Лекции по автоматическому электроприводу / Глава 2

10

ГЛАВА 2. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

2.1. Общие замечания

1. Задачей является грамотный выбор электродвигателя для заданного механизма (агрегата) с учетом допустимого нагрева и перегрузки по току и моменту.

Потери делятся на:

• постоянные – механические и в стали – не зависят от тока двигателя;

• переменные – в меди – являются функцией квадрата тока двигателя.

;

Связь между потерями и КПД:

, где Р – мощность на валу; Р₁ – потребляемая мощность.

2. Нагрев и охлаждение ЭД при длительном режиме работы.

- количество тепла, выделяемое (генерируемое) электродвигателем;

- теплоемкость двигателя;

- теплоотдача.

При неизменной температуре окружающей среды температура двигателя будет возрастать по закону , где - постоянная времени нагрева, с; , град.

3. Классы изоляции и допустимые рабочие температуры двигателей.

В соответствии с международными стандартами различают следующие классы изоляции

Класс	Состав
А	х/б ткани	105
Е	синтетические ткани	120
В	слюда, асбест	130
F	то же, с пропиткой компаундными лаками, полиамидная	155
H	то же, с кремнеорганикой	180
C	кварц, керамика	свыше 180

4. Климатическое исполнение электрических машин

Обозначение	Климат
У(N)	умеренный
ХЛ(F)	холодный
Т(Т), ТВ(ТН), ТС(ТА)	тропический, тропический влажный, тропический сухой
О(V)	все районы суши
М(М)	холодный морской
ТМ(МТ)	каботажного плавания и плавания в тропическом климате
ОМ(МV)	плавания во всех районах
В(W)	для всех районов суши и моря

5. Степени защиты электрических машин (ГОСТ 14254-80 и ГОСТ 17494-72)

Общее обозначение типа защиты (International Protection) – IP, где

1-я цифра: степень защиты персонала от соприкосновения с движущимися частями оборудования и от попадания внутрь оболочки твердых посторонних тел;

2-я цифра: степень защиты от попадания внутрь оборудования воды.

6. Режимы работы двигателей

а) длительный (S1)

б) кратковременный (S2)

в) повторно-кратковременный (S3, S4)

продолжительность включения , где - скважность;

стандартизированы ПВ% = 15, 25, 40, 60 %

2.2. Методы выбора мощности двигателя

Выбор мощности двигателя при неизменной нагрузке осуществляется по условию (ближайший больший по каталогу). В этом случае двигатель подошел по нагреву;

Рассмотрим выбор мощности двигателей при переменной нагрузке:

1. Метод средних потерь.

В основе метода лежит нагрузочная диаграмма. Рассмотрим прямой метод учета потерь в двигателе

1) Рассчитывается средняя мощность на валу двигателя по формуле

, потери в двигателе пропорциональны активной мощности. Таким образом, нагрев двигателя определяется не , а . Отсюда возникает задача расчета потерь.

2) выбор мощности двигателя,

где k=1,2...1,3 – коэффициент запаса, учитывающий пропорциональность потерь квадрату тока;

3) расчет потерь

При различных нагрузках с использованием каталожных кривых ;

4) определяются средние потери за цикл ;

5) выбор мощности двигателя по условию , где - двигатель подошел по нагреву;

6) выбранный двигатель должен быть проверен на перегрузку и пусковые условия

ДПТ:

АД: ,

1. Методы эквивалентного тока, момента и мощности

Данные методы относятся к косвенным, поскольку косвенно учитывают потери в электрической машине.

1. Расчет мощности двигателя в длительном режиме

1) Метод эквивалентного тока.

Рассчитывается некоторый эквивалентный ток, потери от которого равнозначны фактическим при переменной нагрузке т.к.

; - двигатель подошел по нагреву.

Выбранный двигатель проверяется на перегрузку и пусковые условия ;

2) Метод эквивалентного момента при Ф-const

; - двигатель подошел по нагреву.

Выбранный двигатель должен быть проверен на перегрузку и пусковые условия.

3) Метод эквивалентной мощности при Ф-const, -const

; - двигатель подошел по нагреву.

Выбранный двигатель должен быть проверен на перегрузку и пусковые условия.

Наиболее широкое применение у метода эквивалентного тока, наиболее узкое у метода эквивалентной мощности. Методы эквивалентного тока и мощности не применимы при двухзонном управлении так как содержат блоки произведений в формулах, . Более точным является метод средних потерь (прямой метод).

2. Повторно-кратковременный режим

Двигатель выбирается из условия .

;

Здесь методы эквивалентного момента и тока практически не используются. В случае, если нагрузка в разных циклах неодинакова, рассчитывают среднюю ПВ с учетом n циклов.