2 Нагрузочная диаграмма электропривода и ее построение. Классификация режимов работы по нагреву

Нагрузочная диаграмма электропривода ха­рактеризует зависимость вращающего момента, тока или мощности, развиваемой двигателем, от времени. Нагрузоч­ные диаграммы используются для оценки перегрузочной способности электропривода и сопоставления ее с допусти­мой кратковременной нагрузкой для данного типа электро­двигателя, а также для проверки мощности предварительно выбранного двигателя по нагреву.

Нагрузочная диаграмма электропривода учитывает ста­тические и динамические нагрузки, преодолеваемые элект­роприводом в течение цикла работы механизма.

Статические нагрузки определяются на основании тех­нологических данных, характеризующих работу того или иного класса производственных механизмов, а динамиче­ские нагрузки оцениваются инерционными моментами, ко­торые развиваются электроприводом для обеспечения соот­ветствующих угловых ускорений, обусловливающих за­данную производительность механизмов.

8.1. К расчету мощности и проверке двигателя:

а -нагрузочная диаграмма исполнитель­ного органа; б —диаграмма скорости; а —

зависимость момента двигателя от времени

На рис. 8.1, а, б для примера приведены простейшие нагрузочная диаграмма и тахограмма. Они показывают, что данный исполнительный орган создает при своей работе постоянный момент нагрузки М_с = const, а его движение состоит из участков разгона, движения с уста­новившейся скоростью, торможения и паузы. Продолжительности этих участков соответственно равны t_p, t_у, t_т t_o, а полное время цикла со­ставляет t_ц, = t_p+t_y + t_т + to.

КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

При анализе теплового режима электродвигателей не­обходимо знать график изменения потерь мощности от вре­мени, который, в свою очередь, обусловлен графиком из­менения нагрузки двигателя. Рабочие машины по характеру изменения нагрузки на валу могут быть отнесены к нескольким группам с типовыми режимами. Существующая классификация предусматривает восемь режимов с услов­ными обозначениями от S1 до S8.

1. Продолжительный номинальный режим работы (S1) —это режим работы двигателя при неизменной на­грузке, продолжающейся столько времени, что превышение температуры всех его частей достигает установившегося значения

Рис. 8.4. Графики, характеризу­ющие продолжительный (S!) ре­жим работы двигателя

Р и с. 8.5. Графики, характе­ризующие кратковременный (S2) режим работы двигателя

. Графики изменения момента М, потерь мощно­сти Д.Р и температуры t° приведены на рис. 8.4.

2. Кратковременный номинальный режим работы (S2) — это режим, в котором периоды неизменной нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя; при этом за время включения превышение температуры не до­стигает установившегося уровня, а за время отключения все части двигателя охлаждаются до температуры окружающей среды. Стандартные значения продолжительности рабочего периода составляют 10, 30, 60 и 90 мин. Графики,характеризующие кратковременный режим работы, показаны на рис. 8.5.

3. Повторно-кратковременный номинальный режим работы (S3) —это режим, в котором кратковременные пери оды неизменной нагрузки (рабо­чие периоды) чередуются с пери­одами отключения двигателя (па­узами), причем как рабочие пе­риоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры могли достигнуть установившихся значений. Гра­фики для этого режима приведе­ны на рис. 8.6.

Рис. 8.6. Графики, характеризующие повторно-кратковременный (S3) режим работы двигателя

Максимальная продолжитель­ность цикла этого режима принята равной 10 мин, а ре­жим характеризуется относительной продолжительностью включения, определяемой по формуле

где t_р, t_о, t_ц — соответственно время работы, паузы и цикла.

Стандартные значения ПВ %, на которые рассчитыва­ются и выпускаются двигатели, предназначенные для по­вторно-кратковременного режима, составляют 15, 25, 40 и 60%.

. Рассмотренные три режима SI, S2, S3 являются основ­ными и наиболее характерными для электродвигателей. Применительно к ним в дальнейшем будут проводиться анализ тепловых процессов двигателя и оценка его нагрева. Кроме них классификация предусматривает еще пять режимов, на которых остановимся очень кратко.

4. Повторно-кратковременный номинальный режим ра­боты с частыми пусками (S4) —это режим, в котором пе­риоды пуска и кратковременной неизменной нагрузки чере­дуются с периодами отключения двигателя, при. этом пре­вышение температуры частей двигателя не достигает уста­новившегося значения. В данном режиме нормируется продолжительность включения, число пусков в час и коэф­фициент инерции электропривода, равный отношению суммарного приведенного момента инерции привода к мо­менту инерции якоря (ротора) двигателя.

5. Повторно-кратковременный номинальный режим ра­боты с частыми писками и электрическим торможением (S5)—это режим, в котором периоды пуска, кратковре­менной неизменной нагрузки и электрического торможения чередуются с периодами отключения двигателя, причем превшшение температуры частей двигателя не достигает установившегося значения. Нормируемые величины те же, что и для режима S4.

6.Перемежающийся номинальный режим работы (S6) —это режим, в котором периоды неизменной нагрузки (рабочие периоды) _чередуются с периодами холостого хода, во время которых двигатель не отключается, при этом превышение температуры частей двигателя не достигает установившегося значения. Этот режим характеризуется относительной продолжительностью нагрузки

где t_хх— время холостого хода.

Нормируемые значения ПН % равны 15, 20, 40 и 60%.

7. Перемежающийся номинальный режим работы с частыми реверсами (S7)—это режим, в котором периоды реверса чередуются с периодами .неизменной нагрузки, при этом превышение температуры частей двигателя не достигает установившегося значения. Для этого режима нормируются число реверсов в час (30, 120 и 240) и коэффициент инерции (как для S5).

8. Перемежающийся номинальный режим работы с двумя или более 'угловыми скоростями (S8) — это режим, в котором периоды с одной нагрузкой на одной скорости чередуются с периодами работы на другой скорости, при этом превышение температуры частей двигателя не достигает установившегося уровня. Для данного режима нормируются число циклов в час (30, 60, 120, 2404, коэффициент инерции (1,2; 1,6; 2; 2,5; 4) и относительная продолжительность нагруз