2.3 Перевірка вибраного електродвигуна по умовам пуску при падінні напруги

Для електроприводів, що працюють з змінним навантаженням, вибраний по потужності (нагріву) електродвигун перевіряється за умовою можливості пуску при падінні напруги.

Мн.Дв Мн(пуск).

Визначаємо номінальну кутову швидкість електродвигуна ω_н, с^-1, за формулою

(163)

де п_н – номінальна частота обертання електродвигуна, хв.^-1

Визначається номінальний момент електродвигуна М_н, Н∙м, з виразу

, (164)

Визначається момент статичного опору машини приведений до валу електродвигуна М_с.о., Н∙м, за виразом

(165)

де М_пік – найбільший момент робочої машини; w_м – кутова швидкість вала робочої машини.

Припустимо, що двигун запускається при найбільшому навантаженні, тоді момент піку М_пік, Н∙м, знаходимо за формулою

, (166)

де Р_нб – найбільша потужність електродвигуна по навантажувальній діаграмі, кВт; ω_н – номінальна кутова швидкість електродвигуна, с^-1.

Визначається номінальний момент при пуску двигуна

(167)

де μ_тіп – кратність мінімального моменту електродвигуна; U – напруга мережі під час пуску двигуна виражена у відносних одиницях. Орієнтовно можна прийняти U = 0,95. (Менше значення береться для потужніших двигунів).

Якщо М_н < М_н(пуск), то необхідно вибрати двигун більшої потужності.

2.4 Розрахунок і побудова механічних характеристик електродвигуна та робочої машини

Механічною характеристикою робочої машини називають залежність статичних опорів машини від кутової швидкості.

Найбільш загальну залежність, що дає можливість класифікувати сільськогосподарські машини за їх механічними характеристиками, відображає емпірична залежність:

, (168)

де М_поч. – початковий момент опору, Н·м;

М_н – момент статичних опорів машини при номінальній кутовій швидкості, Н·м;

ω – поточні значення кутової швидкості машини, с^-1;

ω_н – номінальна кутова швидкість машини, с^-1;

х – показник степеню, що характеризує зміну статичного моменту опорів від кутової швидкості.

Враховуючи, що початковий момент опору для різних машин не однаковий його значення беремо з таблиці 20.

Таблиця 20 – Значення початкового моменту опору для різних машин

Тип машини	Значення початкового моменту, Н·м
Вентилятори
Насоси
Вакуум-насоси
Дробарки
Змішувачі
Транспортери
Для всіх інших машин

По результатам таблицю 21 будуємо механічну характеристику робочої машини.

Таблиця 21 – Результати розрахунків координат точок для побудови механічної характеристики робочої машини

ω, с-1
М, Н·м

Дані розрахунку можливо перевірити за допомогою програми Excel.

Розрахунок та побудова механічної характеристики електричного двигуна

Визначаємо при холостому ході момент двигуна і кутову швидкість

При холостому ході момент на валу двигуна буде рівний нулю:

Кутова швидкість при холостому ході двигуна приблизно дорівнює синхронній кутовій швидкості , а частота обертання при холостому ході буде рівна синхронній частоті обертання .

(169)

де п₀ – синхронна частота обертання, хв.^-1.;

f – частота струму, Гц;

р – число пар полюсів.

(170)

Координати т.1 (0_.; ω_0.).

Визначаємо момент та кутову швидкість при номінальному режимі роботи електродвигуна

Номінальний момент та кутова швидкість електродвигуна визначається за формулами 163, 164.

Координати т.2 (Μ_н; ω_н).

Визначення координат т.3 для критичного режиму роботи електродвигуна

Критичний момент М_кр, Н·м, буде дорівнювати максимальному моменту

, (171)

де μ_тах – кратність максимального моменту

Критичну обертову швидкість ω_кр, с^-1, визначаємо за формулою

, (172)

де S_кр – ковзання, яке відповідає максимальному моменту

, (173)

де S_н – номінальне ковзання

, (174)

Координати т.3 (Μ_тах; ω_кр).

Мінімальний режим роботи електродвигуна

Момент мінімальний М_тіп, Н·м, визначається за виразом

, (175)

де μ_тіп – кратність мінімального моменту

Мінімальний пусковий момент спостерігається при кутовій швидкості (0,15..0,3)ω₀.

Мінімальна кутова швидкість ω_тіп, с^-1, буде дорівнювати

(176)

Координати т.4 (Μ_тіп; ω_тіп).

При пусковому режимі електродвигуна момент пусковий М_пуск, Н·м, становить

, (177)

де μ_пус. – кратність пускового моменту

При запуску електродвигуна кутова швидкість дорівнює нулю.

Координати т.5 (Μ_пус.; 0 ).

По даним координатам ми можемо побудувати природну механічну характеристику електродвигуна. Але бувають випадки коли потрібно знати механічну характеристику при зниженій напрузі, така характеристика називається штучною.

Визначаємо значення моментів при зниженій напрузі за формулою

, (178)

т.1 М_х.х.=0,

т.2 , (179)

т.3 , (180)

т.4 , (181)

т.5 , (182)

Визначаємо жорсткість штучної характеристики на ділянці 2..3