8,1 Нагрузки и нагрузочные режимы двигателей электропривода.

Мощность электрического привода зависит от мощности используемого в его составе двигателя, который должен иметь в процессе работы допустимую температуру нагрева, надежно запускаться при возможных снижениях питающего напряжения, устойчиво работать при возникновении различных внешних возмущений.

Расчет мощности электродвигателя ЭП механизма.Основа расчета мощности расчета ЭД привода в любом режиме работы служит егонагрузочная диаграмма, которая показывает изменение выбранного показателя нагрузкиLдвигателя в течение характерного периода времени, то есть необходимо иметь зависимостьL=f(t).

Показателем нагрузки Lмогут быть:

Ток , потребляемый двигателем; момент нагрузки М на его валу; мощьность Р на валу или потребляемая двигателем из сети (см.ри.)

Фактическая L=f₁(t) и аппроксимирующая ступенчатаяL=f₂(t) диаграммы нагрузки электродвигателя.

Нагрузочные диаграммы ЭП получают расчётным путёмилиэкспериментально. Значение и продолжительность той или иной нагрузки ЭП определяется техническим процессом.

Для хорошо изученных машин и механизмов нагрузки рассчитывают по сответствующим формулам. Апример, формулы для расчёта мощьности нагрузки Px, Вт на валу двигателя электропривода некоторых механизмов следующие:

Центробежный или севой вентилятор.

,

Где Q– подача насоса, p – давление, развиваемое вентилятором, Па (1 Па = 0,102 мм.вод.ст.),- КПД вентилятора = 0,50,85 – большее значение соответствует более мощьным вентиляторам,- КПД передачи, 0,85-0,95 для клиноременной и 1,0 при непосредственно прямом соединении рабочего колеса вентилятора с валом двителя.

Насос подачи жидкости.

,

Где Q– подача насоса,

p– давление, развиваемое насосом, 1м. вод.ст. = 9806,65 Па, 1 Па = 1н/

–плотность перекачеваемой жидкости, кг/. Для воды,- КПД насоса, равный 0,65-0,85 для поршневых, 0,6-0,8- для центробежных насосов; 0,3-0,5 – для вихревых, причём 0,5 соответствует более мощным насосам.

- КПД механической передачи.

Конвейер (транспортёр)

,

Где Q – подача конвейера, кг/с

с – коэффициент движению равный: для ленточных конвейеров 0,26-0,33; для скребковых с роликовыми цепями 0,7-2,25, с безроликовыми 1,6-4,2, для винтовых конвейеров для перемещения сухой земли или песка 2,5, а цемента, глины, извести – 4,

L– длина конвейера по горизонтали, м

H– высота перемещения груза (+вверх, - вниз), м,- общий КПД всех механических передач изnступеней,. Для одной ступени: цапфы опор с подшипниками скольжения 0,94 … 0,97, то же самое с подшипниками качения 0,98 – 0,99, цилиндрическая передача – 0,96 – 0,99, первичная передача – 0,6 – 0,8, клиноремённая передача 0,85 – 0,95; фрикционная передача 0,7 … 0,8.

Грузоподъёмный механизм.

Где G– общий вес поднимаемого груза, н, v – скорость подъёма груза, м/с,- общий КПД механических передач.

Механизм поступательного передижения.

,

Где – коэффициент трения-движения, равный тангенсу угла наклона поверхностью движения к горизонту, при котором под действием веса механизма он начинает равномерное движение;

G– общий перемещаем вес,

V- скорость перемещения, м/с

- общий КПД механической передачи.

Нагрузочные режимы двигаелей ЭП.

Продолжительность нагрузки двигателя ЭП и её значение определяется технологическим процессом, в котором используют конкретно электропроводную установку.

Различный характер работы технологических установок обусловил выделенрие восьми стандартизированныйх нагрузочных режиов работы двигателя ЭП, условные обозначение которых, представленное на паспортном щитке ЭД, S1, S2, …S8. Из нихS1 – продолжительный,S2 – кратковременный, S3 – повторнократковременный иS6 – перемещающийся – основные, аS4 – повторно-кратковременный с частыми пусками,S5 – повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением,s7 – перемещающийся с частыми реверсами иS8 – перемещающийся с изменением частоты вращения – дополнительные режимы.

Дополнительный нагрузочный режим работы S1 двигателяЭП, характеризующийся длительной номинальной мощностью, которую указывают на паспортном щитке ЭД. С этой мощностью двигатель может работать неограниченно долго. При этом температура всех частей ЭД достигает установившихся значений. Для кратковременного нагрузочного режима работыS2 помимо мощности указывают и предельную продолжительность работы с этой мощностью. ЭД режимаS2 выпускают на стандартные продолжительности работы 10, 30, 60 90 минут.

На грузочный режим повторно-кратковременный S3 дополнительно к паспортной мощности характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ),

;

Где ,, продолжительности работы отключения и одного цикла при 10 мин

Стандартые значения ПВ:15, 25, 40 и 60%.

Режимы нагрузки двигателя ЭП повторно-кратковременый с частыми пусками S4 и повторно-кратковременными с частыми пусками и электрическим торможениемS5, помимо значения мощности и ПВ ещё характеризуется допускаемой частотой включений в час (h) состандартными значениями 30, 60, 120, 240 при оговорённом коэффициенте инерции ЭПсо стандартными значениями 1,2; 1,6; 2,5 и 4. Электродвигатели перемещающегося режимаS6 наряду с номинальной мощностью характеризуются номинальным значением продолжительностью нагрузки (ПН)

Где – продолжительности работы х.х. и одного цикла при 10 мин .

Стандартные значения ПН: 15, 25, 40, 60%.

Для режима перемещающегося с частыми реверсами S7 дополнительно указывают числа реверса в час (станд. Значения 30, 60, 120, 240 рев/ч приF𝚥=1,2; 1,6; 2,5 и 4), а для перемещающегося режима с изменением частоты вращенияS8 – продолжительность работы с разной частотой вращения.

В случае измененной нагрузки двигателя ЭП ее из условия сохранения средних потерь мощности и соответственно среднего превышения температуры двигателя над температурой окружающей среды заменяют среднеквадратической, являющейся эквивалентной постоянной:

,

Где ,– значения показателя и продолжительности нагрузки дляi-го участка нагрузочной диаграммы ЭП,m-число участкой нагрузочной диаграммы. При постоянной нагрузкееё значение для одного участка нагрузки (m=1) совпадает с эквивалентным значением