3.5 Построение нагрузочной диаграммы электропривода

Так как момент и ток связаны линейной зависимостью, нагрузочную диаграмму строим для момента, который определяется из основного уравнения движения электропривода:

, (3.11)

где - статический момент на валу двигателя, Н·м,

- суммарный момент инерции электропривода, кг×м^2,ω - угловая скорость двигателя, рад/с.

Динамический момент электропривода M_дин предварительно определяют приближенно, принимая линейный закон изменения скорости:

, (3.12)

где ω_у - установившаяся скорость двигателя на данном интервале скоростной диаграммы, рад/с,_{п, т} - время пуска (торможения), с.

Время пуска определяем по следующей формуле:

Для данного ЭП J_МЕХ - момент инерции рабочего колеса насоса.

гдеh - толщина стали рабочего колеса насоса (3 мм);

- плотность стали (7,8 т/м³);- радиус рабочего колеса насоса (105 мм);- коэффициент, учитывающий массу лопаток и других частей механизма.

Для определения М_{АД СР} необходимо определить площадь фигуры, ограниченной осью Х и кривой M = f (ω) на естественной механической характеристике, полученное значение разделить на ω _HOM.

Для определения площади разбиваем естественную механическую характеристику на несколько элементарных площадей и находим сумму площадей.

Найдем динамический момент:

.

Дальнейшее построение нагрузочной диаграммы ведем с учетом того, что при пуске электропривода его нагрузочная диаграмма описывается следующим выражением:

. (3.15)

По достижении электроприводом установившейся скорости, нагрузочная диаграмма описывается следующим выражением:

. (3.16)

На участках снижения скорости, уравнение движения электропривода имеет вид:

. (3.17)

Используя данные, полученные ранее для построения нагрузочной диаграммы механизма, построим нагрузочную диаграмму электропривода, которая представлена на рисунке 3.15.

Рисунок 3.9 - Нагрузочная диаграмма электропривода

3.6 Проверка выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности

Произведём проверку выбранного электродвигателя по нагреву. Температура нагрева двигателя определяется по формуле:

, (3.18)

где ₀ - температура начального подогрева двигателя;

υ_т - скорость нарастания температуры обмотки ЭД. Из справочника [6] определяем: υ_т = 10,3 ⁰С/с;_П=3,36 с из подраздела 3.5 - время прямого пуска электродвигателя.

Температура начального подогрева двигателя определяется по формуле:

(3.19)

где:

Θ_с - температура среды насосной станции.

Исходя из условий работы установки температура воды в расходном резервуаре колеблется в пределах:

1. Зимой температура воды составляет 7 … 12 ⁰С;

2. Летом температура воды составляет 16 … 20 ⁰С.

Примем наиболее тяжелый режим работы и примем Θ_с = 20 ⁰С.

Θ_ном = 150 ⁰С - номинальная температура нагрева изоляции класса F;

Вычислим по формуле (3.19) температуру начального подогрева двигателя:

Вычислим температуру нагрева двигателя по формуле (3.18):

Если двигатель подходит по нагреву, то должно выполняться условие:

где: Θ_{доп -} температура, которую однократно может превысить двигатель за время прямого пуска. Для изоляции класса F допустимая температура равна Θ_доп = 200 ⁰С.

Условие выполняется, так как 129,1 ≤ 200 ⁰С, и следовательно двигатель по нагреву подходит.

Произведём проверку выбранного электродвигателя по перегрузочной способности.

Проведем проверку двигателя по перегрузочной способности с учетом возможного понижения напряжения сети на 10%.

Так как двигатель работает в непрерывном режиме, то максимальный момент нагрузки будет равен:

где из подраздела 3.3.

Условие выбора ЭД по перегрузочной способности:

М_{нагр. мах} < М_доп

,22 <108,63.

Условие выполняется, двигатель по перегрузочной способности подходит.