Метод эквивалентного тока

Потери в двигателях примерно пропорциональны квадрату тока в его обмотках. Зная график тока, протекающего по обмоткам двигателя, можно определить для каждого конкретного режима работы значение тока I_э, характеризующее его нагрев.

Эквивалентный ток I_э - это такой неизменный по величине ток, который вызывает такой же нагрев электродвигателя, как и реально протекающий изменяющийся по величине ток в соответствии с графиком нагрузки механизма.

(24.7)

Условие проверки двигателя на нагрев будет:

(24.8)

Формула (24.8) справедлива, если постоянные потери ΔР_с за время цикла не изменяются, а также соблюдены условия, необходимые при применении метода средних потерь.

Метод эквивалентного момента

Если момент двигателя пропорционален току, то можно пользоваться методом эквивалентного момента.

Эквивалентный момент – это такой постоянный момент нагрузки, который вызывает такой же нагрев двигателя, как и реально изменяющийся момент в соответствии с графиком работы механизма.

(24.9)

Условие правильности выбора двигателя М_э≤М_н.

Этот метод применим для двигателей постоянного тока с независимым возбуждением, для асинхронных двигателей и других, когда момент пропорционален току.

Метод эквивалентной мощности

Если скорость двигателя изменяется мало и можно считать, что , то эквивалентная мощность будет:

(24.10)

Производить проверку двигателя на нагрев по эквивалентной мощности можно для нерегулируемых по скорости электродвигателей, у которых момент пропорционален току. Условие правильности выбора электродвигателя

24.3. Нагрузочные диаграммы и тахограммы

Основой для выбора элек-тропривода и расчета его мощ-ности являются нагрузочная диаграмма и диаграмма скоро-сти (тахограмма). Нагрузочные диаграммы (рис.24.3) подраз-деляются на диаграммы произ-водственного механизма и электропривода.

Нагрузочной диаграммой производственного механизма называется зависимость приве-денного к валу двигателя ста-тического момента (мощности) нагрузки от времени М_с(t). Она рассчит

а)

ывается на основании технологических данных, харак-теризующих работу механизмов (машин).

Н

Рис.24.3. Нагрузочные диаграммы и тахограмма:

а – нагрузочная диаграмма механизма; б – тахограмма; в – график динамического момента; г – нагрузочная диаграмма электропривода

б)

агрузочной диаграммой электропривода механизма на-зывается зависимость момента электродвигателя (алгебраическая сумма статического и динамического моментов) от времениМ(t).

Д

в)

иаграммой скорости, или тахограммой, называется зависимость скорости движения исполнительного органа от времениω_ио(t) или V_ио(t).

г)

24.4. Классификация номинальных режимов работы электродвигателей

В зависимости от нагрузочной диаграммы электродвигателя различают восемь режимов работы: S1...S8. Режимы S1...S3 являются основными. Их номинальные данные включаются в паспорт и каталоги на электродвигатели:

1. Продолжительный номинальный режим (S1) – режим работы электродвигателя при неизменной нагрузке такой продолжительности, при которой превышение температуры электродвигателя достигает установившегося значения. Графики изменения момента М, потерь мощности ΔР и температуры τ⁰, соответствующее режиму S1, приведены на рис.24.4а.

Впаспортных данных двигателя указываются номинальная мощностьР_н, скорость вращения n, напряжение U_н, ток I_н, соответствующие режиму S1.

Р

а)

б)

в)

а)

ис.24.4. Зависимость мощности на валу двигателя, потерь и превышения температуры от времени при режимах: а)S1; б) S2; в) S3

Кратковременный номинальный режим (S2) – это режим, в котором периоды нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя. При этом за время работы двигателя превышение температуры не достигает установившегося значения, а при отключении все части электродвигателя охлаждаются до температуры окружающей среды. Режим характеризуется мощностью (моментом) и временем включения. Стандартная продолжительность рабочего периода составляет 10, 30, 60, 90мин.

Графики, характеризующие кратковременный режим работы, показаны на рис.24.4б. Иногда в информационных материалах содержатся данные о мощности, напряжении, токе, частоте вращения при стандартных длительностях включения.

Повторно-кратковременный номинальный режим (S3) – это режим, при котором кратковременные периоды нагрузки чередуются с периодами отключения двигателя, причем за время работы превышение температуры двигателя не достигает установившегося значения, а при отключении двигатель не успевает остыть до температуры окружающей среды (рис.24.4в). Режим S3 характеризуется нагрузкой и продолжительностью включения (ПВ):

(24.11)

Стандартные значения ПВ, на которые рассчитываются и выпускаются электродвигатели, предназначенные для работы в режиме S3, составляют 15, 25, 40 и 60%. Максимальная продолжительность цикла не должна превышать 10 мин.

Номинальные режимы S4...S8 введены для того, чтобы упростить задачу выбора электродвигателей, работающих в этих режимах [4-16]. Здесь ограничимся лишь упоминанием этих режимов: повторно-кратковременный режим работы с частыми пусками – S4; повторно-кратковременный режим работы с частыми пусками и электрическим торможением – S5; перемежающий режим работы – S6, когда после периода работы электродвигатель не отключается, а продолжает работать вхолостую; время цикла принимается 10мин; перемежающий режим работы с частыми реверсами – S7; перемежающий режим работы с двумя и более скоростями – S8.