3.1. Расчет мощности и выбор электродвигателя для продолжительного режима с постоянной нагрузкой

При работе с постоянной нагрузкой мощность двигателя подбирается по мощности рабочего механизма.

Пример 1. Рассчитать мощность асинхронного короткозамкнутого двигателя к центробежному насосу для перекачки холодной воды производительностью , при расчетном напоре и частоте вращения . Насос жестко соединен с двигателем при помощи муфты.

Решение

Для центробежного насоса мощность двигателя определяется по формуле

,

где – коэффициент запаса ( );

– удельный вес перекачиваемой жидкости, Н/м³ (для воды Н/м³);

– коэффициент полезного действия насоса (для центробежных насосов ( );

– коэффициент полезного действия передачи (при непосредственном соединении насоса с двигателем ).

.

Выбираем ближайший по мощности асинхронный двигатель так, чтобы его номинальная мощность была (см. табл. П. 3).

Таким двигателем является двигатель обдуваемого исполнения 5A200L4, технические данные которого: ; ; ; ; ; .

3.2. Расчет мощности и выбор электродвигателя для продолжительного режима с переменной нагрузкой

Определение номинальной мощности двигателя при длительной переменной нагрузке производится по методу эквивалентных величин (тока, момента, мощности). Эквивалентными называются такие постоянные значения тока, момента, мощности, при которых в двигателе имеют место такие же мощности потерь, как и при работе этого двигателя с переменной нагрузкой.

На практике чаще приходиться оперировать нагрузочными моментами. Поэтому используют метод эквивалентного момента для рабочей части цикла.

, (2)

где – время работы при постоянном моменте нагрузки ;

– время работы при постоянном моменте нагрузки и т. д.

Мощность, соответствующая эквивалентному моменту, определяется по формуле

, (3)

где – частота вращения рабочей машины, об/мин.

По каталогу выбирают электродвигатель с номинальной мощностью

и .

Выбранный двигатель проверяют на перегрузочную способность и по пусковому моменту. При проверке на перегрузочную способность должно выполняться условие

, (4)

где – критический (максимальный) момент двигателя;

– максимальный статический момент по нагрузочной диаграмме;

0,85 – коэффициент, учитывающий возможное снижение напряжения.

,

где – перегрузочная способность двигателя или кратность максимального момента (из каталога );

– номинальный момент двигателя, .

При проверке по пусковому моменту должно выполняться условие

, (5)

где – пусковой статический момент по нагрузочной диаграмме;

– пусковой момент двигателя,

,

где – кратность пускового момента (принимается по каталогу ).

Если двигатель не удовлетворяет условиям пуска или перегрузки, то следует выбрать двигатель большей мощности.

Пример 2. Определить мощность и выбрать по каталогу асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для привода производственного механизма со степенью защиты IP55, нагрузочная диаграмма которого изображена на рис. 4. Частота вращения .

Рис. 4. Нагрузочная диаграмма

Данные нагрузочной диаграммы (см. рис. 4): ; ; ; ; ; ; ; .

Решение

Находим эквивалентный момент по формуле (2)

.

Эквивалентная мощность по выражению (3)

.

Выбираем по каталогу двигатель (см. табл. П. 4) RAM180М4; ; ; ; ; ; ; .

Проверяем выбранный двигатель на перегрузочную способность, определяем номинальный момент двигателя

.

Критический момент двигателя .

Максимальный статический момент по нагрузочной диаграмме (см. рис. 4), проверяем на перегрузочную способность по условию выражения (4) . Условие формулы (4) выполняется, так как > 170 двигатель по перегрузочной способности подходит.

Проверяем выбранный двигатель по пусковому моменту .

Пусковой статический момент по нагрузочной диаграмме (см. рис. 4) .

Условие формулы (5) выполняется, так как 298,29 >120, двигатель запустится.