10.9.5. Розрахунок потужності за методом середніх витрат.

1. По навантажувальній діаграмі визначаємо середню потужність на валу:

.

Ящко ω=const то βі=1 і ωном/ωі=1.

2. По каталогу вибираємо двигун з kз=1.1..1.3.

3. По залежності ККД від коефіцієнту навантаження η(kн) визначимо Σp(t) для кожного часу tі

4. Визначимо Σpср за час tц, які повинні бути

10.5.6. Попередній вибір двигуна за потужністю.

Часто, коли у ЕП і самого двигуна дуже велике значення J, вигляд навантажувальної діаграми визначається динамікою перехідних режимів. Тоді дійсна навантажувальна діаграма до вибору реального двигуна не може бути побудована. Тому слід вибирати двигун попередньо, а потім його перевіряти. Для цього треба мати середнє за tц значення статичного навантаження, прийнявши kз≈1.2…1.4 і визначити:

; , де Мсі і Рсі момент і потужність статичного навантаження на і-ой ділянці робочого циклу з часом tі.

Навантажувальні діаграми можуть мати вигляд кривих, тоді їх треба замінити ломаними лініями. Але коли крива М(t) має ділянки великої крутизни, а апроксимувати її дуже важко, використовують наступний вираз:

10.5.7. Висновки з методу еквівалентних величин.

1. Методи придатні для перевірки двигуна у режимах S1, S3, S4, S5, S7 і S8.

2. Вибраний двигун також треба перевірити на максимально допустимий момент, наприклад для АД.

3. Вибраний двигун постійного струму треба перевірити на максимально допущений струм за умовами комутації.

10.6 Розрахунок потужності и вибір двигуна для режиму s2.

У цьому режимі (короткочасному) двигун після робот з навантаженням за час tр, що дорівнює номінальній потужності, відключається від мережі до тих пір, доки його перегрів стане Т=0, тобто температура не стане рівною температурі навколишнього середовища. Графік роботи двигуна в режимі S2 приведений на рис 10.6

Рис.10.6

Розглянемо лише один період роботи двигуна, коли його перегрів визначається рівнянням .

Якщо вибрати двигун, який призначений для режиму S1 потужністю Рк, то за час tр перегрів не досягне значення Тст (крива 1 на рис 10.6) і двигун буде недовикористаний за нагрівом.

Його перегрів буде менше за допущений Тном. Тому для режиму S2 слід брати двигун меншої потужності, але за час tр він буде значно перевантажений, особливо, якщо час роботи дуже малий. Його сталий перегрів буде , але за час tр перегрів буде рівний Тдоп (крива 2 на рис 10.6).

Співвідношення між і може бути визначено за виразом

, (10.23)

де значення перегрівів згідно (10.3) будуть: і , тут

Σрк – втрати потужності при навантаженні Рк, а Σрном – при тривалому номінальному навантаженні.

Відношення втрат при короткочасному навантаженні до номінальних зветься коефіцієнтом термічного перевантаження, його можливо визначати із (10.23):

(10.24)

Якщо є відомим, то можливо із (10.24) визначити час допущеної роботи .

Відношення допустимого за умов нагрівання моменту (або потужності) при короткочасному режимі роботи до номінального моменту при тривалому режимі називають коефіцієнтом механічного перевантаження

(10.25)

Згідно виразу (9.1) втрати при короткочасному режимі , а

, (10.26)

тоді з (10.24) , а з урахуванням (10.24):

(10.27)

Вираз (10.27) дозволяє при заданих значенням коефіцієнта витрат α , часу tр і постійної Тн визначити значення kM, а якщо знехтувати постійними втратами, тобто прийняти α=0, то (Це можливо, якщо α<0.35).

Якщо прийняти α=1, то згідно (10.24) і (10.27) можливо визначити залежності kM і kT від відношення tр/Тн, вони подані у таблиці.

Таблиця 10.1

Бачимо, що при tр/Тн≈0.35, допустимий за умовами нагрівання kM≈2.5, що відповідає перевантажувальній спроможності ДПС і АД, то повне використання двигунів при tр/Тн<0.35 обмежено перевантажувальною спроможністю двигунів, тобто двигун буде недовикористовуватись за нагрівом і його можливо перевірити лише на перевантаження. Слід ураховувати можливість зниження напруги для АД.

Якщо за час tр навантаження змінюється в (10.24) і (10.25) замість Рк слід ввести еквівалентне значення моменту або потужності.

Двигун для режиму S2 виготовляються з нормованою тривалістю роботи 10, 30, 60 і 90 хв. Але можливо для режиму S2 застосувати двигун , який призначений для режиму S1, при цьому із (10.25) , а також Мк>>Ме, тоді двигун не буде мати недопустимим перегрів.

Може буди так, що двигун призначений для режиму S2, але потрібний час tр відрізняється від нормованого за каталогом. Розглянемо і цей випадок, коли треба визначати Рк з перегрівом τдоп..

Перегрів двигуна з номінальним навантаженням і нормований часом (каталожним) tр.кат.

, де (10.28)

Тн – постійна часу нагрівання при режимі S2. За фактичний час роботи із навантаженням іншим за номінальний, перегрів буде:

, де (10.29)

Σрк – втрати при короткочасному навантаженні.

Згідно (10.24) за допомогою (10.28) і (10.29) визначимо:

(10.30)

Але цей коефіцієнт також має вигляд за (10.26), тоді з урахуванням (10.25) отримаємо:

(10.31)

Порівнявши праві частини (10.30) і (10.31) остаточно отримаємо вираз для потрібного короткочасного навантаження:

(10.32)

Якщо tр<tр.кат двигун потрібно перевірити на допустиме перевантаження. Якщо в (10.32) прийняти tр.кат=∞ (тривалий режим S1), то отримаємо вираз (10.25), що підтверджує правильність отриманих формул.

Слід також відзначити, що двигуни, які призначені для роботи в режимі S2, не слід використовувати в режимі S1, тому що вони мають підвищені постійні втрати потужності.