Файл: Тасбулатов Х.Т. Электропривод в сельском хозяйстве.pdf

быть ниже указанных ранее предельных тем­ ператур.

Электродвигатели общего назначения, при­ меняемые для привода большинства производ­ ственных механизмов, имеют изоляцию клас­ са А. Для этого класса стандарт (ГОСТ 183-55) устанавливает максимально допустимое пре­ вышение температуры для большинства типов изолированных обмоток — 60—65°С. Прибав­ ляя сюда 35°С, получаем 95—100°С, т. е. тем­ пературу, не превосходящую предельно допу­ стимую для класса А.

Нормы нагрева электродвигателей опреде­ ляют их номинальную (паспортную) мощность. Под номинальной мощностью понимается та мощность на валу двигателя, при которой пре­ вышение температуры ' внутренних частей (главным образом обмоток) двигателя над температурой окружающего воздуха соответ­ ствует принятым нормам нагрева. Такое же определение дается и номинальному моменту электродвигателя. Однако этого еще недоста­ точно, так как температура перегрева зависит не только от нагрузки, но и от продолжитель­ ности работы двигателя. Каждому виду элек­ тродвигателя соответствует установленный Для него режим работы.

Режимы работы электродвигателей

Согласно общесоюзному стандарту, разли­ чают три вида режима работы электродвига­ телей: продолжительный, кратковременный II повторно-кратковременный.

Рис. 25. Нагрузочная диаграмма при кратковременном

режиме работы.

Рис. 26. Нагрузочная диаграмма и кривая нагрева дви­

гателя при повторно-кратковременном режиме работы.

Рис. 27. Нагрузочная диаграмма привода сепаратора

«Урал».

Рис. 28. График нагрузки молотилки.

50

При длительном режиме нагрузка двигате­ ля изменяется мало и температура электро­ двигателя привода достигает своего устано­ вившегося значения (рис. 24). Примером про­ изводственных механизмов с длительным режимом работы могут служить молотилки, сортировки, веялки, мельничные поставы, си­ лосорезки, насосы, вентиляторы, большинство станков в ремонтных мастерских и т. д.

При кратковременном режиме работы дви­ гателя (рис. 25) температура его не успевает достигнуть установившегося значения. Пере­ рыв в работе достаточно велик для того, чтобы двигатель успел охладиться до температуры окружающей среды. Примером такого режима работы могут служить различные механизмы кратковременного действия: двигатели на раз­ водке мостов, на подъеме запорных щитов плотин и др.

При повторно-кратковременном режиме периоды работы двигателя чередуются с пау­ зами (остановка или холостой ход), причем ни в один из периодов работы температура дви­ гателя не достигает установившегося значе­ ния, а во время паузы он не успевает охла­ диться до температуры окружающей среды. Общая продолжительность цикла работы — / (рис. 26) не должна превышать 10 минут. При­ мером механизмов с повторно-кратковремен­ ным режимом являются тельферы, станки для приработки подшипников, станки для шли­ фовки коленчатых валов, подъемные краны и т. п.

52

Определение мощности электродвигателя при длительном режиме нагрузок

Д л и т е л ь н ы й р е ж и м с п о с т о я н н о й н а г р у з к о й

Определение мощности электродвигателя для механизмов, работающих с длительной постоянной или мало меняющейся нагрузкой, производится:

а) по нагрузочной диаграмме, снятой ка­ ким-либо регистрирующим прибором;

б) по нормативным данным; в) по теоретическим формулам.

Мощность электродвигателя определяют из нагрузочной диаграммы (рис. 27) с учетом к.п.д. рабочей машины и к.п.д. передачи от нее к электродвигателю, т. е.

Определение мощности электродвигателя по нагрузочным диаграммам является самым надежным. Но на практике оно не всегда вы­ полнимо, так как требует специальной обста­ новки, а также сложных и дорогих измери­ тельных приборов. При отсутствии нагрузоч­ ной диаграммы необходимую мощность элек­ тродвигателя определяют по нормативным данным, полученным на основании многочис­ ленных опытов, учитывающих удельный рас­ ход энергии при выпуске продукции.

