16 Выбор мощности электродвигателей для повторно-кратковременного режима работы

Е сли двигатель длительного режима работы будут работать с номинальной нагрузкой в повторно-кратковременном режиме, то температура его не достигнет установившегося значения. Следовательно, двигатель не будет полностью использован по нагреву. Для полного использования двигателя по нагреву его можно дополнительно нагрузить и эту дополнительную нагрузку определить по методике, аналогичной кратковременному режиму. Но двигатели длительного режима, работающие в повторно-кратковременном режиме, имеют низкий к.п.д., меньшую механическую и электрическую перегрузочную способность. Поэтому для повторно-кратковременного режима применяют двигатели специальных серий: для постоянного тока, например, серии 2Д, ДП, для переменного  4АС, 4МТ, 4МТК. Эти двигатели имеют бóльшую механическую и электрическую перегрузочную способность по сравнению с двигателями длительного режима. Конструктивно они разработаны так, чтобы иметь меньшие потери энергии при прямом пуске и торможении. Постоянные и переменные потери мощности у них перераспределены, чтобы иметь максимальный к.п.д. в рабочем периоде. Номинальная мощность двигателей повторно-кратковременного режима устанавливается заводом-изготовителем на основе стендовых испытаний на нагрев, где учитывается изменение условий теплоотдачи во время остановок двигателя. Методика расчета мощности двигателей повторно-кратковременного режима дает приемлемые результаты, если время цикла t_ц примерно на порядок меньше постоянной времени нагрева Т_н двигателя. Если продолжительность цикла больше 10 минут, то режим считается длительным с переменной нагрузкой. При ПВ>70% двигатель можно выбирать как для длительного режима с переменной нагрузкой, а при ПВ<15%  как для кратковременного режима.

Если реальный график нагрузки отличается от стандартного (рис.7.23), то продолжительность включения рассчитывается таким образом

Реальный ток (или момент) в течении рабочего периода заменяется эквивалентным

(7.163)

где n – число участков рабочего периода t_р ,

_ох(_i)  коэффициент ухудшения охлаждения на i-том участке с угловой скоростью _i

Так как расчетное значение продолжительности включения  (или ПВ) обычно не совпадает со стандартным _ст (или ПВ_ст), то ток (или момент) при данном  приводится к стандартному значению _ст , исходя из эквивалентности энергии, идущей на нагрев двигателя:

(7.164)

Где (7.165)

Из (7.164) находим коэффициент загрузки

(7.166)

и соответственно

(7.167)

Если принять, как это часто делается, а=0, то

(7.168)

Условием проверки двигателя по нагреву будет:

(7.169)

Двигатель будет удовлетворять перегрузочной способности, если

(7.170)

Можно представить следующий порядок выбора двигателя для повторно-кратковременного режима работы:

1. На основании нагрузочной диаграммы механизма рассчитывают реальное значение , статическую мощность и предварительно выбирают двигатель.

2. Рассчитывают переходные процессы и строят нагрузочную диаграмму электропривода за цикл.

3. Рассчитывают эквивалентное значение тока (или момента) за рабочий период и приводят его у стандартному значению _ст.

4. Проверяют электродвигателей по нагреву и перегрузочной способности.

Если условие нагрева или перегрузочной способности не выполняется, выбирают двигатель большей мощности и процедуру проверки повторяют.