Звернути увагу

Кількість моментів залежить від кількості передаточних чисел або відношень кінематичної схеми.

Визначаємо потрібну потужність для даної робочої машини Р_п, кВт, за формулою

(22)

(23)

Згідно потрібної потужності та частоти обертання машини з додатку А вибираємо для даної робочої машини (механізму) електродвигун виходячи з умов

; (24)

Запам’ятайте

Так, як деякі машини в с.г. працюють недовантаженими (наприклад, к_з.м = 0,8 для доїльних установок), то й двигун, відповідно, буде працювати недовантаженим. Якщо двигун завантажений менше, ніж на 70% (к_з. = 0,7), то вважається що його використовувати не доцільно і слід обрати двигун меншої потужності. Якщо двигун перевантажений більше, ніж на 20% (к_з. = 1,2), то слід обирати потужніший двигун.

Визначаємо коефіцієнт каталожної неув’язки к_к.н. і завантаження двигуна к_з. за формулами

, (25)

де Р_н – номінальна потужність електродвигуна, кВт.

З таблиці 2 беремо коефіцієнт завантаження машини κ_з.м. і визначаємо коефіцієнт завантаження двигуна за формулою

, (26)

де к_з.м. – коефіцієнт завантаження машин.

Таблиця 2 – Значення коефіцієнтів завантаження машин

Назва машин і механізмів	Значення коефіцієнта завантаження, кз.м.
Зерноочисні машини	1,0
Транспортери кормів, зерна тощо	0,8
Транспортери гною	0,6
Кормоприготувальні машини	0,6..1
Доїльні установки	0,8
Верстати і механізми механічних майстерень	0,7..0,8
Верстати і деревообробних механічних майстерень	0,65
Пилорами	0,65
Сепаратори	0,95
Пастеризатори	0,95
Холодильні установки	0,65
Інкубатори	1
Млини	0,7..0,9
Насоси і вентилятори	1
Освітлювальні установки	1

2.2 Аналітичний розрахунок електродвигуна до робочої машини

Вибір електродвигуна по потужності необхідно виконувати знаючи характер зміни навантаження електропривода (потужності, моменту) в часі, тобто мати навантажувальну діаграму.

Оскільки сільськогосподарські машини поставляють з електродвигунами, то слід виконати перевірочний розрахунок електропривода у такій послідовності:

1) За розрахунками або дослідними даними побудувати графік навантажувальної діаграми машини (рисунок 2)

Р_м = f(t), або М_м = f(t)

2) За навантажувальною діаграмою встановити режими роботи електропривода та розраховуємо його еквівалентну потужність.

а) навантажувальна діаграма з прямокутною характеристикою

Рисунок 2 – Навантажувальна діаграма подрібнювача кормів

б) навантажувальна діаграма з трикутною та трапецевидною характеристиками

Рисунок 3  Навантажувальна діаграма робочої машини.

Режими роботи електродвигунів, які приводять в рух різні сільськогосподарські машини, дуже різноманітні. Якщо привод працює в режимах: тривалий – S1, короткочасний – S2, переміжний – S6, переміжний з частими пусками – S7, то вибираються двигуни тривалого режиму роботи. Для режимів роботи: повторно-короткочасний – S3, повторно-короткочасний з частими пусками – S4, повторно-короткочасний з частими пусками і електричним гальмуванням – S5 вибираються електродвигуни повторно-короткочасного режиму.

Для спрощення розрахунків ці режими зведені до трьох основних: тривалий; короткочасний; повторно – короткочасний.

Відповідно до цього виготовляються електродвигуни, призначені для трьох режимів роботи.

Тривалим режимом роботи називається режим, при якому довгочасність роботи така велика, що температура двигуна досягає усталеного значення, після чого все тепло, яке виділяється у ньому, віддається в навколишнє середовище і температура двигуна не підвищується.

