7.Расчёт потерь энергии в асинхронном двигателе при номинальном напряжении питания и пуске системы

Потери энергии при пуске асинхронного двигателя практически полностью определяются электрическими потерями энергии в его обмотках, которые прямо пропорциональны квадрату силы тока. При прямом пуске асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором можно принять, что в период пуска токи статора и ротора равны. Тогда для расчёта потерь энергии в джоулях (Дж) за время пуска электродвигателя справедливо выражение

(7.1)

где –номинальные электрические (переменные) потери мощности двигателя, Вт;

-кратность тока двигателя по отношению к номинальному в любой рассматриваемый период времени пуска;

-продолжительность пуска двигателя, с.

Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором общего назначения можно считать, что за период пуска средняя (эквивалентная) величина тока двигателя составляет 0,9 его пускового тока при , т.е.

(7.2)

С учетом этого имеем

(7.3)

Номинальные электрические потери мощности двигателя можно определить по выражению

(7.4)

где а коэффициент, равный отношению постоянных потерь мощности двига­теля к переменным. Принять =0,6.

Таким образом, обобщенная расчетная формула для определения потерь энергии в джоулях при пуске асинхронного двигателя будет:

(7.5)

Потери энергии в асинхронном двигателе, Дж, при пуске системы бед нагрузки можно рассчитать не прибегая к предварительному определению про­должительности пуска с учетом, что ,

(7.6)

8.Рассчитать предельно допустимой частоты включений электропривода

При нагрузке асинхронного двигателя в периоды работы близкой к номинальной, предельно допустимая частота его включения в течение одного часа, исходя из условия допустимого нагрева электродвигателя, рассчитывается по формуле:

(8.1)

(8.2)

9. Рассчитать и построить кривую изменении превышении температуры электродвигателя

Расчет превышения температуры электродвигателя на каждом участке на­грузочной диаграммы производится на основании уравнения

, (9.1)

где - начальное превышение температуры двигателя на -м участке, °С.

- установившееся превышение температуры двигателя, которое бы на­ступило при неограниченно длительной его работе с нагрузкой -roучастка. °С.

Установившееся превышение температуры электродвигателя на каждом участке рассчитывают по формуле

(9.2)

где А - теплоотдача электродвигателя, Вт/°С.

Значение А определяют на основании каталожных данных выбранного электродвигателя по выражению

(9.3)

Чтобы определить, как изменяется превышение температуры электродви­гателя на каждом из участков нагрузочной диаграммы, необходимо сравнить начальное превышение температуры на

данном участке с его установив­шимся превышением температуры ,вычисленным по (9.2).

Если , , то будет происходить процесс нагрева электродвигателя Если , , то будет происходить процесс охлаждения электродвигателя.

Если , , то температура двигателя на данном участке нагрузочной диа­граммы изменяться не будет.

Причем следует помнить, что конечное значение превышения температу­ры электродвигателя на предыдущем участке будет равно начальному пре­вышению температуры электродвигателя на рассматриваемом участке .

При включении электродвигателя в работу из холодного состояния, когда его температура равна температуре окружающей среды, начальное превышение = 0. Поэтому на первом участке всегда будет происходить нагрев электродвигателя.

При расчете кривой необходимо для каждой нагрузки значения текущего времени tпринимать равными в начале ( =0) в конце и в середине выбранного участка нагрузочной диаграммы. В этом случае кривая нагрева(охлаждения) на каждом участке будет строиться по трем точкам, расположенным в начале, в конце и в середине участка. Расчет начинать с первого участка (периода работы) нагрузочной диаграммы.

При отключении двигателя от сети потери мощности в нем прекратятся. Тогда согласно (9.2)

= 0 и уравнение (9.1) примет вид

, (9.4)

где — постоянная времени охлаждения отключенного двигателя, мин.

Давая значения в начале (t=0), в середине и в конце участка охлаждения длительностью ₀ по (9.4), рассчитывают кривую охлаждения двигателя после отключения.

Результаты расчета свести в таблицу 3.1 и построить кривую изменения превышения температуры электродвигателя, совместив ее с нагрузочной диа­граммой.