Лекції за темою 1

мінальними даними: Рном = 5,5 кВт; ηном = 86 %; nном = 1440 об/хв; M п* =2,6; M к* = 2,9; клас ізоляції F (τдоп=105°С); момент інерції ротора Jрот= 0,02 кг·м2.

2. Перевірка двигуна на нагрівання під час роботи методом середніх втрат потужності:

3.1За формулою Кз.і = Pі/Pном визначаємо коефіцієнти завантаження в кожному періоді роботи двигуна.

3.2За залежностями η = f(Кз), що наведені в каталожних даних двигунів серії 5АМ, визначаємо ККД двигуна при і-х завантаженнях.

		3.3 За формулою P									Pi	1 i				визначаємо втрати потужності в двигуні
									i
												i
при і-му навантаженні.
		Результати розрахунків заносимо до таблиці 1.3.
	Таблиця 1.3 – Розрахунок втрат потужності в двигуні 5АМ112М4
	Рі, кВт					4,0				7,0				5,0							3,0			4,0				3,0
		Кз				0,73				1,27				0,91							0,55			0,73				0,55
	η, %					86,4				84,8				86,2							85,7			86,4				85,7
	Рі, кВт					0,63				1,25				0,55							0,5			0,63				0,5
		3.4 Визначаємо середні втрати потужності в двигуні:
			n
			Pi		ti	0,63 15				1, 25		20		0,55				25	0,5 10				0,63 15		0,5	20
	P		1																									5, 4 кВт .
			n
	сер											15		20				25	10		15		20
			ti
		1
		3.5 Номінальні втрати потужності в двигуні:
							P		Pном 1			ном		5,5 1					0,86				0,9 кВт .
							ном

ном	0,86

3.6 Номінальні втрати в двигуні більші за середні, значить, двигун під час роботи перегріватися не буде.

4. Перевірка двигуна на нагрівання під час роботи методом еквівалентної потужності.

	n	2
	P		t
						2			2			2		2			2		2
	і		i	4			15	7		20	5		25		10	4		15		20
P	1													3					3			4,73 кВт .
	n
е										15	20		25	10	15	20
		ti
	1

Оскільки Рдв.ном = 5,5 кВт > Ре = 4,73 кВт, то двигун під час роботи перегріватися не буде.

5. Номінальний момент двигуна:

M	ном	9550	Pном 103	9550	5,5	36,5 Н м .
			nном	1440

6. Перевірка двигуна на можливість пуску робочої машини:

	2	*		2	36,5 2,6 77 Н м Mc.0
M	п. u Ku MномMп		0,9			66 Н м ,

де Мп.(u) – пусковий момент ЕД при зниженій напрузі живлення. Умова (1.54) виконується, значить, двигун запуститься.

7. Перевірка двигуна на перевантажувальну здатність:

7.1 Максимальний момент двигуна при зниженій напрузі:

	2	*	2
M	макс. u Ku роб MномMк		0,95 36,5 2,9 95,5 Н м .

7.2 Максимальний момент навантаження:

M	с.макс	9550	Pс.макс 103	9550	7,0	46, 4 Н м .
			nном	1440

Висновок: Оскільки Ммакс.(u)= 95,5 Н·м > Мс.макс = 46,4 Н·м, то перевантажувальна здатність двигуна достатня.

Приклад 2. Вибрати шестиполюсний спеціальний АД для короткочасного режиму роботи, якщо Рк = 1,6 кВт, tк = 12 хв.

Розв'язок

1. З каталогу попередньо вибираємо двигун АИР90L6КР1У3 з такими но-

мінальними даними: Pном= 2,2 кВт, tк.кат= 7 хв.

2. Перевірка вибраного двигуна на нагрівання під час роботи: 2.1 Розрахункова потужність двигуна:

P	P	tк	1,6	12		2,1 кВт .
роз	к	tк.кат		7

Вuсновок: Оскільки Pном = 2,2 кВт > Pроз = 2,1 кВт, то за час короткочасної роботи двигун не перегріватиметься.

Приклад 3. Вибрати шестиполюсний АД, призначений для тривалого режиму роботи, для роботи в короткочасному режимі, якщо Рк = 2 кВт, tк = 10 хв. Сталу часу нагрівання двигуна прийняти 25 хв, відношення постійних втрат потужності до номінальних змінних α = 0,6.

Розв'язок

1. Коефіцієнт термічного перевантаження:

pt		1		1
			tк				10
1		e	Tн		1 e			25

3,03 .

2. Коефіцієнт механічного перевантаження:

pм

1

pt

1 0,6 3,03 0,6 1,9 .

3. Розрахункова потужність двигуна тривалого режиму роботи:

Pроз = Pк/рм = 2,0/2,06 = 0,97 кВт.

4. З каталогу вибираємо двигун АИР80В6У3 з такими номінальними да-

ними: Рном = 1,1 кВт; nном = 920 об/хв; M к* = 2,2.

5. Вибраний двигун перевіримо на перевантажувальну здатність.

5.1 Номінальний момент двигуна:

M	ном	9550	Pном 103	9550	1,1	11, 4 Н м .
			nном	920

5.2 Максимальний момент двигуна при рівні напруги U = 0,95Uном:

	2	*	2
M	макс. u Ku роб MномMк		0,95 11,4 2,2 22,6 Н м .

