5.2.2Выбор типа и определение мощности двигателя привода

Тип двигателя выбирается с учетом ряда факторов, и в том числе:

1. назначе­ния технологического оборудования, для которого проектируется данный привод;

2. нали­чия того или иного источника энергии;

3. величины потребной мощности;

4. огра­ничений по массе, габаритным размерам и условиям работы привода;

5. режима работы привода и обеспечения соответствующей механической характеристики.

Назначение оборудования обусловливает основные требования к приводу, специ­фику его работы. и параметрические характеристики. При этом учитываются мобильность, внешняя среда, температурные условия, и т. п.

Наличие электроэнергии предопределяет выбор электропривода как наиболее простого и надежного.

В зависимости от потребной мощности, а также от ограничений по массе и габаритным размерам выбирается тот или иной тип электродвигателя. Выбранный двигатель должен удовлетворять следую­щим условиям:

• обеспечивать момент, достаточный для разгона рабочего (исполнительного) органа с заданным ускорением, а при торможении двигателем—замедление заданной величины;

• при работе в заданном режиме не должен испытывать длительных перегру­зок, ведущих к перегреву электродвигателя.

Мощность двигателя всегда относят к определенному режиму работы. При проектировании привода внешние сопротивления и режим работы являются за­данными. Различают три номинальных режима работы двигателей: продолжитель­ный, кратковременный и повторно-кратковременный. При продолжительном режиме работы двигатель нагревается до установившейся температуры в отличие от кратковременного, при котором этого не происходит. При повторно-кратковре­менном режиме происходят пуск и остановка двигателя, при этом нагрев электро­двигателя и возможность реализации заданной мощности определяется продолжи­тельностью включения (ПВ) по относительному времени за цикл, равный 10 мин. По величине ПВ различают четыре основных повторно-кратковременных режима работы (таблица 5.1).

Режим работы является продолжительным (ПВ == 100 %), если время одного цикла работы превышает 10 мин.

При расчете мощности двигателя в повторно-кратковременном режиме работы возможны три случая.

1. Фактический режим работы двигателя соответствует одному из стандарт­ных режимов (таблица 5.1); нагрузка постоянная. В этом случае по каталогу, выбира­ется двигатель, мощность которого при заданном значении ПВ равна требуемой.

Таблица 5.1 - Характеристика режимов работы двигателей

Режим работы	Использование двигателя	Работа механизма
	По времени, (ч/год)	ПВ,%	Число включений в час
Л	Редкое (1000)	До 25	Менее 60
С	Редкое (1000)	До 40	60 - 120
	Среднее (2500)	До 25
Т	Среднее (2500)	25 - 40	120 - 240
	Частое (5000)	До 60
ВТ	Частое (5000)	60 - 80	240 - 480
Примечание. Л - легкий; С - средний; Т - тяжелый; ВТ - весьма тяжелый

2. Фактическая продолжительность включения ПВ_Ф не совпадает с номиналь­ными значениями ПВ_Н; нагрузка постоянная. В этом случае двигатель выбирается по номинальной мощности

, (5.1)

где — фактический расход мощности;

— ближайшее стандартное значе­ние ПВ.

3. Значения мощности переменны в течение цикла. В этом случае расчет производится в следующей последовательности. Строится график изменения мощности двигателя во времени за цикл и определяется ПВ_Ф. Определяется средняя статическая мощность за цикл.

, (5.2)

где — коэффициент перегрузок при пуске и торможении, = 1,1—1,3;

— различные значения статической мощности за соответствующие промежутки времени в течение цикла продолжительностью .

Полученная мощность пересчитывается по выражению (5.1) и по величине выбирается двигатель соответствующей мощности.

Строятся нагрузочные диаграммы механизма с выбранным двигателем по моменту и по силе тока двигателя , после чего определяется среднеквадратичная сила тока

, (5.3)

где , , ..., — сила тока двигателя, принимаемая по его характеристике за промежутки времени , , ..., в пределах цикла продолжительностью .

Вместо для двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением и для асинхронных электродвигателей можно определять среднеквадратичный момент

, (5.4)

Значения и сравниваются с номинальными значениями силы тока или момента предварительно выбранного двигателя с учетом отличия ПВ_Ф от ПВ_Н:

; (5.5)

В случае несоблюдения неравенства (5.5) двигатель непригоден по нагреву и его следует заменить ближайшим двигателем большей мощности.