Глава 2 правильный выбор двигателя

§ 4. Особенности выбора двигателя для различных механизмов

Основой для предварительного выбора приводного двигателя, как правило, является нагрузочная диаграмма исполнительного механизма, под которой понимается зависимость потребляемой механизмом мощно­сти или момента от времени, т.е.

или

Нагрузочные диаграммы могут выражать неизменную или циклически меняющуюся во времени нагрузку.

При неизменной нагрузке выбор двигателя довольно прост и за­ключается в определении потребляемой мощности Р_мех, по которой находят расчетную мощность электродвигателя

где η - к.п.д. передачи от двигателя к механизму.

Далее по каталогу выбирают двигатель нужных параметров и конструктивного исполнения с номинальной мощностью

Выбранный таким образом двигатель будет удовлетворять всем требованиям со стороны исполнительного механизма и в дополнитель­ной проверке не нуждается.

В случае нагрузочных диаграмм с циклически меняющейся нагруз­кой (рис.1), с какой работает большинство электрифицированных механизмов, расчет мощности двигателя производят методом последовательных при­ближений в два этапа. 5а первом этапе осу­ществляется предва­рительный выбор дви­гателя, на втором - проверка его на со­ответствие заданному графику нагрузки (режиму работы).

Такой порядок расчета объясняется тем, что выбор двигателя для конкретных условий работы возможен лишь на основе нагрузочной диаграммы самого двигателя, которую можно построить лишь после расчета переходных процессов в приводе с этим электродвигателем. Поэтому возникает необходимость в предварительном ориентировочном выборе двигателя, что осуществляется по статической номинальной нагрузке или по среднестатистической мощности заданного или дост­роенного графика нагрузки рабочей машины.

Расчетную мощность рабочего органа электрифицируемого меха­низма можно определить:

– по номинальной грузоподъемности, заданной массой поднимае­мого груза m , из выражения

– по среднему значению момента механизма М_мех по формуле

_{Здесь g = 9,81 м/с}² _{– ускорение свободного падения;}

_{υ - заданная скорость линейного перемещения рабочего органа или навивки троса на ба­рабан, м/с;}

_{ωмех – угловая скорость рабочего органа; может быть определена из уравнения}

_{где Dб – диаметр грузового барабана (ходового колеса), м.}

_{Ориентировочно определив к.п.д. η выбранной передачи, можно найти мощность на валу двигателя:}

_{Для механизма с заданной рабочей скоростью можно выбирать двигатели необходимой конструкции и типа мощностью Рн ≈ Рдв , но с различными угловыми скоростями, соединяя их с исполнительным ме­ханизмом редуктором, имеющим соответствующее передаточное отноше­ние. Если электропривод работает с частыми пусками и остановками, то критериями при выборе оптимального передаточного числа переда­чи являются:}

_{– наименьшая продолжительность разгона и торможения рабочего органа механизма;}

_{– минимальное время перемещения рабочего органа на заданном участке пути;}

_{– точная остановка рабочего органа в заданном месте;}

_{– наименьшие потери энергии в электроприводе за цикл и др.}

_{Общего решения для выбора оптимального передаточного числа, удовлетворяющего всем перечисленным условиям, пока не дано. Наи­более существенным часто является сокращение времени переходных процессов.}

_{Воспользовавшись уравнением движения, южно найти, что при определенных параметрах рабочего механизма минимум времени пере­ходного процесса соответствует минимальному запасу кинетической энергии двигателя, т.е.}

_{Таким образом, исходя из рассматриваемого требования, наибо­лее подходящим можно считать тот двигатель, для которого при од­ной и той же мощности указанное произведение будет наименьшим.}