§ 50. Расчет мощности двигателя электропривода

Мощность электродвигателя, работающего в продолжительном режиме при неизменной (постоянной) нагрузке, определяется по формуле

,

где Р - мощность, потребляемая исполнительным механиз­мом;

- к. п. д. передачи от двигателя к испол­нительному механизму.

При выборе по каталогу номинальной мощности электродви­гателя Р необходимо соблюдать условие . При цик­лично изменяющейся (переменной) нагрузке предварительно оп­ределяют среднюю мощность, потребляемую исполнительным механизмом, на основании заданной нагрузочной диаграммы (рис. 2.99, а):

,

Расчетная мощность электродвигателя определяется по фор­муле

,

где к =1,1 - 1,3 - коэффициент, учитывающий преодоление динамических моментов при изменении нагрузки.

По каталогу выбирают двигатель с номинальной мощностью . Выбранный электродвигатель проверяется на нагрев одним из методов эквивалентных или среднеквадратичных значе­ний тока, мощности и момента. Сущность этих методов заключа­ется в том, что действительную переменную нагрузку заменяют эквивалентной или среднеквадратичной постоянной нагрузкой, ко­торая вызывает такой же нагрев двигателя, как и действительная переменная нагрузка.

Рис. 2.99. Нагрузочные диаграммы двигателя.

Эквивалентная мощность для нагрузочной диаграммы (см. рис. 2.99, а) определяется по формуле

Предварительно выбранный электродвигатель при работе в за­данном режиме не будет перегреваться, если . Метод эквивалентной мощности применяется при условии, если угловая скорость двигателя, к. п. д., а для двигателей переменного тока и коэффициент мощности сохраняются неизменными. Это усло­вие выполняется только при нагрузках, близких к номинальной. Если нагрузочная диаграмма задана зависимостью I = f(t), то значение эквивалентного тока определяется по формуле

Электродвигатель по нагреву будет выбран правильно, если .

Если нагрузочная диаграмма задана зависимостью M = f(t), то значение эквивалентного момента определяется по формуле

Предварительно выбранный электродвигатель при работе в за­данном режиме не будет перегреваться, если . Метод эквивалентного момента применяется при условии, если магнит­ный поток двигателя и его угловая скорость вращения сохраня­ются неизменными.

Наиболее точным из рассмотренных методов является метод эквивалентного тока.

Выбор мощности электродвигателя, работающего в кратковре­менном режиме, производится по заданной мощности Р , кото­рую он должен развивать в этом режиме, и его продолжительно­сти работы . Эти величины определяются из нагрузочной диаг­раммы электропривода, заданной зависимостью P = f(t). Зная

Р и t , по каталогу выбирают электродвигатель кратковремен­ного режима, у которого при t мощность Р Р (где t и Р - номинальные параметры электродвигате­ля, указанного в каталоге). Если электродвигатель в кратковре­менном режиме работает с переменной нагрузкой, то его кратковременная номинальная мощность должна быть равна или боль­ше кратковременной эквивалентной мощности, т. е. Р Р .

При выборе двигателя для повторно - кратковременного режи­ма одновременно с определением его мощности определяется и значение ПВ, с которым он будет работать в этом режиме.

Мощность электродвигателя, работающего в повторно-кратко­временном режиме (рис. 2.99, б), может быть определена по фор­муле эквивалентной мощности с учетом или без учета продолжи­тельности пауз t . В связи с тем что мощность электродвигателей специальной серии, предназначенной для повторно-кратковремен­ного режима работы, указывается в каталогах относительно опре­деленного стандартного значения ПВ, то при расчете эквивалент­ной мощности можно ограничиться ее значением, определенным без учета пауз,

Относительная расчетная продолжительность включения ПВ, % для заданного графика нагрузки определится

ПВ

В случае различия между фактическим (расчетным) и стандарт­ным значениями ПВ% производят пересчет мощности двигателя Р применительно к ближайшей стандартной ПВ :

По каталогу электродвигателей, предназначенных для повторно - кратковременного режима работы, выбирают соответствующий двигатель. Если при определении относительной продолжитель­ности включения получилось ПВ > 60%, то электродвигатель рас­считывается для продолжительной нагрузки.

При ПВ < 10% мощность электродвигателя определяется для кратковременной нагрузки.