Выбор мощности двигателя для повторно-кратковременного режима работы

Если при повторно-кратковременном режиме нагрузка двигателя, время работы t_р и время паузы t₀ не меняются, и относительная продолжительность включения равна одному из стандартных значений, то по справочнику или каталогу выбирается двигатель с номинальной мощностью Р_н³Р_{нагрузки} при соответствующей e.

Если нагрузка Р₁ при переходе от цикла к циклу остается неизменной, но не равной Р_н, а e отличается от стандартного значения, то, на основании метода средних потерь, можно утверждать, что средняя температура перегрева двигателя не будет превышать допустимого значения, если средние потери мощности за цикл при e¹e_кат не будут превышать средние потери за тот же цикл при e=e_с=e_кат и Р_н, т.е. если

или .

Выбор двигателя по мощности в этом случае сводится к проверке согласно написанному условию предварительно выбранного двигателя с ближайшими к Р₁ и e₁ значениями Р_н и e_кат (ε_с).

Если в написанном выражении потери мощности выразить через постоянные «К» и переменные «V», то после преобразований получим следующую формулу для проверки предварительно выбранного двигателя

.

Для ДПТ независимого возбуждения, работающих с Ф=const, а также для АД, работающих в пределах линейной части механической характеристики можно получить аналогичное соотношение между моментами, а при работе этих двигателей на естественных характеристиках – соотношение между мощностями

, .

На практике чаще всего нагрузка в пределах цикла не остается постоянной. Поэтому, если известен реальный график М=f(t), его заменяют эквивалентным прямоугольным (рис. 6.13.1) и определяется М_экв или I_экв. Применительно к изображенной диаграмме:

или .

Здесь время паузы t₀ (в знаменателе под корнем) не входит, поскольку оно учитывается величиной ПВ%. Да и во время паузы двигатель момента не не развивает, т.к. ток =0.

Если расчетная величина продолжительности включения отличается от стандартной, двигатель выбирается по ближайшему стандартному значению ε, пересчитывая мощность двигателя на стандартное значение. При переходе от одной e к другой эквивалентная мощность двигателя, должна оставаться неизменной. Поэтому в соответствие с выражением для Р_э в случае работы двигателя на естественной характеристике можно написать:

; или . Отсюда

Пример пересчета мощности Р_х=Р₁ от действительной e_х=e₁, на стандартное значение (каталожное) e₂=e_кат=e_с, выполняются так:

и т.д.

Может быть сделан пересчет на ε_с не только мощности, но и эквивалентного тока, определенного из нагрузочной диаграмме, а также эквивалентного момента, если двигатель независимого возбуждения должен работать с Ф=const, а АД – в пределах линейной части механической характеристики

.

Для более точного пересчета мощности следует исходить не из равенства эквивалентных мощностей, а из равенства потерь, т.е. исходя из соотношений:

, где

∆Р_пк1 и ∆Р_пк2 - потери в двигателе при повторно-кратковременном режиме соответственно с e₁ и e₂;

τ_у – время цикла.

Выражая потери через постоянные и переменные, учитывая изменение условий охлаждения, т.е. имея в виду, что и обозначая через x отношение можно написать, приняв режим с Р₁ за исходный

. Отсюда

и .

При b=1 , а при пренебрежении постоянными потерями и .

В случае различных значений t_р и t₀, входящих в график нагрузки, за относительную e принимается величина, подсчитанная для большого числа циклов работы.

.

При расчетах следует пользоваться этой средней или эквивалентной величиной, во всех приведенных выше формулах.

При проверке мощности предварительно выбранного двигателя по методу средних потерь в случае повторно-кратковременного режима работы, они вычисляются по формуле

, где

∆Р_п, ∆Р_т, ∆Р_у, ∆Р₀ – потери (средние) мощности за время пуска t_п, торможения t_m, установившейся работы и за время паузы при неподвижном двигателе (в обмотке возбуждения двигателя ДНВ и СД).

6.14 Выбор двигателей для работы в режимах S4 ¸ S8 и выбор преобразователей для регулируемых электроприводов

Для электроприводов, предназначенных для работы в режимах S4 и S5, выбираются двигатели, нормально предназначенные для режима S3. Мощность двигателей определяется предварительно на основе нагрузочной диаграммы механизма как и для режима S3. Для выбранного двигателя строится нагрузочная диаграмма электропривода, по которой производится проверка правильности выбора.

Для работы в режимах S6 и S7 обычно выбираются двигатели, предназначенные для работы в режиме S1. Если известна нагрузочная диаграмма электропривода M=f(t) или I=f(t), расчет М_э или Р_э позволяет выбрать двигатель для режима S6, а для режима S7 формулы М_э и Р_э используются для проверки предварительно выбранного двигателя, т.к. для этого режима расчет и построение достаточно точной нагрузочной диаграммы до выбора двигателя представляет трудности.

Для обоих этих режимов обязательна проверка двигателя по условиям пуска и перегрузочной способности.

Для работы в режиме S8 как правило выбираются двигатели режима S1. Двигатель выбирается предварительно по нагрузочной диаграмме механизма и затем рассчитывается и строится нагрузочная диаграмма электропривода, M=f(t) или I=f(t) из которой находится I_э или М_э за цикл работы и сравнивается с I_н или М_н.

Рассмотрим, теперь, как выбираются преобразователи для регулируемых электроприводов.

Мощность генератора для системы Г-Д

, где

Р_нд и h_нд - номинальная мощность и номинальный КПД двигателя.

По каталогу (справочнику) выбирается генератор с Р_нг³Р_г.расч, обеспечивающий требуемое напряжение двигателя.

Мощность гонного (сетевого) двигателя генератора

- где

Р_нг и h_нг - номинальная мощность и номинальный КПД генератора.

По каталогу (справочнику) выбирается асинхронный к.з АД или синхронный двигатель СД с номинальной мощностью Р_н.г.д³Р_{гон.расч} и скоростью, соответствующей скорости генератора, указанной в паспорте генератора.

Тиристорный преобразователь для системы ТП-Д выбирается по номинальному выпрямленному току, номинальному выпрямленному напряжению и мощности с учетом необходимости реверса двигателя, т.е. I_dн≥ I_н двигателя U_dн=U_н двигателя и S_н преобразователя ≥Р_н двигателя.

Преобразователь частоты для системы ТПЧ-АД выбирается по номинальному напряжению, номинальному току, номинальной мощности и требуемому диапазону изменения частот. Необходимо, также решить вопрос о типе преобразователя – со звеном постоянного тока или с непосредственной связью.