7.2 Охлаждение двигателя.

После отключения двигателя от сети выделение теплоты в нём сокращается: . Тогда, т.е. двигатель охлаждается до температуры окружающей среды. При этом двигатель останавливается, и теплоотдачав большинстве случаев ухудшается, а постоянная времени охлаждениястановится больше. Для самовентилируемых двигателей; для двигателей с независимым охлаждением можно принять.

Используя уравнение нагрева двигателя [1], получим уравнение охлаждение двигателя:

,

где - превышение температуры двигателя в момент отключения его от сети.

Если за время работы двигатель нагрелся до , т.е., то после отключения то сети он будет охлаждаться по экспоненциальной кривой.

За время двигатель охлаждается до температуры, соответствующей превышению:

На практике можно считать полностью остывшим, если его температура не более чем на отличается от температуры окружающей среды. Такого состояния двигатель достигает за время.

8. Выбор электродвигателя

Длительный режим работы.

Двигатели, работающие в длительном режиме, могут иметь неизменную или циклически меняющуюся во времени нагрузку, что определяет тепловые процессы в двигателе и методику выбора его мощности.

При неизменной нагрузке выбор двигателя довольно прост и заключается в определении потребляемой исполнительным механизмом мощности , по которой находят расчётную мощность электродвигателя:

,

где - к.п.д. передачи от двигателя к рабочему органу механизма.

Далее, по каталогу выбирают двигатель нужных параметров (скорость, напряжение и др.) и конструктивного исполнения с номинальной мощностью . Выбранный таким образом двигатель будет удовлетворять всем требованиям со стороны исполнительного механизма и в дополнительной проверке не нуждается.

При циклически меняющейся нагрузке, с какой работает большинство электрифицированных механизмов, мощность электродвигателя рассчитывают на основе нагрузочной диаграммы исполнительного механизма по среднему статическому моменту.

Зная среднее значение статического момента, определяют расчётный момент выбираемого двигателя:

,

где - коэффициент, учитывающий необходимость преодоления двигателем динамических нагрузок: увеличивается с увеличением колебаний нагрузки и числа включений двигателя в час.

Проверка мощности на нагрев производится по методу эквивалентного момента:

или по методу эквивалентной мощности:

Выбранный двигатель не будет перегреваться, если или.

Кратковременный режим работы.

Если двигатель, предназначенный для длительного режима, будет работать кратковременно в течение с номинальной мощностью, то к концу рабочего периода его температура не достигнет максимально допустимого значенияи двигатель будет недогружен.

Для полного использования такого двигателя необходимо, чтобы к концу рабочего периода его температура достигла значения. При этом он должен развивать мощность, определяемую коэффициентом тепловой нагрузки, который представляет собой отношение тепловых потерь кратковременного режимак номинальным потерямдвигателя при условии одинакового нагрева ( до):

;

При полном использовании двигателей в кратковременном режиме по тепловой перегрузке, двигатель может ограничиваться допустимой механической перегрузочной способностью. Поэтому предварительный выбор производят обычно по максимальной статической нагрузке с учётом перегрузочной способности.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором кроме того, проверяют на возможность пуска.

Повторно-кратковременный режим работы.

Для работы в повторно-кратковременном режиме, как и в кратковременном, используют электродвигатели специального исполнения. Эти двигатели кроме повышенной перегрузочной способности, необходимой для работы в кратковременном режиме, должны также иметь минимальный момент инерции, чтобы обеспечивать возможно малое время переходных процессов (пуск, торможение).

Двигатель для работы в поворотно-кратковременном режиме выбирают в два этапа. Предварительно двигатель можно выбрать по мощности, развиваемой на рабочем органе механизма при номинальной статической нагрузке. Эту мощность (кВт) определяют по следующим выражениям:

- при вращательном движении рабочего органа:

- при поступательном движении рабочего органа:

где - момент на валу рабочего органа, Нм;

- усилие, Н;

- угловая скорость рабочего органа,;

- заданная скорость линейного перемещения рабочего органа, .

Для грузоподъёмных механизмов:

,

где - диаметр грузового барабана, м;

m – масса поднимаемого груза, кг;

; - скорость навивки троса на барабан,.

Построив кинематическую схему и выбрав вид передачи, определяют к.п.д. механизма и мощность на валу электродвигателя. Для исполнительного механизма с заданной скоростью рабочего органа можно выбрать двигатель мощностью с различными номинальными скоростями.

Для электропривода с выбранным таким образом двигателем находят приведённый момент инерции, рассчитывают переходные процессы и строят нагрузочную диаграмму с учётом пуска и торможения. На основании полученной нагрузочной диаграммы предварительно выбранный двигатель проверяют на нагрев.

Повторно-кратковременный режим – режим, к которому можно привести работу электроприводов рулевых устройств, якорно-швартовых устройств, грузоподъёмных механизмов, траловых и буксирных лебёдок и т.д.