17.2. Элементы механики электропривода Уравнение движения эп

Нм

где М – вращающий момент двигателя, Нм; М - приведённый к валу двигателя момент сопротивления РМ, Нм; J – приведённый к валу момент инерции ЭП, Нм ; - угловая частота вращения двигателя, рад/с.

Величина М = называется динамическим или избыточным моментом ЭП. Положительный динамический момент обеспечивает разгон ЭП, отрицательны замедление.

Мощность двигателя

, Вт.

Номинальный момент двигателя можно вычислить по приводимым в паспорте номинальной мощности Р и номинальной скорости вращения n

, Нм

Приведённый к двигателю момент сопротивления

, Нм,

где j и - соответственно передаточное отношение и КПД передачи.

Приведённый к валу двигателя момент инерции ЭП, в котором сочетаются вращательное и поступательное движения (например, ЭП лифта)

где Jд – момент инерции ротора двигателя; Jрм - момент рабочего механизма (редуктора и шкива); - частота вращения рабочего механизма, рад/с; G – вес перемещаемого посредством ЭП груза, кг; - линейная скорость перемещения груза м/с; g - ускорение силы тяжести, 9,8 м/с

Определение времени ускорения и замедления эп

Время ускорения или замедления ЭП от частоты вращения до определяется путём интегрирования уравнения движения ЭП

В простейшем случае, когда M=const, M =const,J=const, получим:

В частном случае, при пуске двигателя до частоты вращения , время пуск определяется выражением:

17.3. Режимы работы электроприводов Нагрев и охлаждение двигателей в эп

При включении двигателя в сеть и наличии на его валу нагрузки происходит его нагрев, зависящий от тепловых потерь , времени нагрева t, теплоёмкости С и теплоотдачи двигателя А. Эти величины связаны между собой уравнением теплового баланса электродвигателя:

, Вт*с,

Где - превышение температуры двигателя над температурой охлаждающей среды, которую принимают, как правило, равной +40С.

Решение этого уравнения даёт зависимость изменения превышения температуры двигателя во времени. Зависимость имеет экспоненциальный характер (рис. 17.2):

где - установившееся превышение температуры, - начальное превышение температуры, - постоянная времени нагревания,

Номинальные режимы работы электродвигателей

Режимы работы стандартизованы. Различают три основных режима: Длительный (S1), кратковременный (S2) и повторно кратковременный (S3)/

Длительный это режим, в котором превышение температуры двигателя достигает установившегося значения. Длительный режим подразделяют на два вида: а – режим с постоянной нагрузкой, б – режим с переменной нагрузкой. К типу а относятся ЭП, ЭП вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортеров, текстильных станков и др. К типу б – ЭП поршневых компрессоров, прокатных станов, токарных, фрезерных, сверлильных станков и др.

Режим работы ЭП отражает при помощи нагрузочных диафрагм НД, которые представляют собой зависимость мощности Р, момента М, или тока двигателя I от времени t.

Примеры НД для длительного режима и кривая нагрева приведены на рис. 17.3.

В кратковременном режиме двигатель работает непродолжительное время в течение которого превышение его температуры не достигает установившегося значения, а после отключения он успевает охладится до температуры охлаждающей среды (рис.17.4, а). В этом режиме работают ЭП шлюзов, задвижек нефти- и газопроводов и др.

Повторно кратковременным называют режим, в котором кратковременные период включения двигателя чередуются с периодами пауз, причём в период нагрузки превышение температуры двигателя не достигает установившегося значения, а при отключении не успевает достичь температуры охлаждающей среды рис.17.4, б.

Свойство двигателей повторно кратковременном режиме зависят от продолжительности включения (ПВ). Как видно из диаграммы (рис17.4, б), двигатель нагружен в течении времени , а течении времени следует пауза. Их сумма составляет время цикла .

ПВ - это величина, равная отношению времени работы двигателя под нагрузкой ко времени цикла, измеряемая в процентах:

.

ПВ стандартизованы и составляют 15, 25, 40, 60%. Значение ПВ указывается ПВ указывается на паспорте двигателя.

Двигатель мощность Р с ПВ1 может использован при другой ПВ2. Мощность Р , на которую можно при этом нагружать двигатель, определяется приближённым соотношением:

Вт.