22. Режимы работы двигателей. Методы расчета мощности двигателей.

22. Режимы работы двигателей. Методы расчета мощности двигателей.

Вопрос №6

Метод средних потерь является наиболее точным и основан на допущении, что температура нагрева двигателя не превысит допустимого значения, если выполнено условие

где Р_ср — средние потери в двигателе за цикл работы;

потери в двигателе при номинальной нагрузке и номинальном КПД; , _ном - КПД двигателя при фактической и номинальной нагрузке.

Вначале мощность двигателя находят ориентировочно по средней мощности с учетом коэффициента запаса к=1,2-1,3:

где т — число изменений нагрузки за цикл. Затем с помощью кривой КПД двигателя строят график потерь и находят средние потери по уравнению

Потери P_i при нагрузке двигателя P_i определяют по формуле

где _i - КПД двигателя при коэффициенте нагрузки

Если график нагрузки криволинейный, то для определения Р_ср его можно заменить эквивалентным ступенчатым (рис. 1.8).

Электродвигатель, выбранный по методу средних потерь, проверяют на возможные перегрузки и условия пуска. Перегрузки электродвигателя возможны только в пределах его перегрузочной способности, которую оценивают кратностью максимального момента или коэффициентом перегрузочной способности к_п = М_тах/М_ном, где М_тах, М_ном - максимальный и номинальный моменты двигателя.

Коэффициент перегрузки двигателей постоянного тока ограничен условиями коммутации. Для двигателей независимого и смешанного возбуждения к_п = 2-2,5, для двигателей последовательного возбуждения к_п=2,5-3,0.

С помощью коэффициента перегрузочной способности асинхронного двигателя учитывают возможность снижения напряжения питающей сети на 15-20%, поэтому

Проверку соответствия пускового момента двигателя М_п начальному пусковому моменту рабочей машины М_с нач выполняют только для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, обладающих сравнительно малым пусковым моментом. Нормальные условия пуска обеспечиваются при условии М_п>М_{С Нач}.

Для кратковременного режима работы выпускаются специальные двигатели, имеющие повышенную механическую прочность, усиленные обмотки и большую перегрузочную способность. Такие двигатели непригодны для длительного режима работы.

Выбор двигателя осуществляется по номинальной мощности Р_кном Р и длительности работы t_k (10, 30, 60 и 90 мин) с последующей проверкой на пусковые ус­ловия и возможную перегрузку (см. рис. 1.6).

Использование двигателей общепромышленного при­менения для кратковременного режима нерационально, так как их работа будет проходить при низком КПД. В исключительных случаях, для кратковременного ре­жима, можно использовать двигатели общепромышлен­ного применения меньшей мощности, допуская их пере­грузку при условии, что температура нагрева в конце рабочего цикла не превысит предельно допустимую для данного класса изоляции. В этом случае расчетный или эквивалентный момент M_k=M_ном/ _T, где _T = — коэффициент тепловой перегрузки.

В повторно-кратковременном режиме работы привода выбор двигателя производится по каталогу двигателей повторно-кратковременного режима работы с учетом продолжительности включения и эквивалентной мощно­сти. Выпускаются двигатели для повторно-кратковремен­ного режима со стандартной продолжительностью вклю­чения 15, 25, 40 и 60%. Эквивалентная мощность для графика, приведенного на рис. 1.7, определяется по фор­муле

где коэффициент 0,75 учитывает ухудшение охлаждения при разгоне и торможении. По формуле (1.11) Р_Экв определяется без учета пауз, так как паузы учтены параметром продолжительности включения.

Если фактическая продолжительность включения, рассчитанная по нагрузочной диаграмме (см. рис. 1.7), отличается от паспортного значения ПВ_Паcп, то требуемую мощность необходимо пересчитать по формуле