощностью илитак, чтобы для выбранного двигателя выполнялось условие

. (9-16)

Выбранный двигатель проверяют на перегрузочную способность.

Расчет мощности и выбор электродвигателя для кратковременного режима

Для кратковременного режима работы промышленность выпускает ЭД кранового типа с продолжительностью работы 15, 30, 60 и 90 минут, для каждой продолжительности указана соответствующая номинальная мощность.

Мощность двигателя для кратковременного режима работы определяют по методу эквивалентных величин с последующим выбором в каталоге.

Для режима кратковременной нагрузки с мощностью (мощность кратковременного режима) могут быть использованы ЭД, пердназначенные для работы вдлительном режиме, с номинальной мощностью . Двигатели длительного режима можно кратковременно перегружать мощностью> большей номинальной, в течение короткого промежутка времени , за котороеперегрев не превысит допустимый .

Если ЭД предназначенный для длительного режима, работает кратковременно в течении времени с мощностью, (при его номинальная мощность), а к концу рабочего периодаего температура не достигнет максимально допустимого значения , тодвигатель будет недогружен и не использован полностью по нагреву. Пунктирная кривая (Рис.9.1) показывает зависимость температуры превышения двигателя над температурой окружающей среды при длительном режиме работы с номинальной мощностью.

Рис.9.1 Нагрев двигателя при кратковременном режиме работы показан сплошной линией,– допустимая, номинальная, температура превышения двигателя над температурой окружающей среды,– длительность кратковременной работы). Пунктирная кривая (Рис.9.1) показывает зависимость температуры превышения двигателя над температурой окружающей средыпри длительном режиме работы с номинальной мощностью длительного режима.

При выборе двигателей длительного режима для кратковременной работы их номинальную мощность выбирают из условий механической перегрузки. Для полного использования ЭД длительного режима в кратковременном режиме необходимо, чтобы в конце рабочего периода за время его температура достигла значения (кривая – 3, Рис.9.1). При этом ЭД должен развивать мощность –

Рассмотрим пример: кратковременная мощность нагрузки кВт, коэффициент механической перегрузки по мощностиравен двум.

= 2 (9-17)

Ориентировочная мощность электродвигателя определяется из соотношения (9-17):

По каталогу ближайший ЭД с большей – номинальной мощностью АД-АОП-62-4 имеет параметры:

перегрузочная способность по максимальному моменту

где: – коэффициент механической перегрузки.

Проверяем перегрузочную способность выбранного по каталогу ЭД. Для этого рассчитаем моменты ,,и сравним их:

Максимальный и пусковой моменты с учетом возможного снижения напряжения на 10% составляют:

Рассчитаем статический момент сопротивления нагрузки :

Следовательно, по механической перегрузкеЭД – АОП-62-4 пригоден, но его пусковой момент () меньше момента сопротивления нагрузки () и поэтому этот ЭД не преодолеет механическую нагрузку впри пуске.

Следующим по каталогу более мощным будет ЭД АОП-63-4 с . Его следует проверить только по пусковому моменту.

При проектировании электропривода удобно пользоваться коэффициентом механической перегрузки:

Для большинства АД нормального исполнения перегрузочная способность по мощности,, определяемая электромагнитными свойствами, не превышает 2,5. Это значение коэффициента механической перегрузки ,5 будет меньше примерно при, гдеT – постоянная времени нагрева ().

По условиям нагрева в более короткие периоды работы, длительность которых меньше постоянной времени нагрева (), двигатель мог бы иметь большую нагрузку, но это недопустимо по его перегрузочной способности.

Таким образом, полное по нагреву использование ЭД длительного режима возможно только при более длительных периодах работы.

Кроме того следует учитывать, что различные части ЭД по разному нагреваются и поэтому к концу рабочего периода одни части ЭД будут перегреваться и ограничивать нагрузку ЭД, другие же по нагреву будут недоиспользованы.

При использовании в кратковременном режиме ЭД длительного режима работают с показателями, превышающими номинальные данные, благодаря чему их перегрузочная способность уменьшается.

Ввиду указанных выше обстоятельств изготавливают специальные двигатели кратковременного и повторно-кратковременного режимов работы. Продолжительность работы, которых в кратковременном режиме работы, составляет в минутах, для разных продолжительностей включения следующие соотношения времени работы двигателя и времени цикла - 30/15; 60/25; 90/40.