Короткочасним режимом роботи двигуна називається такий режим, при якому двигун під час зупинки встигає охолонути до температури навколишнього середовища, а під час роботи не встигає нагрітися до усталеної температури. За ГОСТами передбачаються такі тривалості робочого періоду: 15, 30, 60 і 90 хв.

Повторно – короткочасним режимом роботи називається такий режим, при якому робочі періоди і паузи. У цьому режимі двигун не встигає за один робочий період нагрітися до усталеної температури і за одну паузу не встигає охолонути до температури навколишнього середовища.

Повторно – короткочасним режимом роботи характеризується відносною тривалістю вмикання ТВ, %, яка визначається за формулою

, (27)

де t_р – тривалість роботи, с; t₀ – тривалість паузи, с; t_ц – тривалість циклу, с.

Тривалість одного циклу при повторно – короткочасному режимі не повинна перевищувати 10 хв. Наші заводи виготовляють для повторно – короткочасного режиму спеціальні електродвигуни на стандартну тривалість вмикання: 15, 25, 40 і 60%.

Більшість сільськогосподарських електродвигунів працює в тривалому режимі: приводи молотарок, зерноочисних, приготувальних, доїльних та інших машин (насосів, вентиляторів тощо).

У короткочасному режимі працюють двигуни, які приводять у рух механізм повертання лотків в електроінкубаторах; іноді двигуни вентиляторів встановлених в тваринницьких приміщеннях; двигуни транспортерів для вивантаження силосу з траншей і силосних башт; двигуни транспортерів для роздавання кормів; транспортерів для видалення гною тощо.

У повторно – короткочасному режимі працюють електродвигуни привода візків підвісної дороги, електрокарів, стригальних машин, тельферів, насосів у безбашенних водокачках тощо.

Для визначення режиму роботи електродвигуна необхідно визначити сталу часу нагрівання Т_н, яка залежить від його потужності.

Таблиця 3  Орієнтовні значення сталої часу нагрівання асинхронних електродвигунів

Номінальна потужність електродвигуна, кВт	Значення Тн, хв
До 4	15..20
5,5..11	25..30
15..37	35..40
45..90	50..60

Для режиму роботи S1 повинна виконуватись умова

t_p ³ 4T_н ,

де t_p – сумарний час роботи електроприводу.

Еквівалентна потужність на валу машини Р_ем, кВт, розраховується відповідно навантажувальній діаграмі за виразами

1) для навантажувальної діаграми зображеної на рисунку 2

, (28)

де Р_і – потужність на валу електродвигуна в і – й період роботи, кВт; t_і  тривалість і-го періоду роботи, хв; п  кількість періодів навантаження.

2) для навантажувальної діаграми зображеної на рисунку 3

(29)

Еквівалентна потужність на валу електродвигуна Р_е, кВт, визначається за формулою

(30)

де η_{пер.ном} ККД передачі.

За числом пар полюсів р, наведеними у завданні, визначається синхронна частота обертання електродвигуна п_с, хв.^-1, з виразу

, (31)

де f – частота мережі, Гц; р – число пар полюсів електродвигуна.

По потужності (нагріву) вибирається електродвигун за умовою

Р_ном ≥ Р_е.

Для електроприводів, що працюють в короткочасному режимі роботи, електродвигуни вибирають за умовами:

Р_ном ³ Р_е; t_p.ст ³ t_p

де t_р.ст  стандартна тривалість короткочасної роботи двигуна, t_р.ст = 10, 30, 60, 90 хв.

3) Вибрати електродвигун відповідного конструктивного та кліматичного виконання і способу монтажу.

За конструктивним виконанням і способом монтажу електродвигуни вибирають залежно від конструктивних особливостей робочих машин і передавальних пристроїв та умов експлуатації електроприводів.

В тих випадках, коли навантажувальна діаграма відсутня, попередній вибір електродвигуна виконують на основі формул або довідникових даних. Нижче приведені аналітичні та емпіричні формули для розрахунку потужності Р, кВт електродвигуна, для приводу сільськогосподарської машини.