6. Рассчитать и построить механическую характеристику электродвигателя. Определить фактическое и допустимое число пусков привода в час

Критическое скольжение, соответствующее максимальному вращающему моменту электродвигателя определяем по формуле

где m₁ – коэффициент, равный отношению кратности максимального и кратности пускового моментов:

Синхронная частота

Номинальное скольжение электродвигателя

Параметр q может быть определен по соотношению

Механическая характеристика электродвигателя М_д (ω) рассчитывается по формуле Клосса:

где s – текущее скольжение;

Время разбега и торможения системы под нагрузкой и на холостом ходу может быть определено на основе уравнения движения электропривода

где М_изб – избыточный момент системы, Нм.

Рисунок 5. Механическая характеристика двигателя М_д(ω) и механическая характеристика момента сопротивления М_с(ω).

Время полного разбега и время торможения возьмем из пункта 2

При повторно–кратковременном режиме электродвигатель сильно нагревается из-за повышенных потерь в период пуска. Чтобы это предотвратить, необходимо выполнить условие

где h – число включений электродвигателя в час;

h_доп – допустимое число включений электродвигателя в час.

Число включений электродвигателя в час, h определяется по формуле

где t_p и t₀ – соответственно продолжительность работы и паузы, мин.

Допустимое число включений электродвигателя в час, исходя из условий допустимого нагревания, рассчитывается по формуле

где ΔР_н – номинальные электрические потери мощности электродвигателя, Вт;

А_н – потери энергии при пуске электродвигателя, Дж.

β_о - коэффициент ухудшения теплоотдачи, принимаем для самовентилируемых двигателей 0.55;

Номинальные электрические потери мощности электродвигателя

где α – коэффициент, равный отношению постоянных потерь мощности электродвигателя к переменным (α = 0,5 – 0,6);

η_н - КПД двигателя при номинальной нагрузке, примем 0.83.

Потери энергии при пуске электродвигателя ΔА_п

где i_п – кратность пускового тока электродвигателя, для асинхронного двигателя с фазным ротором принимаем равным 2.

Вывод: по результатам расчета число допустимых включений в час равно фактическому числу включений в час, следовательно электродвигатели не будут перегреваться.

7. Проверка выбранного электродвигателя по тепловому режиму при работе и при пуске

При повторно–кратковременном режиме работы мощность выбранного двигателя по условиям нагревания проверяется по соотношению

где Р_р - расчетная мощность электродвигателя, определяется по формуле

Среднеэквивалентная мощность нагрузки

M_э - среднеэквивалентный момент, значение взято из пункта 3 для одного двигателя.

При расчете коэффициента тепловой перегрузки учитывается и время пуска, т.е.

t_п, t_p –продолжительность пуска электродвигателя, работы и паузы с;

Постоянная времени Т_н рассчитывается по формуле

где m – масса выбранного электродвигателя, MTF 412-8 - 345 кг;

_н – номинальное превышение температуры обмотки статора электродвигателя. Для класса изоляции F – v_н=100 .

Вывод: выбранный электродвигатель удовлетворяет условиям теплового режима при работе и при пуске.

8. Расчет активной, реактивной мощности и cosφ, потребляемые из сети двигателями

Коэффициент загрузки двигателя определяется по формуле

Максимальная активная мощность

Максимальная полная мощность

Максимальная реактивная мощность

Коэффициент полезного действия η_з рассчитывается по формуле

где f_a – коэффициент формы кривой КПД.

Коэффициент мощности cosφ_з рассчитывается по формуле

где f_p – коэффициент формы кривой cosφ

m_k - максимального момента m_k=2.1

Вывод: коэффициент мощности имеет высокое значение (cosφ_з=0.9) это объясняется тем что двигатели работают с высоким коэффициентом загрузки (0.924), поэтому потребляют из сети очень малое количество реактивной энергии.