5,4 Расчет мощности эп по допустимому нагреву.

В общем случае основа расчета мощности двигателя ЭП – это нагрузочная диаграмма, которую рассчитывают или определяют экспериментально. На основании нагрузочной диаграммы методом эквивалентных величин рассчитывают постоянную эквивалентную нагрузку Lэкв (*§5,1), действующую на валу двигателя ЭП. Далее с учетом возможных технологических пауз в работе ЭП рассчитывают требуемый номинальный показатель нагрузки ЭД.

Lн Lэкв/ .

Где Lн- номинальный показатель нагрузки двигателя.

Lэкв – эквивалентный показатель нагрузочной диаграммы, расчет по (*§5,1)

Рм – коэффициент механической (токовой ) перегрузки двигателя,

Рм = Ркр/Рн, Ркр( ) – кратковременно допускаемая мощность (ток) двигателя,

Рн - номинальная мощность (ток) двигателя.

В длительном режиме работы S1. Когда продолжительности непрерывной работы двигателя ЭП превышает 90 минут и двигатель полностью использован по нагреву, достигнув установившейся температуры, значение коэффициента Рм =1.

Если режим работы ЭД отличается от длительного S1, то с учетом возможных технологических пауз в работе его коэффициент механической (токовой) перегрузки Рм рассчитывается через коэффициент тепловой перегрузки Рт, которая представляет собой отношение повышенных кратковременных потерь мощности в двигателе к его номинальным , то есть . Его можно выразить в виде:

– отношение постоянных потерь мощности в двигателе к номинальным переменам (электрическим потерям).

Тогда получим взаимосвязь между коэффициентами механической (токовой) и тепловой нагрузок.

С учетом занижения неустановившихся расчетных температур двигателя целесообразно для компенсации возникающей погрешности считать, что все потери мощности в электродвигателе переменные, то есть

Тогда

В общем виде коэффициент тепловой перегрузки , (1)

Где е = 2,718; – продолжительность работы и отключенного состояния электродвигателя или работы на холостом ходу для режима S6, мин;

=0,5 – коэффициент учитывающий ухудшение теплоотдачи самовентилируемых двигателей закрытого обдуваемого исполнения в отключенном состоянии (при работе на холостом ходу) в режиме S6 =1);

Тнагр – постоянная времени нагрева электродвигателя, мин. Для большинства электродвигателей постоянная времени нагрева Тнагр = 15 … 25 мин и при продолжительном расчете мощности двигателя по допустимому нагреву может быть принято Тнагр =20 мин. После выбора электродвигателя среднее значение постоянного времени нагрева (мин) может быть уточнено по

Тнагр = 6

Для кратковременного режима работы S2, когда в течение технологических пауз в работе ЭД полностью охлаждается до температуры окружающей среды, т.е tотк , то по формуле (1) получим

В отдельном режиме работы S1 tраб и согласно (1) Рт=1, то есть ЭД не допускает тепловой перегрузки.

Окончательно правильность расчета по методу эквивалентных величин уточняют по методу средних потерь. Для правильно выбранного по допустимому нагреву ЭД должно выполняться условие:

,

Где - средние потери мощности в двигателе при работе, Вт

,

Где - потери мощности и продолжительность нагрузки двигателя на i участке нагрузочной диаграммы.

Потери мощности на участке нагрузочной диаграммы, преобразование к виду P=f(t) равны:

,

Где частичный КПД ЭД при нагрузке на валу определяют по рабочей характеристике двигателя = f ( ) или при отсутствии таковой расчет

где - отношение постоянных потерь мощности в двигателе к его номинальным переменным потерям (коэффициент потерь), для электродвигателей общего назначения =5,5 - 0,7; для крановых =0,6 – 1; х – степень загрузки двигателя, х = .

Постоянные потери мощности , которые выделяются в двигателе при работе на холостом ходу (Р₂ =0, =0) и которые необходимо учитывать, например в режиме S6 при расчете средних потерь по рассчитывают по формуле

Для повышения точности теплового расчета мощности АД общего применения продолжительного режима S1 для использования в кратковременном S2 или повторно – кратковременном S3 режимах работы целесообразно воспользоваться номограммой Л.П. Шинкова (например).

При использовании специальных электродвигателей , когда в режим работы S2 ставится двигатель режима S2, в режим S3 – двигатель режима S3, а в режим S6 – двигатель режима S6, расчет номинальной мощности двигателя ведется по формулам соответственно:

для S2 режима

для S3 режима,

для S6 режима.

где - эквивалентная мощность на валу двигателя за период нагрузки

tраб.x, ПВх, ПНх – длительность рабочего периода по нагрузочной диаграмме

tраб.н, ПВнорм, ПНнорм – длительность рабочего периода стандартная (нормированная).

В случае использования ЭД длительного режима нагрузки S1 в повторно-кратковременном режиме S3 его можно трактовать как ЭД режима нагрузки S3 со стандартным значением ПВнорм =100%. При этом необходимо учитывать ухудшение теплоотдачи двигателя в отключенном состоянии и пре перерасчете по формуле

Пользоваться так называемой приведенной продолжительностью включения с использованием коэффициента :

ПВх = 100%

тогда получим общее выражение