8. Определение допустимой частоты включений асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

В большинстве случаев производительность механизмов требует значений времени цикла меньше номинальных (больших значений частоты включений двигателя в час), например, в номинальных режимах S4 и S5, когда влияние пусковых и тормозных потерь энергии на нагрев двигателя существенно возрастает.

Если асинхронный двигатель продолжительного режима будет работать с номинальной скоростью в режиме S5, то при каком-то числе циклов пуска и торможения двигателя в час перегрев его обмоток достигает допустимого значения, что и определяет величину Z_доп. Мощность потерь, отдаваемых двигателем в окружающую среду при работе с номинальной (или близкой к ней) скоростью, будет равна ∆Р_н, за периоды пуска и торможения – , а за время пауз – β·∆Р_н., где β – коэффициент ухудшения вентиляции, зависящий от конструктивного исполнения двигателя и способа вентиляции.

Потери энергии, выделяющиеся в двигателе за один цикл повторно-кратковременного режима, состоят из потерь при пуске и торможении (∆А_п+∆А_т), а также из потерь при установившейся скорости (∆Р·t_у). После ряда циклов температура двигателя устанавливается, и уравнение теплового баланса будет [1]:

(10.25)

где t_П, t_Т, t_У и t₀ – соответственно время пуска, торможения, установившегося режима и паузы.

Если учесть, что Z_доп=3600/t_ц, t₀=t_ц(1-ε) и и t_у=t_ц·ε-(t_п+t_т),

где t_Ц – время одного цикла, то подставляя эти соотношения в уравнение (10.23) и решая его относительно Z_доп, получим

(10.26)

Соотношение (10.24) значительно упрощается, если учесть, что потери, выраженные третьим слагаемым знаменателя, составляют примерно 3% от суммы потерь за периоды пуска и торможения (∆A_П+∆A_Т) и если учесть, что двигатели работают с нагрузкой, близкой к номинальной (∆P≈∆P_н).

В этом случае (10.27)

Для режима S4 расчетные формулы для определения Z_доп получаются как частный случай из формулы (10.26) для режима S5 при ∆A_Т=0 и t_Т =0.

Проверка правильности предварительно выбранного двигателя выполняется по условию Z_доп≥Z_T , т.е. допустимое число включений в час больше необходимого по технологическому режиму числа.

29