Различают следующие режимы работы электродвигателей: 1) длительный; 2) кратковременный; 3) повторно-кратковременный.
Длительный режим.
Рассмотрим этот режим при постоянной и переменной нагрузках.
Рис. 13.3. Диаграмма работы двигателя в длительном |
Рис. 13.4. Диаграмма работы двигателя в длительном |
режиме с постоянной нагрузкой |
режиме с переменной нагрузкой |
При постоянной нагрузке (рис. 13.3) температура перегрева двигателя т постепенно достигает установившегося значения, при котором двигатель может работать неограниченно долгое время (вентиляторы, центробежные насосы, транспортеры). При заданных моменте сопротивления механизма Мм и частоте вращения wм выбирают передаточный механизм и соответствующее передаточное число i этого механизма. Передаточное число i рассчитывается на основании заданной частоты вращения механизма wм и предполагаемой номинальной частоты вращения двигателя: i=wд ном/wм. Для выбранного передаточного механизма с известным КПД h и заданным моментом Мм находят мощность двигателя:
Р=Ммwм/h.
При этом необходимо, чтобы номинальная мощность двигателя Рном³Р.
При переменной нагрузке (рис. 13.4) температура двигателя колеблется, но приблизительно может считаться неизменной. Частота вращения вала двигателя может также считаться практически постоянной. Мощность двигателя определяют на основании нагрузочной диаграммы, приведенной на рис. 13.4. Из этой диаграммы находят среднеквадратичный (эквивалентный по нагреву) момент:
Мэк |
= |
|
М 2t |
+...+ М 2t |
5 |
|
|
1 |
1 |
5 |
|||
|
|
t1 |
+...+ t5 |
|
||
|
|
|
|
|
||
Затем определяют требуемую мощность двигателя: Р=Мэкwд ном. Необходимо также проверить выбранный двигатель по перегрузочной способности. Максимальный момент не должен превышать допустимого для данного двигателя:
Mmax£Мномlм
где Мном=Pном/wд ном — номинальный момент двигателя; lм=Мдоп/Мном — допустимая перегрузочная способность двигателя.
Кратковременный режим.
В этом режиме двигатель работает ограниченное время tк (рис. 13.5), в течение которого температура перегрева t не успевает достигнуть установившегося значения. За время отключенного состояния двигатель охлаждается до температуры окружающей среды. К механизмам, работающим в кратковременном режиме, относятся зажимные устройства металлорежущих станков, разводные мосты, шлюзовые устройства гидротехнических сооружений. Двигатели, работающие в кратковременном режиме, выпускают на стандартное время включения, равное 10, 30, 60 и 90 мин. Необходимо, чтобы энергия потерь, выделяющаяся в двигателе за время его работы, не превосходила энергии потерь, выделяющейся за номинальное (паспортное) время работы tном:
Wп ном=(Pном/ηном-Pном)tном= Pном tном(1-ηном)/ηном
Рис. 13.5. Диаграмма работы двигателя в |
Рис. 13.6. Диаграмма работы двигателя в повторно- |
кратковременном режиме |
кратковременном режиме |
Необходимо, чтобы выбранный двигатель был проверен на перегрузочную способность:
Mmax ≤ Mномλном.
Повторно-кратковременный режим.
В этом режиме время нагрузки tp (время работы) чередуется с паузами tп (рис. 13.6). За время нагрузки температура перегрева не успевает достигнуть установившегося значения, а за время паузы двигатель не успевает полностью охладиться. Через определенное число циклов среднее значение температуры достигает некоторого установившегося значения. Повторно- кратковременный режим характеризуется (в процентах) продолжительностью включения (ПВ),
определяемой по формуле
ПВ = |
|
tp |
100 |
tp |
|
||
|
+ tп |
||
Этот режим применяется в электроприводах кранов, подъемников, холодильных установках и т. д.
Для повторно-кратковременного режима работы выбирают специально рассчитанные двигатели с продолжительностью включения, равной 15, 25, 40 и 60%.
Расчет двигателя в этих случаях производится в следующем порядке.
1.По аналогии с имеющимися приводами производят предварительный выбор двигателя.
2.Для выбранного двигателя строят реальную нагрузочную диаграмму (рис. 13.7).
Рис. 13.7. Реальная нагрузочная характеристика двигателя
3. По нагрузочной характеристике определяют фактическую продолжительность включения двигателя:
ПВф = t1 +...+ t7 100 tу
4. По нагрузочной характеристике находят эквивалентный момент двигателя за время его работы:
M эк |
= |
|
M 2t +...M |
2t |
7 |
||
|
1 |
1 |
7 |
||||
|
t1 |
+...+ t7 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
5. Приводят найденный эквивалентный момент к паспортному значению:
M эк¢ = Mэк 
ПВф / ПВпасп
6.Сравнивают полученное значение М’эк с номинальным моментом двигателя Мном. Должно выполняться условие М’эк£Мном.
7.Проверяют двигатель на перегрузочную способность: Мmax£Мномlм. Если одно или оба условия не выполняются, производят повторный выбор двигателя и повторяют расчет.
Карточка № 13.3 (163).
Режимы работы электродвигателей. Выбор мощности
При |
каком |
режиме |
работы |
двигатель |
должен Повторно-кратковременном |
26 |
||
рассчитываться на максимальную мощность? |
|
|
|
|
||||
|
|
Длительном |
1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кратковременном |
23 |
Выберите |
график, |
правильно |
отражающий |
|
||||
кратковременный режим работы двигателя |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
42 |
|
|
|
|
|
|
||
Выберите график, правильно отражающий повторно- |
|
|
6 |
|
||
кратковременный режим работы двигателя |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
|
|
|
|
|
|
||
Двигатель |
работает в |
длительном режиме при мощности 120 кВт |
24 |
|
||
P=120кВт и КПД механизма h=80%. Выбрать двигатель по |
|
|
|
|
||
|
140 кВт |
7 |
|
|||
каталогу, если в нем указаны следующие мощности: 120, |
|
|
|
|
||
|
160 кВт |
47 |
|
|||
140, 160, 180 кВт |
|
|
|
|
|
|
Выбрать |
правильное |
соотношение между допустимым Mmax³Mдоп |
22 |
|
||
моментом двигателя Mдоп и максимальным моментом Mmax |
|
|
|
|
||
|
Mmax£Mдоп |
27 |
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Mmax<<Mдоп |
56 |
|