Лекция 15 Выбор электродвигателЯ для кратковременного и повторно-кратковременного режима

План лекции:

1. Выбор мощности электродвигателя для кратковременного режима.

2. Выбор мощности электродвигателя для повторно-кратковременного режима.

Выбор мощности электродвигателя для кратковременного режима

Режим считается кратковременным, если за время работы двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы t₀ успевает остыть до температуры окружающей среды. Такие режимы встречаются довольно часто, например, в приводе разводных мостов. Створки моста поднимаются в течение нескольких минут, затем двигатели останавливаются и охлаждаются. Проход судов длится несколько часов, двигатели за это время успевают полностью остыть. Когда створки опускаются, двигатели снова работают кратковременно. В таком режиме работают также дви­гатели заводских ворот, задвижки на трубопроводе, зажимного устройства металлорежущих станков.

На рис. 26.1,а,б показана нагрузочная диаграмма при кратко­временном режиме работы и график перегрева. Использовать электродвигатель с номинальной мощностью Р_ном = P_к нецелесообразно, так как он не успеет нагреться до своей допустимой температуры (рис. 26.1,б). Лучше применить двигатель с меньшей мощностью, т. е. Р_ном < P_к. Тогда, работая с перегрузкой, он будет интенсивно нагреваться. Однако за малое время t_к двигатель не успеет достичь опасных температур.

Нормальные двигатели, предназначенные для длительной работы, мало пригодны для кратковременного режима, так как обладают относительно небольшой перегрузочной способностью. Поэтому выпускают специальные двигатели, предназначенные для кратковременной работы, например, в течение 15, 30, 60 мин. Они об­ладают не только высокой перегрузочной способностью, но имеют усиленный коллектор и меньшую плотность тока в обмотке возбуж­дения. Это объясняется тем, что коллектор и последовательная обмотка возбуждения в машинах постоянного тока имеют постоян­ную времени нагрева T_к значительно меньшую, чем обмотка якоря. Поэтому с ни нагреваются быстрее и ограничивают допустимое время работы t_доп.

Однако двигатели для кратковременного режима работы круп­ными сери л ми, рассчитанными на универсальное применение, не выпускаются. Поэтому приходится использовать двигатели продол­жительного режима, если t_к > 15 мин, и двигатели повторно-кратко­временного режима, если

t_к < 1,5 – 2,5 мин.

Рис 26.1. Нагрузочная диаграмма (а) и график перегрева двигателя (б) при кратковременной нагрузки. 1 – номинальной нагрузки; 2 – при перегрузки.

Задача выбора двигателя сводится к определению времени t_доп при котором перегруженный двигатель нагревается до допустимой температуры Т_доп, (допустимый перегрев τ_доп). Если и окажется меньше t_доп то двигатель выбран правильно; если t_к > t_доп то приходится выбирать двигатель с большей мощностью и снова повторять расчет. Если нагрузочная диаграмма многоступенчата, то предвари­тельно определяют эквивалентное значение мощности.

Порядок расчета.

1) Двигатель выбираем с номинальной мощ­ностью Р_ном < Р_к ориентируясь на перегрузочную способность так, чтобы максимальный момент М_макс указанный в каталоге, был на 15—20% больше момента М_к. Момент М_макс = М_номМ_*макс , где М_ном = 9,55 Р_ном/n; М_к = 9,55Р_к/n_к

2) Потери выбранного двигателя при номинальном режиме

3) Потери при перегрузке двигателя, работающего с мощно­стью Р*

(26.1)

здесь n_к определяется по рабочим характеристикам, указанным » ка­талоге (см. пример 9.1, метод средних потерь).

4) Коэффициент тепловой перегрузки

(26.2)

5) Постоянную времени, если она не указана в каталоге на выбранный двигатель, находим по графику (рис. 26.2.).

6) Допустимое время работы двигателя с перегрузкой

(26.3)

Рис 26.2. Зависемость постоянной времени нагрева Т_н обмоток якоря

и ротора от их диаметра D.

Если окажется, что t_доп ≥ t_к то выбранный двигатель пригоден для работы. Если же t_доп < t_к то выбираем по каталогу следующий двигатель большей мощности и повторяем рас­чет.