4.4. Расчет мощности приводного двигателя

Для определения требуемой мощности двигателя по нагрузочной диаграмме механизма сначала находится средний статический момент сопротивления:

,

Затем требуемый номинальный момент двигателя:

Требуемая расчетная мощность двигателя:

,

Где – основная скорость, на которой двигатель должен работать. За основную скорость примем скорость механизма

Найденную расчетную мощность пересчитаем на номинальную ПВ%= 40% по формуле:

4.5. Выбор приводного двигателя и редуктора

Приводной двигатель выполняется исходя из условия при ПВ%=40%

По найденному значению мощности, пересчитанной на стандартный ПВ% выберем несколько двигателей одного типа с различными значениями мощности (не более ±5 кВт).В связи с тем, что для механизмов циклического действия, работающих в интенсивных пуско-тормозных режимах, величина передаточного числа редуктора существенно влияет на быстродействие, потери энергии, габариты и т.п., следует выбирать величину передаточного числа, а соответственно и номинальную скорость двигателя на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов.

Выберем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии МТКН: МТКН-411-6 и МТКН-412-6

Для каждого выбранного двигателя вычислим расчетное передаточное число редуктора( ):

Выполним расчет редуктора для каждого случая:

Расчетная мощность редуктора типа ЦОН (где Р_нд – номинальная мощность, передаваемая с вала двигателя; К_з - коэффициент, принимаемый равный 2,2 при среднем режиме работы):

Сведем расчеты в таблицу и выберем подходящий двигатель.

Таблица 2 Сравнение двигателей

Тип двигателя	Pнд, кВт	ωн, 1/с	i	Jд, кг*м2	Ррасч, кВт	Тип редуктора	КПД	Рнр, кВт	ωнр, 1/с	Jд*i2
МТКН-411-6	22	97,9	4,895	0,475	48,4	ЦОН-25	0,97	67,2	105	11,381
МТКН-412-6	30	97,9	4,895	0,638	66	ЦОН-25	0,97	77	105	15,287

Так как у двигателя МТКН-411-6 произведение J_д*i² меньше, то выберем его для использования в нашем приводе.

Таблица 3 Технические характеристики двигателя МТКН-411-6

Тип двигателя	Рн, кВт	ωн, 1/с	cosφн %	ηн,%	λм	I1н,А	Ixx,А
MTKH-411-6	22	97,9	79	83	2,6	51	31
R1, Ом	X1, Ом	I'2н, А	R'2, Ом	X'2, Ом	Kr(∙104)	Jд, кг*м2	Sн
0,22	0,27	45,4	0,33	0,35	0,32	0,475	0,068

Чтобы проверить правильность сделанного выбора, необходимо установить соответствует ли номинальная перегрузочная способность двигателя фактической перегрузочной способности во время возможных превышений момента (в течение цикла возможны случайные кратковременные перегрузки, превышающие максимальный статический момент в 2 2,5 раза).

где – фактическая и номинальная перегрузки двигателя по моменту; М_см – максимальный статический момент сопротивления, приведенный к валу двигателя, Н*м, М_макс –критический момент. М_н – номинальный статический момент.

Если двигатель удовлетворяет условиям перегрузки, для него производятся все дальнейшие расчеты.

Рассчитаем номинальный момент асинхронной машины:

;

Рассчитаем номинальный момент на валу двигателя:

;

Рассчитаем момент холостого хода двигателя:

;

Рассчитаем приведенные моменты сопротивления рабочей машины, соответствующие каждой из установившихся скоростей , двигателя:

;

;

;

Рассчитаем фактические моменты сопротивления рабочей машины:

;

;

;

Проверим, удовлетворяет ли двигатель условию по перегрузочной способности:

Как видно из расчетов выбранный двигатель не удовлетворяет условию по перегрузочной способности, поэтому выберем двигатель большей мощности и повторим расчет. В качестве двигателя выберем МТКН-412-6

Таблица 4 Технические характеристики двигателя МТКН-412-6

Тип двигателя	Рн, кВт	ωн, 1/с	cosφн %	ηн,%	λм	I1н,А	Ixx,А
MTKH-412-6	30	97,9	78	84	3,3	70	42
R1, Ом	X1, Ом	I'2н, А	R'2, Ом	X'2, Ом	Kr(∙104)	Jд, кг*м2	Sн
0,13	0,2	46	0,24	0,25	0,17	0,638	0,068

Рассчитаем номинальный момент асинхронной машины:

;

Рассчитаем номинальный момент на валу двигателя:

;

Рассчитаем момент холостого хода двигателя:

;

Рассчитаем приведенные моменты сопротивления рабочей машины, соответствующие каждой из установившихся скоростей , двигателя:

;

;

;

Рассчитаем фактические моменты сопротивления рабочей машины:

;

;

;

Проверим, удовлетворяет ли двигатель условию по перегрузочной способности:

Как видно из расчетов данный двигатель удовлетворяет условию по перегрузочной способности, следовательно выбор сделан верно и его можно использовать в нашем механизме.

По фактическому передаточному числу редуктора определим момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя:

;