Выбор мощности двигателя для работы с длительной неизменной нагрузкой

К механизмам, работающим длительно с практически неизменной нагрузкой, относятся многие вентиляторы, компрессоры, центробежные насосы, дымососы, транспортеры и т.п. Поскольку эти механизмы пускаются редко, влияние пускового режима на процесс нагрева двигателя ничтожно. Лишь в некоторых случаях приходится проверять достаточность развиваемого двигателем пускового момента, имея в виду, что некоторые механизмы имеют повышенное сопротивление трения и момент трогания.

В таком режиме температура перегрева двигателя достигает установившегося значения t_уст и двигатель, выбранный правильно, может работать сколь угодно долго без перегрева сверх допустимого предела, при условии правильности эксплуатации и температуре окружающей среды не превышающей 40°С.

Выбор двигателя при этом режиме сводится к тому, что если известна мощность статической нагрузки Р_c, то нет необходимости проверять двигатель по нагреву или перегрузке во время работы. Достаточно выбрать двигатель с номинальной мощностью . При этом можно быть уверенным, что она является наибольшей допустимой, т.к. завод-изготовитель произвел уже все расчеты и испытания, исходя из максимального использования материалов при номинальной мощности двигателя.

В тех случаях, когда нагрузка (Р_c механизма) заранее неизвестна, она определяется по формулам с использованием коэффициентов, полученных из многочисленных опытов, а в некоторых случаях, например, для малоизученных или новых механизмов, ее приходится определять, прибегая к снятию нагрузочных диаграмм самопишущими приборами на имеющихся в эксплуатации аналогичных установках.

Так, расчетная мощность для насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров (транспортеров), тележек может быть вычислена по следующим формулам:

, где

V – производительность м³/с;

Н – для насосов – высота напора, равная высоте всасывания и нагнетания, м; для вентиляторов и компрессоров – давление газа кгс/м² и кгс/см²;

h_н, h_в, h_к, h_пер - КПД насоса, вентилятора, компрессора, передачи (редуктора);

А_и, А_а – соответственно удельная работа изотермического и адиабатического сжатия (дается в справочниках)

F – тяговое усилие, кгс;

G – вес тележки с грузом, т;

V¢ - скорость, м/с;

K_T – коэффициент, равный 4–6 для подшипников качения и 6¸8 для подшипников скольжения;

7,5 – удельное тяговое усилие, кгс/тс.

Мощность выбираемого двигателя должна содержать запас по сравнению с расчетными величинами не менее (5¸10)% с увеличением до (30¸40)% для двигателей мощностью до 5кВт и (70¸100)% до 1кВт.

В тех случаях, когда температура окружающей среды ниже 40°С, двигатель может быть загружен выше своей номинальной мощности, а если выше 40°С – его следует недогружать.

Двигатель правильно выбранной мощности при номинальной нагрузке и t°_о.ср=40°С в двигательном режиме должен быть нагрет до t_доп

, где .

Если t_ок.ср отличается от 40°С на ∆t, то для сохранения той же предельно допустимой температуры перегрева t_доп, допустимое ее превышение должно быть уменьшено или увеличено на ∆t. Для этого ток двигателя должен иметь значение и переменные потери будут . Выражение для установившейся температуры t_уст при этом будет таким:

, где

∆t будет со знаком ''+'' при t°_о.ср >40°С и со знаком ''-'' при t°_о.ср <40°С.

Разделив это выражение на первое, получим , откуда допустимая степень загрузки двигателя при t°_о.ср ¹40°С

, т.е. Р_доп=Р_н·х.

При х=0, т.е. двигатель не может нести никакой нагрузки, а может работать лишь вхолостую.