§ 20. Проверка предварительно выбранного двигателя

Каждый двигатель, выбранный в результате ориентировочных пред­варительных расчетов для работы по циклическому графику нагрузки, должен быть проверен на нагрев при работе в расчетном режиме. Наи­более часто для таких проверок используют методы среднеквадратич­ных (эквивалентных) величин тока, момента или мощности.

Метод среднеквадратичного тока применим ко всем двигателям, сопротивления обмоток которых не изменяются при работе их в различных режимах. Однако часто при проектировании электроприводов бывает легче построить функциональную зависимость от времени не то­ка, а момента или мощности двигателя.

Переход от среднеквадратичного тока к выражению среднеквад­ратичного момента возможен для двигателей, работающих с постоянным магнитным потоком и имеющих пропорциональную связь между мо­ментом и током: М = кI. Если двигатель работает на жесткой меха­нической характеристике (с примерно постоянной скоростью), то для него можно записать Р = ωМ ≡ М и, следовательно, от моментов перейти к среднеквадратичной мощности.

В рассматриваемом примере на основании построенного графика нагрузки выражение среднеквадратичного момента двигателя механизма подъема груза имеет вид

(121)

При необходимости проверки электродвигателя на нагрев мето­дом эквивалентного тока по известным значениям момента нужно най­ти соответствующие им значения тока. Для этого пользуются графи­чески выраженной зависимостью М = f (I), электромеханическими и механическими характеристиками, а также известными из теории электропривода формулами, связывающими моменты и токи электро­двигателя.

При выборе двигателя обычной конструкции проверка заканчива­ется сравнением полученных значений момента или тока с соответст­вующими номинальными величинами выбранного двигателя. Двигатель не будет перегреваться, если

Но как отмечалось ранее, для рассматриваемых в примере ме­ханизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме, необходи­мо выбирать специальные двигатели, предназначенные для работы в повторно-кратковременных режимах с определенной продолжительностью включения.

Для таких двигателей продолжительность пауз уже учтена при установлении его номинальной ПВ. В этом случае при расчете опре­деляется эквивалентный ток, соответствующий только рабочему вре­мени цикла. Будем называть его эквивалентным повторно-кратковре­менным током двигателя I_ε.

Для приведенного графика нагрузки после перехода от моментов к токам значение эквивалентного повторно-кратковременного тока можно выразить формулой

(122)

При разгоне во время пуска и затормаживании двигатель рабо­тает с пониженными скоростями, что соответствует худшим условиям охлаждения. Это учитывается введением коэффициента α, который при­нимается:

– для двигателей постоянного тока α = 0,75;

– для асинхронных двигателей α = 0,5.

С введением коэффициента α уравнение (122) перепишется так:

(123)

При различных значениях расчетной и каталожной относительной продолжительности включения ток, полученный из уравнения с номи­нальным током выбранного двигателя сравнивать нельзя. Его необ­ходимо пересчитать на условия работы, одинаковые с установленными для выбранного двигателя, т.е. для работы с каталожным значением ПВ ε_Н.

(124)

Двигатель, работал по расчетному графику нагрузки, перегре­ваться не будет, если .

Двигатели различных электроприводов подвергаются, кроме того, и другим проверкам. Так, электродвигатели с резко выраженной пикообразной нагрузкой должны проверяться на перегрузочную способ­ность, для чего отношение наибольшего статического момента, взя­того из нагрузочной диаграммы, к номинальному моменту выбранного двигателя сравнивают с перегрузочной способностью двигателя, соответствующей максимально допустимому падению напряжения сети и другим конкретным условиям работы. Асинхронные короткозамкнутые двигатели обычно проверяются на возможность пуска двигателя при максимальной нагрузке на валу, для чего наибольший статический мо­мент из нагрузочной диаграммы сравнивают с пусковым моментом дви­гателя при максимально допустимом падении подводимого напряжения.