2.1.1 Проверка двигателя по перегреву

Проверка по нагреву выбранного электродвигателя может осуществляться прямыми или косвенными методами. Прямые методы используют математические модели нагревания двигателя, сложны и многообразны. Косвенные методы проверки – это метод средних потерь и производные из него.

В данном случае используем метод средних потерь, которые определяются за время цикла нагружения по следующей формуле:

,

где: и – потери энергии в двигателе при пуске и торможении, ,

– потери мощности в установившемся режиме, ,

– время пуска, работы в установившемся режиме, торможения и остановки (паузы), ,

– коэффициенты, характеризующие условия охлаждения АД при пуске, работе в установившемся режиме, торможении и остановки (паузы).

Потери энергии в двигателе при пуске и торможении определяются зависимостью:

,

где: – коэффициент, равный единице при пуске и динамическом торможении,

– приведенный момент инерции привода, ,

– номинальная угловая скорость вращения ротора двигателя, ,

– приведенный момент сопротивления механизма в переходных режимах, ,

,

где: – минимальный момент сопротивления механизма, ,

– передаточное отношение привода,

,

В формуле знак плюс соответствует пуску, а минус – торможению.

Номинальная угловая скорость вращения ротора электродвигателя определяется выражением:

,

где: – синхронная скорость вращения,

,

,

,

– номинальное скольжение, ,

,

,

Определим передаточное отношение привода.

,

Тогда будет равен:

,

Приведенный момент инерции привода зависит от момента инерции механизма и динамического момента инерции ротора и определяется по формуле:

,

кг м²,

Время пуска и торможения можно определить следующей зависимостью:

,

где: – момент электродвигателя за время пуска и торможения

В формуле минус соответствует пуску, а плюс – торможению.

Момент электродвигателя вычисляется по следующей формуле:

,

,

где: – относительный пусковой момент,

– относительный критический момент,

– номинальный момент вращения ротора электродвигателя,

,

=218,42 Нм,

Тогда момент пуска (торможения) определится как:

Нм,

Нм.

Подставив найденные значения, получим:

,

,

Время остановки определяется зависимостью:

,

где: – относительная продолжительность включения, . Примем =50% ,

,

Время работы в установившемся режиме :

,

,

Определив все данные значения, можем вычислить потери энергии в электродвигателе. При пуске получим следующее:

При динамическом торможении:

.

Найдем значения коэффициентов ухудшения охлаждения β. β₀ определяется по справочным данным и для выбранного двигателя составляет 0,3.

,

,

,

,

где: f – частота сети (50 Гц),

Р – число пар полюсов выбранного АД.

,

рад/с,

.

Потери мощности выбранного двигателя на рабочем участке графика нагрузки определяются зависимостью:

,

Вт.

Потери мощности в установившемся режиме определяются зависимостью:

где: – КПД АД при максимальной загрузке ,

Вт.

Таким образом, после всех перечисленных вычислений можно определить средние потери энергии при работе электродвигателя:

.

Согласно методу средних потерь, для того, чтобы двигатель не перегревался, должно выполняться следующее условие:

,

Подставив числовые значения, получим:

или .

Следовательно, можно сделать вывод, что выбранный электродвигатель удовлетворяет условию работы по перегреву и может использоваться при режиме работы с динамическим торможением.