Сведения об удельных расходах энергии, потребных в различных производственных

53

механизмах, с которыми приходится иметь де­ ло при электрификации сельскохозяйственного производства, можно получить в справочни­ ках, в руководящих указаниях по электрифи­ кации сельского хозяйства н т. п. Например, мощность электродвигателя универсальной дробилки кормов типа ДКУ-1,2 при произво­ дительности дробления зерна 1,15 т/час и при, удельном расходе электроэнергии 9,45 кѳтч/г будет:

Рд,„ , г = 1,15-9,45 = 10,4'кепи

Определение мощности электродвигателей по теоретическим формулам удается произве­ сти для таких машин с длительной постоянной нагрузкой, как насосы, вентиляторы, цепные

иленточные транспортеры, металлорежущие

идеревообделочные станки, электровозы для подвесных дорог и т. д.

Мощность двигателя для центробежных насосов определяется по формуле

где Q — производительность насоса (м5/сек);

у— удельный вес перекачиваемой жидко­ сти (кг/м5) ;

Н— общая расчетная высота подачи на­ соса.

где # і — высота всасывания, т. е. расстояние от уровня жидкости до оси насоса

(*);

54

Н2— гидростатический напор, необходи­ мый для поднятия воды от оси насо­ са до наиболее высокого пункта по­ требления;

Н3— напор, необходимый для покрытия потерь в насосе и трубах;

#4 — свободный напор, обеспечивающий определенную скорость вытекания жидкости из трубы.

Высота всасывания не должна превышать 6—7 м. Она зависит от температуры воды и плотности соединения во всасывающей трубе.

Мощность двигателя для вентилятора оп­ ределяется следующей формулой:

Н— суммарный скоростной напор в кг/м* или миллиметрах водяного столба.

Как для центробежных насосов, так и для вентиляторов, производительность пропорцио­ нальна первой степени скорости вращения, вы­ сота напора — квадрату и мощность — кубу

скорости вращения, т. е.

Q = п

Нв=п*

/ > . » • <5>

М = п \

Отсюда следует, что при изменении напора соответственно изменяется производитель*

55

Рис. 29. Диаграмма нагрузки и график потерь.

Рис. 30. График нагрузки.

Рис. 31. Нагрузочная диаграмма молотилки МКС-1100:

/ — реальная кривая; 2 — идеализированная.

56

ность, а следовательно, и 'Мощность. Все эти

можность произвести пересчет производитель­ ности, напора, момента и мощности центро­ бежных насосов, вентиляторов в случаях

Д л и т е л ь н ы й р е ж и м с п е р е м е н н о й н а г р у з к о й

Более сложным является вопрос о выборе электродвигателя в случае, если его нагрузка меняется в широких пределах, как это имеет место для очень многих машин и механизмов. Выбор двигателя по максимуму нагрузки ча­ сто приводит к установке двигателей с излиш­ ним запасом мощности. Поэтому необходимо использовать способность всех электрических машин к временной перегрузке, поскольку предельно допустимая температура достигает­ ся не сразу, а в течение более или менее дли­ тельного времени. График длительной пере­ менной нагрузки для общего случая изобра­ жен на рисунках 28 и 29.

Основой определения мощности электро­ двигателя при переменной нагрузке является определение эквивалентного по нагреву тока мощности или момента. Эквивалентным назы­ вают ток, мощность или момент такого дли­ тельного режима работы при неизменной на­ грузке, при которых средние потери и нагрев двигателя будут иметь те же значения, что

58

и в реальном режиме с длительной переменной нагрузкой.

Формула для определения эквивалентной мощности имеет вид:

Электродвигатель, выбранный по форму­ ле (6), нужно проверить на перегрузочную спо­ собность. Если окажется, что выбранный по РІКа двигатель не способен перекрывать от­ дельных перегрузок, представленных на диа­ грамме, то придется перейти к следующему, более мощному типу двигателя, руководст­ вуясь уже не условиями нагрева, а механиче­ ской его характеристикой.

Если нагрузочная диаграмма имеет трапе­ цеидальные участки (рис. 30), то для них расчет эквивалентной мощности определяется по формуле

Пример. Определить мощность двигателя для молотилки МКС-1100. Нагрузочная диа­ грамма электропривода в масштабе дана на рисунке 31.

59

Решение:

1.Нагрузочную диаграмму заменяем си­ стемой отрезков прямых, для которых эквива­ лентная мощность определяется по формулам

(6)II (7).

2.Определяем эквивалентную мощность из

нагрузочной диаграммы (рис. 31).

р]+Р*Ръ + РІ \

+ 1 ' '3 - ) * * + ■■■■&

++ <*7+ h +

60