Недостатки синхронных электродвигателей

1.сложность конструкции по срав­нению с асинхронными;

2. сложность пуска к трудности с регулиро­ванием скорости вращения.

Элементы механики электропривода

Уравнение движения электропривода:

где - вращающий момент двигателя, Нм;

- приведенный к валу двигателя момент сопротивления рабочего механизма, Нм;

- приведенный к валу двигателя момент инерции электропривода, кгм²;

- угловая частота вращения двигателя, рад/с.

 Величина  называется динамическим или избыточным моментом электропривода. Положительный динамический момент обеспечивает разгон электропривода, отрицательный - замедление.

Мощность двигателя (Вт),

Поскольку (где измеряется в об/мин), то .

Номинальный момент двигателя можно вычислить по приво­димым в паспорте номинальной мощности и номинальной скорости вращения двигателя :

Приведенный к валу двигателя момент сопротивления, Нм,

где и η - передаточное отношение передачи,

- КПД передачи,

Определение времени ускорения и замедления эп

Время ускорения или замедленияэлектропривода от частоты враще­ния доопределяется путем интегрирования уравнения движенияэлектропривода:

В простейшем случае, когда , ,, получим:

  В частном случае, при пуске двигателя до частоты вращения , время пуска, определяется выражением:

Режимы работы эп Нагрев и охлаждение двигателей в эп

При включении двигателя в сеть и наличии на его валу нагрузки, происходит его нагрев, зависящий от тепловых потерь , времени нагрева , теплоемкости и теплоотдачи двигатели . Эти величины связаны между собой уравнением теплового баланса электродвигателя:

где - превышение температуры двигателя над температурой охлаждающей среды, которую принимают как правило равной +40 °С.

Решение этого уравнения дает зависимость изменения превышения температуры двигателя во времени. Зависимости имеет экспоненциальный характер (рис. 17.2):

где: - установившееся превышение температуры, °С;

- начальное превышение температуры, °С;

- постоянная времени нагревания:

, с

Рис. 17.2. Кривые нагрева и охлаждения электродвигателя

Номинальные режимы работы электродвигателей

Режимы работы стандартизованы. Различают три основных режима: длительный (обозначается символом S1), крат­ковременный (S2) и повторно-кратковременный ( S3).

Длительный - это режим, в котором превышение тем­пературы двигателя достигает установившегося значения. Дли­тельный режим подразделяют на два вида: а) режим с по­стоянной нагрузкой и б) режим с переменной нагрузкой. К типу а) относятся электропривод вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортеров, текстильных станков и др. К типу б) электропривод поршневых компрессоров, прокатных станов, токарных, фрезерных, сверлильных станков и др.

Режим работы электропривода отражают при помощи нагрузочных диаграмм (НД), которые представляют собой зависимость мощности момента или тока двигателя от времени .

Примеры НД для длительного режима и кривая нагрева приведены на рис. 17.3.

 

 

Рис. 17.3. Нагрузочные диаграммы для длительного режима

с постоянной нагрузкой (а) и с переменной нагрузкой (б)

В кратковременном режиме двигатель работает непродолжительное время, в течение которого превышение его температуры не достигает установившегося значения, а после отключения он успевает охладиться до температуры охлаждающей среды (рис. 17.4, а). В этом режиме работают электропривода шлюзов, задвижек нефте- и газопроводов и др.

Рис. 17.4. Нагрузочные диаграммы и диаграммы нагрева для кратковременного режима работы

Повторно-кратковременным называют режим, в котором кратковременные периоды включения двигателя чередуются с периодами пауз, причем в период нагрузки превышение температуры двигателя не достигает установившегося значения, а при отключении не успевает достичь температуры охлаждающей среды. Примеры нагрузочных диаграмм и кривых нагрева для этих режимов приведены на рис. 17.4.

Рис. 17.4. Нагрузочные диаграммы и диаграммы нагрева для повторно-кратковременного режима работы

Свойства двигателей в повторно-кратковременном режиме зависят от продолжительности включения (ПВ). Как видно из диаграммы на рис. 17.4, б, двигатель нагружен в течение времени , а в течение времени следует пауза. Их сумма составляет время цикла .

ПВ - это величина равная отношению времени работы двигателя под нагрузкой ко времени цикла, измеряемая в процентах:

ПВ стандартизованы и составляют 15, 25, 40, 60%. Значение ПВ указывается на паспорте двигателя.

Двигатель мощностью с ПВ1 может быть использован при другой ПВ2. Мощность , на которую можно при этом нагружать двигатель, определяется приближенным соотноше­нием: