22 Выбор мощности электродвигателей для длительного режима работы s1

В этом режиме пуски и остановки электродвигателя чрезвычайно редкие, поэтому пусковые и тормозные процессы практически не влияют на установившуюся температуру обмоток.

Номинальная мощность электродвигателя определяется на основе статической мощности механизма Р_м: , (7.88)

где К_зап=1,05 – 1,1 – коэффициент запаса, - КПД механической передачи.

Выбранный таким образом электродвигатель будет пригоден для работы, если температура окружающей среды не превышает +40^оС. Если температура внешней среды отличается от стандартной, то следует определить фактическую тепловую мощность электродвигателя через допустимый коэффициент загрузки.

Допустимое значение температуры перегрева

, (7.89)

где - допустимая температура изоляции обмотки.

При отличии температуры внешней среды от +40^оС перегрев можно представить таким образом: , (7.90) где , (7.91)

При постоянной теплоотдаче перегрев пропорционален потерям мощности, поэтому

, (7.92)

Принимая во внимание (6.17), отношение (7.92) можно записать в виде

, (7.93)

откуда находим допустимый коэффициент загрузки электродвигателя

53

, (7.94)

При имеем и К_з>1, следовательно, при данной внешней температуре электродвигатель можно загрузить выше номинальной мощности и он не будет перегреваться.

Если , то и допустимый коэффициент загрузки становится меньше единицы. Это значит, что при данной внешней температуре электродвигатель нельзя нагружать на номинальную мощность.

Граничная внешняя температура , при которой электродвигатель может работать только вхолостую, определяется из уравнения , (7.95)

откуда находим , (7.96)

и с учетом (7.91) , (7.97)

Электродвигатели, работающие в режиме S1, могут иметь большой коэффициент инерции К_J (K_J=1,2 – 10), что обуславливает большие потери энергии при прямом пуске, например, асинхронных короткозамкнутых двигателей или синхронных двигателей и, как следствие, значительный нагрев обмоток. Поэтому необходимо проверить нагрев электродвигателя за время пуска. Это можно сделать, полагая адиабатический процесс нагрева. Тогда температура перегрева обмотки в конце пуска

, (7.98)

где - потери энергии за время пуска, идущие на нагрев обмотки, m – масса обмотки, С_уд - удельная теплоемкость проводникового материала, из которого сделана обмотка

Температура обмотки в конце пуска электродвигателя , (7.99)

не должна превышать предельно допустимой температуры . В качестве предельной принимается температура срабатывания встроенной температурной защиты при кратковременных перегрузках, равная - для изоляции класса В, - для изоляции класса F. Температура обмотки ротора не должна превышать 250^оС.

54

23 Выбор мощности электродвигателей для длительного режима работы с переменной нагрузкой(режимы s6-s8). Метод средних потерь

Примем допущение о цикличности нагрузочной диаграммы электропривода, которая состоит из отдельных участков с разной величиной нагрузки. Рассмотрим установившийся в тепловом отношении режим, когда температура перегрева в начале и в конце цикла одинакова, а на протяжении цикла изменяется относительно среднего значения (Рис.7.16).

При этих условиях выделяемое в электродвигателе за время цикла t_ц количества тепла отдается в окружающую среду, т.е.

, (7.100)

где , (7.101)

А, R_т – теплоотдача и тепловое сопротивление.

Разделим на t_ц обе части равенства (7.100):

, (7.102)

Отсюда следует, что при постоянной величине А теплоотдачи в окружающую среду средние потери мощности пропорциональны средней температуре перегрева , где

, (7.103)