3. Порядок выбора мощности двигателя

Изучаются технологические условия работа и кинематическая схема электропривода общий вид которой представлена на рис.1.1, где

• M_см, _м, J_м – статический момент, установившаяся частота вращения и момент инерции исполнительного механизма;

• M_с, _с,  - статический момент, частота вращения и КПД на валу двигателя;

• i, _р, J_р - передаточное число, КПД и момент инерции редуктора;

• J_пр – суммарный момент инерции привода, приведенный к валу двигателя.

Рис 1.1. Кинематическая схема электропривода.

Рис.1.2. Упрощенная тахограмма и нагрузочная диаграмма двигателя конвейера.

Величины i, _р, J_р, _м должны быть указаны в задании на курсовое проектирование.

1. Выбор двигателя и проверка его по нагреву всегда осуществляются для наиболее тяжелого режима работы. Поэтому для дальнейших расчетов выбирается наиболее тяжелый цикл работы двигателя.

2. Формируются требования, предъявляемые к системе электропривода технологическими условиями работы исполнительного механизма.

3. Определяется статический момент M_см исполнительного механизма по уравнениям, индивидуальным для каждого механизма.

4. Все моменты и частота вращения исполнительного механизма приводятся к валу двигателя:

M_с = M_см / (i * _р) (1.17);

J_пр = J + J₁(₁ / _с)² + … + J_м(_м / _с)² (1.18);

_с = _м * i (1.19).

Если исполнительный механизм движется поступательно, то приведение его моментов и частот вращения к валу двигателя по уравнениям:

M_с = (G * ) / (_с * _р) (1.20);

J_пр = m (/ _с)² (1.21);

_с = ( / R) * i (1.22).

5. Рассчитываем ПВ% двигателя

(1.23),

где t_р - время работы двигателя; T_ц - время никла; t₀ - время паузы.

Время t_р и t₀ задаются технологическими условиями работы исполнительного механизма.

6. Исходя из технологических требований, осуществляется качественный выбор двигателя, т.е. его серии.

Для этого разрешают вопросы о виде питающего напряжения и способе питания двигателя; от сети или от отдельного преобразователя, В случае применения двигателя постоянного тока принимается решение о способе питания обмотки возбуждения. Если эксплуатация двигателя осуществляется в специфических условиях, то должен быть выбран двигатель соответствующей серии: краново-металлургический, тяговый, экскаваторный, взрывозащищенный, тропического исполнения и т.д.

7. Производится предварительный выбор мощности двигателя. Для этого из каталога выбирается двигатель определенной в п.б серии с ПВ%_кат равной или близкой к рассчитанной по (1.23).

Номинальная частота вращения _н выбираемого двигателя должна быть равна _с, а номинальная мощность P_н = _с * M_с (1.24)

8. Решается вопрос о том, каким методом будет проверяться по нагреву выбранный двигатель: эквивалентного тока, момента или мощности. Решение этого вопроса зависит от режима работы двигателя и его типа.

Если двигатель работает в длительном режиме на линейном участке механическая характеристики при _с  const, то следует применять метод эквивалентной мощности для двигателей как постоянного, так и переменного тока.

При работе двигателя в повторно - кратковременном или кратковременном режимах при _с = var и Ф = const, наиболее целесообразно применение метода эквивалентного момента.

Если в процессе работы Ф = var возможно применение только метода эквивалентного тока.

9. Для выбранного двигателя строится упрощенная тахограмма =f(t) и упрощенная нагрузочная диаграмма I=f(t), M=f(t), P=f(t), в зависимости от выбранного метода проверки двигателя по нагреву дяя наиболее тяжелого цикла работы.

Для построения диаграмм необходимо знать времена разгона t_п и торможения t_т двигателя. Обычно t_п и t_т бывают определены технологическими условиями работы. В противном случае t_п и t_т задаются проектантом из условия получения максимального момента (тока), не превышающего допустимый момент (ток), указанный в каталоге, т.е.

M_с + M_дин ≤ M_доп (1.25);

I_с + I_дин ≤ I_доп (1.26);

где I_дин , M_дин – динамические ток и момент двигателя.

Известно, что

(1.27).

Так как строяться упрощенные диаграммы, где , то можно записать:

(1.28).

Тогда из (1.25) с учетом (1.28) получим:

(1.28),

где _нач - начальная скорость;

_уст - установившаяся после окончания переходного процесса скорость;

J – суммарный момент инерции привода, приведенный к валу двигателя.

На рис.1.2 приведены тахограмма и нагрузочная диаграмма M=f(t) для двигателя конвейера

9. Определяется тип вентиляции двигателя: искусственная или естественная.

10. На основании нагрузочной диаграммы рассчитывается соответствующая эквивалентная величина: I_э , M_э или P_э .

Если вентиляция принудительная, то расчет эквивалентных величин производится по уравнениям (1.14) - (1.16). При естественной вентиляции в (1.14) - (1.16) вводятся коэффициенты ₀ и , учитывающие ухудшение охлаждения двигателя во время пуска, тормо-жения и паузы, а именно:

(1.29).

В уравнения (1.15), (1.16) коэффициенты ₀ и  вводятся аналогично (1.29).

11. Производится проверка выбранного двигателя по нагреву одним из методов:

(1.30),

(1.31),

(1.32).

Если неравенства (1.30) - (1.32) выполняются, двигатель удовлетворяет условиям нагрева.

В противнее случае необходимо произвести предварительный выбор двигателя иной мощности и все операции провести повторно.