5.3 Максимальний момент навантаження:

M	с.макс	9550	Pс.макс 103	9550	2,0	20,8 Н м .
			nном	920

Оскільки Ммакс.(u) > Мc.макс, то перевантажувальна здатність двигуна доста-

тня.

Приклад 4. Розрахувати потужність і вибрати восьмиполюсний двигун компресора холодильної машини за графіком навантаження, в якому: P1 = 10 кВт; tр = 3 хв; t0 = 7 хв; tц = 10 хв.

Розв'язок

1. Фактична тривалість вмикання двигуна:

	ТВ		t р		3	0,3 .
		t р	t0	3 7

2. Перерахунок потужності навантаження на стандартну тривалість вмикання ТВ = 0,4:

P	P	ТВф	10		0,3		8,66 кВт .
0,4	1 ТВ				0, 4
		ном

Вибираємо двигун типу АС160S8У3 з такими номінальними даними:

Pном = 9,0 кВт; ТВном = 0,4; M к* = 2; nном = 678 об/хв.

3. Перевірка двигуна на перевантажувальну здатність.

3.1 Максимальний момент двигуна:

M	к	9550	Pном	M *	9550	9 2	253 Н м .
			nном	к	678

3.2 Максимальний момент, що відповідає потужності P1 графіка навантаження:

M

9550

10

140 Н м .

макс.граф	678

Вибраний двигун забезпечить перевантажувальну здатність, оскільки

Мк > Mmax.граф.

Приклад 5. Визначити допустиме число вмикань за годину АД серії АИР90L4 в повторно-короткочасному режимі роботи з номінальним навантаженням. Тривалість циклу tц складається із: часу пуску tп = 5 с, роботи при усталеній частоті обертання tp = 80 c, гальмування tг = 2 с, паузи t0 = 13 с . Тех-

нічні дані двигуна: Рном = 2,2 кВт; ηном = 81 %; nном =1400 об/хв. Приймаємо величину коефіцієнта погіршення охолодження β0 = 0,4 .

Розв'язок

1. Тривалість циклу:

tц = tп+ tр+ tг+ t0 = 5 + 80 + 2 + 13 = 100 с.

2. Фактична тривалість вмикання:

	ТВф	tп	t р	tг		5 80 2	0,87 .
		tп	t р tг	t0	5 80 2 13

3. Втрати потужності у двигуні при номінальному навантаженні:

	P	P		1			ном				2,2			1			0,81				0,52 кВт .
	ном		ном											0,81
							ном
4. Втрати енергії при пуску двигуна:
	Ап	Pномtп		1			0			0,52 5				1			0, 4					1,82 кВт с .
							2										2
5. Втрати енергії при гальмуванні двигуна:
	Аг	Pномtг		1			0			0,52 2				1			0, 4					0,73 кВт с .
						2											2
6. Допустиме число вмикань за годину:
h	3600	Pном	1		ТВф 0					3600		0,52 1 0,87 0, 4												38	1	.
доп		Ап					Аг										1,82 0,73								год
7. Фактичне число вмикань за годину:
			hф = 3600/tц = 3600/100 = 36																			1	.
																						год

Вuсновок: двигун під час роботи не перегріватиметься, оскільки hдоп > hф.

Питання для самоконтролю

1.Які класи ізоляції сучасних електродвигунів?

2.Яка розрахункова гранична температура охолоджуючого повітря встановлена стандартом?

3.Як визначається допустиме перевищення температури ЕД над температурою охолоджуючого середовища?

4.Які допущення прийнято при виводі рівнянь нагрівання та охолоджен-

ня ЕД?

5.Які складові входять до рівняння теплового балансу двигуна?

6.Що таке стала часу нагрівання ЕД? Якими способами можна її визна-

чити?

7.Як визначити сталу часу охолодження двигуна?

8.Перерахуйте стандартні режими роботи електродвигунів. Як їх позна-

чають?

9.Якими параметрами характеризується короткочасний режим роботи електродвигунів?

10.Якими параметрами характеризується повторно–короткочасний режим роботи? Наведіть стандартні значення ТВ.

11.Як вибрати потужність ЕД при тривалому режимі роботи ЕП?

12.За якими показниками перевіряють потужність попередньо вибраного

ЕД?

13.Як перевірити попередньо вибраний ЕД методом середніх втрат? методом еквівалентних величин?

14.В яких випадках при перевірці на нагрівання доцільно використовувати метод еквівалентного струму?, еквівалентного моменту?, метод еквівалентної потужності?

15.Який з трьох методів ( еквівалентного струму, еквівалентного моменту, еквівалентної потужності) є найбільш універсальним і чому?

16.Як визначити потужність спеціального ЕД для короткочасного режиму роботи зі змінним навантаженням?

17.Що таке коефіцієнт термічного перевантаження?, механічного перевантаження? Для чого їх використовують?

18.Як визначити потужність спеціального ЕД для роботи в повторно– короткочасному режимі?

19.Які особливості електродвигунів, призначених для повторно– короткочасного режиму роботи?

20.Як знайти допустиме число вмикань за годину АД з короткозамкненим ротором при повторно–короткочасному режимі роботи?

21.Які особливості вибору потужності двигуна в регульованих електроп-

риводах?