4. Выбор электрических двигателей
4.1. Общие положения
Вопросы выбора электродвигателей изложены в работах [1, с. 373-400; 2, с. 325-386].
Электродвигатель выбирается исходя из необходимости обеспечить выполнение заданной работы электропривода при соблюдении нормального теплового режима и допустимой механической перегрузки двигателя. В большинстве случаев выбор электродвигателя производится по нагреву, а затем он проверяется по перегрузочной способности и условиям пуска.
При выборе электродвигателя по нагреву различают три основных режима работы двигателя: продолжительный номинальный режим S1, кратковременный номинальный режим S2 и повторно-кратковременный номинальный режим S3.
Продолжительный номинальный режим работы – это режим работы двигателя при неизменной нагрузке, продолжающийся столько времени, что температура двигателя достигает установившегося значения.
Кратковременный номинальный режим работы – это режим, в котором периоды неизменной нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя. При этом за время включения температура двигателя не достигает установившегося значения, а за время отключения (паузы) двигатель охлаждается до температуры окружающей среды. Стандартные значения продолжительности рабочего периода приняты 15, 30, 60 и 90 мин.
Повторно-кратковременный номинальный режим работы – это режим, в котором кратковременные периоды работы с неизменной нагрузкой чередуются с периодами пауз. Причём как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы температура двигателя могла достигнуть установившегося значения. Максимальная продолжительность цикла этого режима принята равной 15 мин., а режим характеризуется относительной продолжительностью включения, определяемой по формуле:
,
где tp, to, tЦ – соответственно время работы, паузы и цикла.
Стандартные значения ПВ %, на которые рассчитываются и выпускаются двигатели, предназначенные для повторно-кратковременного режима, приняты 15, 25, 40 и 60 %.
У
прощённые
графики зависимостей мощности на валу
и перегрева двигателя от времени,
характеризующие указанные режимы,
приведены на рис. 5.1.
Рис. 4.1. Графики, характеризующие режим работы двигателя:
а) продолжительный режим S1;б) кратковременный режим S2;
в) повторно-кратковременный режим S3
На рис. 4.1. τ – перегрев двигателя, то есть превышение температуры двигателя над температурой окружающей среды:
,
где
– температура двигателя;
– температура окружающей среды.
Рассмотренные три режима S1, S2, S3 являются основными и наиболее характерными для электродвигателей. Кроме них классификация предусматривает ещё пять режимов: повторно-кратковременный номинальный режим с частыми пусками S4; повторно-кратковременный номинальный режим с частыми пусками и электрическим торможением S5; перемежающийся номинальный режим S6, при котором периоды неизменной нагрузки чередуются с периодами холостого хода; перемежающийся номинальный режим с частыми реверсами S7; перемежающийся номинальный режим с двумя или более скоростями S8, при котором периоды работы с одной нагрузкой на одной скорости чередуются с периодами работы на другой скорости двигателя.