3.1. Выбор электродвигателя по условиям нагрева

3.1.1. По заданной нагрузочной диаграмме (рис.3.1) опре­делить режим работы электродвигателя.

3.1.2. Рассчитать эквивалентный момент сопротивления на валу механизма за время работы в течение одного цикла по формуле:

, (3.1)

где М_mi—момент сопротивления на валу механизма в i-м интервале времени t_i; (i 0);

т — число ступеней нагрузки в одном цикле.

Формула (3.1) применяется для ступенчатой нагрузочной диаграммы с постоянными значениями М_mi на ступенях. В случае, если нагрузочная диаграмма содержит наклон­ные трапецеидальные участки, их надо предварительно за­менить эквивалентными ступенями.

Значение момента такой эквивалентной ступени на i-м трапецеидальном участке с начальным значением момента М_нач и конечным М_кон может быть рассчитано по формуле:

. (3.2)

Это значение и подставляется затем на соответствующем i-м участке в формулу (3.1) для расчета М_мэ.

3.1.3. Определить эквивалентный момент М_э на валу двигателя.

3.1.4. Найти наибольшую требуемую угловую скорость ^max и частоту вращения электродвигателя n_max.

3.1.5. Рассчитать эквивалентную мощность Рэ на валу двигателя при наибольшей угловой скорости.

3.1.6. Определить расчетную мощность на валу электро­двигателя Р_расч с учетом режима его работы и допустимого по условиям нагрева вращающего момента. Методы опреде­ления Р_расч для электроприводов постоянного и переменно­го тока различны.

Электропривод постоянного тока. Для при­вода постоянного тока предлагается выбрать электродвига­тель серии ПБСТ закрытого необдуваемого исполнения. Электродвигатели этой серии рассчитаны для работы в про­должительном режиме. Условия охлаждения двигателей ПБСТ при снижении скорости не ухудшаются, поэтому допу­стимый по условию нагрева момент при регулировании ско­рости можно приближенно считать постоянным и равным номинальному моменту электродвигателя.

В зависимости от режима работы расчетная мощность двигателя определяется по одной из следующих формул:

- при продолжительном режиме работы

Р_расч = Р_э; (3.3)

- при кратковременном режиме работы

Р_расч = ; (3.4)

- при поворотно – кратковременном режиме

Р_расч = , (3.5)

где _м и _м — коэффициенты механической перегрузки, до­пустимой по условию нагрева двигателя.

Для расчета _м или _м или ннаходят постоянную времени нагрева электродвигателя Т_н по формуле (1.20). Для кратковременного или повторно-кратковременного режима необходимо выбрать предварительно электродвигатель (приложение I). По значению Т_н надо рас­считать _м или _м, а затем - Р_расч.

Электропривод переменного тока. Для при­вода переменного тока предлагается выбрать трехфазный асинхронный, короткозамкнутый обдуваемый электродвига­тель с повышенным скольжением. Электродви­гатели этой серии рассчитаны для работы в повторно - крат­ковременном или продолжительном режиме. При снижении скорости условия охлаждения ухудшаются, а тепловые поте­ри при постоянном моменте сопротивления возрастают пропорционально скольжению. Поэтому расчетная мощность электродвигателя зависит не только от нагрузки на его валу Рэ и продолжительности включения ПВ, %, но и от его диапазона регулирования D и относительной продолжитель­ности работы на пониженной скорости.

(3.6)

Из-за повышения тепловых потерь приходится завышать мощность электродвигателя по сравнению с Рэ. Коэффици­ент завышения мощности можно определить по известным значениям D и пользуясь графиком функции , приведенном на рис. П1 в приложении 1. График заимство­ван из каталога на тиристорные станции управления серии ТСУР [15], предназначенные для управления скоростью асин­хронных короткозамкнутых двигателей изменением напря­жения статора.

Расчетная мощность определяется при продолжительном режиме по формуле

, (3.7)

а при поворотно – кратковременном режиме по формуле -

, (3.8)

где ПВ_расч — расчетное значение продолжительности вклю­чения по нагрузочной диаграмме, %; ПВ_ст — стандартное значение продолжительности включения, ближайшее к ПВ_расч, %.

3.1.7. Выбрать двигатель по частоте вращения и по мощ­ности по условиям

; (3.9)