10.3 Нагрузочные диаграммы электропривода

Зависимости нагрева и охлаждения двигателей от их параметров позволяют выделить режимы работы электроприводов для расчета мощности двигателя. Потери энергии, выделяющиеся в двигателе, определяются нагрузочными диаграммами электропривода.

Различают два вида нагрузочных диаграмм. Нагрузочной диаграммой исполнительного механизма называется зависимость момента статической нагрузки от времени M_c=f(t), дополненная заданной тахограммой установившихся рабочих скоростей _с(t). Нагрузочная диаграмма двигателя – зависимость момента двигателя от времени М=f(t), соответствующая известной зависимости текущей скорости электропривода от времени (t).

Расчет нагрузочной диаграммы двигателя может быть произведен с помощью уравнения движения электропривода, если известны нагрузочная диаграмма исполнительного механизма, суммарный момент инерции электропривода J_ и зависимость ω=f(t).

На первых этапах проектирования до выбора двигателя J_ и =f(t) не определены, поэтому основой предварительного выбора двигателей и расчета нагрузочных диаграмм двигателей являются нагрузочные диаграммы исполнительного механизма, рассчитываемые по техническому заданию на проектирование. Нагрузочные диаграммы двигателя – зависимости М(t) в сочетании с зависимостями (t), позволяют рассчитать токи, суммарное тепловыделение в двигателе. Эти диаграммы используются для проверки мощности предварительно выбранного двигателя по нагреву, а также для определения кратковременной перегрузочной способности электропривода (по току или моменту) и сравнения ее с допустимыми величинами для данного выбранного двигателя.

Все многообразие производственных механизмов с точки зрения режимов работы электропривода можно разделить на две большие группы: механизмы непрерывного и механизмы циклического действия. Для электроприводов механизмов, относящихся к этим группам характерны вполне определённые зависимости М_с(t), ω_с(t) и определенные типовые нагрузочные диаграммы двигателей M(t).

Нагрузочные диаграммы механизма могут иметь любой вид, однако всегда можно выделить цикл, т.е. промежуток времени t_ц, через который диаграмма повторяется. Если характер работы таков, что режимы воспроизводятся плохо (лифт, подъемный кран и т.п.), строят нагрузочные диаграммы для наиболее вероятного или наиболее тяжелого цикла.

Нагрузочная диаграмма учитывает статические и динамические нагрузки, возникающие на валу электропривода. Статическая нагрузка определяется по технологическим и конструктивным данным конкретного механизма, а динамическая нагрузка определяется инерционными моментами. На рис.10.2 показана простейшая 3-х элементная нагрузочная диаграмма электропривода подъемной установки.

Рис.10.2 Нагрузочная диаграмма подъемной установки

Основой построения диаграммы взят суммарный момент на валу двигателя (10.6)

где знак (+) перед динамическим моментом M_дин ставится при подъеме груза, а знак (-) – при торможении в период опускания груза, так как момент сопротивления является активным.