3.2.4. Общие методы выбора и проверки мощности

электродвигателей

Продолжительная постоянная нагрузка

Для механизмов, работающих продолжительно с постоянной нагрузкой без регулирования скорости (насосы, вентиляторы и т.п.) расчет мощности приводного двигателя весьма прост, если известна мощность, потребляемая механизмом. Условие (3.2) будет выполнено, если мощность двигателя выбрать из условия

, кВт.

Знак «» означает, что по каталогу выбирается ближайший больший по мощности двигатель. Проверки по нагреву выбранного таким образом двигателя не требуется.

Продолжительная переменная нагрузка

При продолжительной переменной нагрузке проверка по нагреву предварительно выбранного двигателя сводится к проверке выполнения условия (3). Такая проверка связана с построением кривой нагрева, что требует знания параметров, условий охлаждения двигателя и больших затрат времени. На практике пользуются менее точными, но более простыми методами проверки мощности двигателя – метод средних потерь и методы эквивалентного тока, момента и мощности.

Метод средних потерь. Сущность метода заключается в том, что превышение температуры двигателя при неизменной теплоотдаче определяется средними потерями за цикл

,

где – мощность потерь наi-м интервале; – продолжительностьi-го интервала; n – число интервалов; – время цикла.

Если теплоотдача двигателя на отдельных интервалах цикла различна, например, при изменении угловой скорости двигателя с самовентиляцией, средние эквивалентные потери определяются по формуле

,

где

– коэффициент ухудшения теплоотдачи на i-м интервале, соответствующий угловой скорости на этом интервале;

–коэффициент ухудшения теплоотдачи при неподвижном роторе (табл. 3.1).

Условие правильного выбора двигателя по мощности (по нагреву), соответственно:

или .

Метод средних потерь применим для проверки мощности предварительно выбранного двигателя при выполнении следующих условий:

; ,

где m – число циклов.

Таблица 3.1

Примерные значения коэффициента ухудшения теплоотдачи

при неподвижном якоре (роторе) для двигателей различного исполнения

Исполнения двигателя
Закрытый с естественным охлаждением
Закрытый с внешним обдувом
Закрытый с самовентиляцией
Защищенный с независимой вентиляцией	1.0
Защищенный с самовентиляцией

Метод эквивалентного тока. В соответствии с (3.1) выделяющаяся в двигателе постоянного тока средняя мощность потерь определяется эквивалентным током нагрузки

,

где

(3.4)

При использовании двигателя с самовентиляцией и изменяющейся угловой скорости вращения двигателя на участках цикла вместо значения следует подставить.

Метод эквивалентного тока применим для проверки мощности предварительно выбранного двигателя при выполнении следующих дополнительных условий:

; .

Условие правильного выбора двигателя по мощности:

.

Метод эквивалентного момента. При дополнительном условии постоянства магнитного потока , когда момент двигателя пропорционален току, для проверки правильности выбора двигателя по мощности можно воспользоваться методом эквивалентного момента

. (3.5)

При изменяющейся теплоотдаче двигателя вместо значения следует подставить.

Условие правильного выбора двигателя по мощности:

.

Если воспользоваться нагрузочной диаграммой, заданной кривой момента, и тахограммой, то метод эквивалентного момента применим и для выбора двигателя по мощности.

Метод эквивалентной мощности. Если нагрузочная диаграмма электропривода задана графиком мощности, то при работе двигателя с постоянной скоростью выбор и проверка его по нагреву может быть произведена методом эквивалентной мощности

. (3.6)

Условие правильного выбора двигателя по мощности:

.

Метод эквивалентной мощности можно применить и в случае переменной угловой скорости, если эквивалентную мощность определить по формуле

. (3.7)

Рассмотренные методы проверки двигателя по нагреву при переменной нагрузке являются методами эквивалентного преобразования нагрузочной диаграммы к стандартной диаграмме для режима S1, на который рассчитаны двигатели продолжительного режима. Следовательно, этими методами могут быть проверены двигатели продолжительного режима, работающие в режимах S3 – S8. Однако, для режимов S3 – S5 следует выбирать специальные электродвигатели повторно-кратковременного режима.

Наиболее универсальным и точным из всех рассмотренных методов является метод средних или эквивалентных потерь. Методы средних потерь и эквивалентного тока пригодны только для проверки по нагреву предварительно выбранного двигателя. Методы эквивалентного момента и мощности могут быть использованы и для предварительного выбора двигателя по нагрузочной диаграмме механизма или упрощенной нагрузочной диаграмме двигателя, построенной без учета момента инерции двигателя.