туры всех частей двигателя не успевают достичь установившихся значений, а продолжительность пауз настолько велика, что все части двигателя практически приходят в холодное состояние (при неизменной температуре окружающей среды). В кратковременном режиме двига тели могут быть рассчитаны на стандартную продолжительность
рабочего периода 10, 30, 60 и 90 мин, |
продолжительность паузы ta > |
> 47’0, |
то |
есть практически |
бесконечно большая, |
следовательно, |
ПВ = |
0. |
|
|
|
|
|
Повторно-кратковременный режим. |
Повторно-кратковременным но |
минальным режимом работы двигателя (см. |
рис. 104, б) называют |
ІлР |
|
Р еж им S1 |
Z ü P i |
|
Реж им S3 |
|
— |
----------------------------- |
Г |
п |
п |
г л - |
|
|
|
t |
р \ |
_ _ _ _________ |
|
|
|
|
t
Рис. 104. Температура нагрева, мощность и потери двигателя при продол жительном (а) и повторно-кратковременном (б) режимах работы.
такой режим, при котором кратковременные рабочие периоды номи нальной нагрузки чередуются с паузами. Продолжительность рабочих периодов и пауз не настолько велика, чтобы перегревы отдельных частей двигателя при неизменной температуре охлаждающей среды могли практически достигнуть установившихся значений. Для режима установлены стандартные продолжительности включения ПВ 15, 25, 40 и 60% с продолжительностью рабочего периода до 10 мин.
Перемежающийся режим. Перемежающимся номинальным режи мом работы двигателя (см. рис. 105, б) называют такой режим, при котором кратковременные рабочие периоды с номинальной нагрузкой чередуются с периодами холостого хода (паузами); причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько велики, чтобы превышение темпера туры отдельных частей двигателя при неизменной температуре окру жающей среды могло бы достигнуть установившихся значений. В отличие от повторно-кратковременного режима в перемежаю щемся во время пауз двигатель не отключается от сети, а работает
на холостом ходу. Этот режим характеризуют продолжительностью нагрузки ПН:
где txx — время паузы (работа на холостом ходу).
По стандарту ПН имеют значения: 15, 25, 40 и 60%. Дополнительные (рекомендуемые) номинальные режимы работы
двигателей представляют собой разновидности повторно-кратковре менного и перемежающегося режимов.
І л Р |
Р еж и м S 2 |
Р еж и м S 6 |
1 & Р |
|
|
I— I____ I— I_____ I— L |
|
t |
ь |
Рис. 105. Температура нагрева, мощность и потери двигателя при кратковременном (а) и перемежающемся (б) режимах работы.
Нагрузочные диаграммы электроприводов. Правильно выбранный двигатель электропривода должен работать без превышения предельно допустимых перегревов в течение всего срока эксплуатации. Для этого необходимо, чтобы режим работы приводимой машины соответствовал номинальному режиму двигателя.
Режимы работы производственных машин и электроприводов определяются по нагрузочным диаграммам, представляющим собой кривые зависимости момента, мощности и тока от времени: М = / (t), Р = f (t), I = f (t). Нагрузочные диаграммы строят поданным, получен ным с помощью самопишущих измерительных приборов и расчетным путем.
Нагрузочная диаграмма рабочей машины Мс = f (t) совпадает с нагрузочной диаграммой двигателя только при постоянной скорости вращения, когда Мс = Мд. При переходных режимах вследствие инерции маховых масс кривые для машины и привода будут отличаться,
особенно в приводах с большой величиной приведенного момента инерции.
Прежде чем перейти к выбору двигателя, необходимо построить нагрузочную диаграмму электропривода. По ней можно проверить правильность предварительного выбора двигателя.
17.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ
Для определения мощности двигателя по условиям нагрева приме няют один из двух способов: способ средних потерь и способ эквива лентных величин.
При использовании с п о с о б а с р е д н и х п о т е р ь вначале задаются такой мощностью двигателя, которой соответствуют номи нальные потери энергии. По величине они равны средним потерям, которые будут в двигателе при заданной нагрузочной диаграмме привода. Ориентировочно мощность двигателя принимают с учетом коэффициента запаса k3 = 1,1 -н 1,3:.
Рн—Рсрк3,
где Рср — средняя величина мощности по графику нагрузки. Полагают, что наибольшая величина перегрева каждого двигателя
при работе с постоянной и с изменяющейся нагрузкой будет при равных потерях мощности:
Е АР„==£ АРср.
Средние потери 2Д Рср находят по двум кривым: АР = f (t), кото рую строят по вычисленным потерям на основании нагрузочной диа граммы, и по кривой изменения к. п. д. двигателя:
|
2 А Р ср |
APjtiЧ~ АР<2$%-f- -\-APntn |
|
А + А + ••• + Аг |
где tx + t2 + |
+ tn — продолжительность цикла. |
Полученную величину средних потерь сравнивают с номинальными потерями, которые должны быть равны или больше их
В случае невыполнения этого условия расчет повторяют для другой мощности двигателя.
Способ средних потерь может быть использован для всех видов двигателей, но он трудоемкий, и поэтому чаще применяют с п о с о б
э к в и в а л е н т н о г о т о к а ( м о м е н т а |
или м о щ н о с т и). |
Э к в и в а л е н т н ы м называют такой |
неизменяющийся ток, |
который, проходя по обмоткам двигателя, создает такие же потери энергии, как и расчетный ток при заданной диаграмме I =/ ( ( ) . Полагая, что постоянные потери не зависят от нагрузки и остаются постоянными в течение всего рабочего периода, и активное сопротив
ление самоток при любом токе также остается неизменным, можно написать:
|
ДР0 + /1Я = |
(АР0+ / ^ ) W AP0+ / ^ ) |
/2+ ... + (АP0+I*nR) tn |
|
4 + ^а+ |
+ б» |
|
|
Сократив на R и исключив АР0, получим выражение для опреде ления эквивалентного тока:
|
■V |
+ |
••• + I h tn |
(17-25) |
|
^1+ ^2+ |
+ бг |
|
|
Таким образом, по известной нагрузочной диаграмме определяют эквивалентный ток. Двигатель будет правильно выбран по нагреву, если соблюдено условие:
В практике расчета электроприводов нагрузочная диаграмма бывает обычно задана изменением не тока, а момента от времени. В этом случае вместо тока используют эквивалентный момент:
м„ |
|
МД 1 + /И,Д2+ ... +М-піѣ |
V |
(17-27) |
|
h + h + • • ■+ tn |
Двигатель выбирают по условию:
где Л1Н— номинальный момент двигателя.
В случае незначительного изменения скорости вращения в процессе работы вместо эквивалентного момента используют эквивалентную мощность, полагая, что развиваемый двигателем момент и мощность на валу пропорциональны друг другу:
+ ■■■+ Рп{п.
(17-28)
. - V *
Во всех случаях выбора двигателя производят проверку на пере грузочную способность:
где Мшах — максимальный момент по графику нагрузки; Ак — кратность максимального момента.
Во многих случаях все перемежающиеся и дополнительные повтор,- но-кратковременные режимы работы двигателей по конечным значениям температуры нагрева отдельных частей могут быть сведены к трем основным номинальным режимам работы. Поэтому массовый выпуск двигателей общепромышленного назначения производят в основном для продолжительного, повторно-кратковременного и кратковремен ного режимов работы.
