20 Выбор мощности электродвигателей для продолжительного режима работы с переменной нагрузкой методом эквивалентного момента.

Метод эквивалентного момента применим для электроприводов с двигателями постоянного тока при постоянном магнитном потоке, а также для асинхронных двигателей, когда магнитный поток можно считать примерно постоянным. Его достоинство заключается в том, что определение эквивалентного момента не связано с параметрами двигателя, так как упрощенную нагрузочную диаграмму электропривода можно построить по данным исполнительного механизма. Поскольку для двигателя постоянного тока, работающего с неизменным магнитным потоком Ф, М=кФI=cI, (7.131)

где с=кФ=const, то ,

Подставив (7.132) в (7.129) ,

получим выражение для расчета эквивалентного момента ,

Предварительно выбранный электродвигатель, работая в расчетном режиме, не будет перегреваться, если ,

Аналогично (7.119), можем записать общее выражение для эквивалентного момента

, (7.135)

которое при принимает вид ,

При этом приближенное интегрирование кривой M(t) осуществляется таким же образом, как и кривой тока.

Методом эквивалентного момента нельзя пользоваться при переменном магнитном потоке (двигатели постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения, асинхронные короткозамкнутые двигатели, работающие в пуско-тормозных режимах).

После проверки двигателя по нагреву выполняют проверку его на перегрузочную способность: , где М_max – максимальное значение момента двигателя в цикле работы, - допустимая перегрузочная способность двигателя по моменту.

21 Определение допустимого числа включений асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

В асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором все потери энергии при пуске и торможении выделяются в самом двигателе, увеличивая его нагрев. Чем чаще пускается и тормозится двигатель, тем больше он нагревается. Задача выбора мощности асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в таких режимах сводится к определению допустимого по условиям нагрева числа включений двигателя, когда среднее превышение температуры за цикл работы будет равно допустимой.

В установившемся режиме двигатель отдает в окружающую среду мощность потерь Р_ном , а в период пауз  _оР_ном . В период пуска и торможения в окружающую среду рассеивается мощность Р_ном . Чтобы асинхронный короткозамкнутый двигатель не перегревался необходимо, чтобы выделяемые за время цикла потери энергии были равны энергии, отдаваемой в окружающую среду. Это позволяет составить уравнения теплового равновесия за цикл:

(7.171)

где А_п+А_т  потери энергии в двигателе за время пуска и торможения;

А=Рt_у  потери энергии за время установившегося движения;

t_п ,t_т – время пуска и торможения;

t_о – время паузы;

t_у – время установившегося движения.

Запишем (7.171) в таком виде:

(7.172)

Время установившегося движения

(7.173)

Время паузы

(7.174)

Подставляем (7.173) и (7.174) в (7.172), в результате получаем

(7.175)

Обозначим

тогда (7.175) преобразуется к виду

(7.176)

из которого находим время цикла

(7.177)

Величина

(7.178)

поэтому ей часто пренебрегают, принимая а=0. Время цикла t_ц и число вклю­чений в час Z связаны соотношением

(7.179)

На основании (7.177) с учетом (7.178) и (7.179) определяем допустимое число включений в час асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

(7.180)

При номинальной нагрузке

(7.181)

Выражение (7.180) можно представить по-другому:

Здесь видно, что возможно следующие случаи:

а) , тогда

(7.182)

независимо от продолжительности включения  ;

б) ,

тогда с увеличением  число включений Z тоже увеличивается;

в) ,

в этом случае с ростом  число включений Z уменьшается.

Для увеличения числа включений асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, который работает с номинальной нагрузкой в повторно-кратковременном режиме необходимо иметь независимое охлаждение (_о=1) и минимум потерь энергии при пуске и торможении. Как было показано впереди, наиболее эффективным способом уменьшения потерь энергии при пуске и торможении является частотное управление асинхронным двигателем, когда эти потери могут быть уменьшены в 5-6 раз при времени переходного процесса, соответствующем прямому включению двигателя.

22-23 Регулирование скорости асинхронных

электроприводов при постоянной скорости

идеального холостого хода (w_о=const)

В эту группу входят все способы регулирования скорости за счет изменения скольжения. Из большого разнообразия изменения параметров АД или напряжения питания в настоящее время наиболее распространены:

1. регулирование величины напряжения с помощью полупроводниковых преобразователей и

2. регулирование активного сопротивления ротора (дискретное или импульсное) АД с фазным ротором.