3.3. Метод эквивалентных потерь
Реальный
режим работы двигателя эквивалентируем
режиму S1.
Тогда
представляет собой установившуюся
температуру перегрева
для этого режима. Следовательно, можно
принять, что фактическим потерям,
изменяющимся внутри цикла от одного
его участка к другому участку, соответствуют
эквивалентные неизменные потери, то
есть
.
Если температура окружающей среды
соответствует расчетной, то допустимой
температуре перегрева
соответствует
номинальная мощность потерь. Тогда с
учетом того, что
,
,
,
выражение для вычисления
максимальной температуры перегрева и
условие работоспособности можно записать
в следующем виде:
|
|
(3.10) |
При
приведении реального теплового режима
работы двигателя к режиму S1
следует учесть, что в режиме S1
двигатель работает со скоростью, близкой
к номинальной. В этом случае как для
самовентелируемого двигателя, так и
для двигателя с принудительной
вентиляцией,
.
Тогда условия эквивалентирования и
работоспособности представляются
следующим образом:
|
|
(3.11) |
Если температура окружающей среды превышает расчетное значение , в правой части приведенного выражения следует использовать скорректированное значение номинальной мощности потерь:
|
|
(3.12) |
В случае принудительной
вентиляции двигателя
,
тогда эквивалентные потери равны
средним, а сумма
,
равна времени цикла:
|
|
(3.13) |
Метод оценки работоспособности двигателя по условиям нагревания на основе условий (3.11) принято называть методом эквивалентных потерь. Выражение (3.13) соответствует метод средних потерь.
3.4. Метод эквивалентного тока
Для двигателей постоянного тока мощность переменных потерь равна
|
|
(3.14) |
где
- сопротивление якорной цени,
ток якоря.
Переменные потери, выделяемые в асинхронных машинах равны
|
|
(3.15) |
где
,
- сопротивления
статорной и роторной обмоток;
,
- токи в обмотках статора и ротора
соответственно. Для этого случая можно
использовать приближенное
выражение
|
|
(3.16) |
При этом получим несколько завышенную мощность потерь. Для синхронного двигателя:
|
|
(3.17) |
Следовательно, для всех типов двигателей можно использовать упрощенное выражение:
|
|
(3.18) |
где k – постоянная величина. Тогда
|
|
(3.19) |
Используя выражение (3.19), условия (3.11) запишем в следующем виде:
|
|
(3.20) |
Тогда
|
|
(3.21) |
Если электропривод оснащен системой принудительной вентиляции двигателя, то в подкоренном выражении первое слагаемое равно нулю. Следовательно, условия эквивалентирования и проверки работоспособности в этом случае можно представить в следующем виде:
|
|
(3.22) |
Для самовентилируемых двигателей
|
|
(3.23) |
Однако в практике проектирования электроприводов и в этом случае с целью упрощения оценки и работоспособности предполагают, что выражение (3.21) можно представить в следующем виде:
|
|
(3.24) |
В приведенном выражении неравенство должно выполняться с запасом (0,05..0,08) .
Эквивалентирование реального изменяющегося во времени тока неизменным током в соответствии с (3.24) предполагает представление графика тока в виде кусочно-постоянной функции. При резкопеременном характере изменения тока (рис. 12) в [4] рекомендуется на первом этапе использовать аппроксимацию графика кусочно-линейной функцией. На втором этапе трапецеидальные участки (рис. 18) аппроксимируются прямоугольными графиками в соответствии с выражением
|
|
(3.25) |
На рис. 18 окончательный вариант аппроксимации изображен линией с точками.