Часть 8. Практическая работа. Выбор типа электродвигателя

Цель. Изучение режимов работы и методики выбора электродвигателя при различных режимах работы механизма.

Студент должен: иметь представление о режимах работы двигателей; знать классы нагрева двигателей; уметь рассчитывать эквивалентные параметры нагрузочной диаграммы, выбирать согласно результатам расчетов двигатель для различных режимов работы механизмов; приобрести навыки построения диаграмм, расчетов и выбора двигателей, работы с таблицами, каталогами.

Теоретическая часть

1. Нагрев электродвигателя.

Наименее стойким материалом, входящим в конструкцию электродвигателя, является изоляция его обмотки. Каждый вид изоляции допускает определённую температуру t, например:

класс А - хлопчатобумажная изоляции, пропитанная изолирующими составами t =105°C

класс Е - органические синтетические пленки t = 120°С

класс F - стекловолокно, слюда, асбест с органическими пропитывающими составами t = 155°

класс Н - те же, что и F, но в сочетании с кремнийорганическими составами t = 180°С

Электродвигатель при работе с номинальной мощностью на валу нагревается до температуры t, допускаемой для примененной в нем изоляции. Перегрев τ двигателя – разность между температурой t электродвигателя и стандартной температурой окружающей среды t₀, т. е. t = t – t₀. В расчетах t₀ = 40°С.

2. Режимы работы

В зависимости от характера нагревания электродвигателя, работающего под нагрузкой, различают три основных режима работы: продолжительный (длительный), кратковременный и повторно-кратковременный. Нагрузка на валу электродвигателя изменяется во времени.

Нагрузочной диаграммой называется зависимость развиваемого двигателем момента и мощности от времени: M(t), P(t)

а) продолжительным называют режим такой длительности, при которой нагрев обмотки электродвигателя достигает установившегося значения τ_УСТ. В этом режиме двигатель работает либо с постоянной нагрузкой, либо с изменяющейся во времени нагрузкой.

Нагрузочная диаграмма двигателя при продолжительном режиме работы: постоянная нагрузка переменная нагрузка

С постоянной нагрузкой в продолжительном режиме работают электродвигатели зубофрезерных, зубошлифовальных, тяжелых токарных, карусельных станков. Станки общего назначения (универсальные) рассматриваются тоже как станки с продолжительным режимом работы, т.к. при работе на этих станках может потребоваться и такой режим. С переменной нагрузкой в продолжительном режиме работают двигатели кулачковых автоматов, автоматических линий и станков с фрикционными муфтами в цепи главного движения, двигатели вентиляторов и насосов.

б)в повторно-кратковременном режиме двигатель за время работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы между включениями не успевает остыть до температуры окружающей среды. Нагрузочная диаграмма двигателя при повторно-кратковременном режиме:

В этом режиме работают приводы металлорежущих станков, обрабатывающих однотипные заготовки, электроприводы подъемных кранов, лебедок, лифтов, конвейеров.

в)при кратковременном режиме работы двигатель не успевает в период нагрузки нагреться до установившейся температуры, а пауза так длительна, что температура снижается до температуры окружающей среды. Нагрузочная диаграмма двигателя при кратковременном режиме:

t₁ - время работы под нагрузкой,

t₀₁ - время паузы,

tц - время цикла (периода) работы

В этом режиме работают двигатели шлюзов, вспомогательные приводы электротермических установок, приводы перемещений суппортов, бабок, поперечин станков.