Основні положення та методичні рекомендації

ПРАКТИЧНА РОБОТА 4

Тема:	Вибір потужності електродвигуна
Мета:	Вміти за розрахованою потужністю зробити попередній вибір і перевірити двигун
Завдання:	відповідно до варіанта розрахувати потужність і перевірити обраний двигун за нагрівом та перевантаженням
Програма роботи:	підготовка до практичного заняття:
	ознайомитись з методичними вказівками;
	опрацювати рекомендований теоретичний матеріал;
	уважно ознайомитись з завданням до практичної роботи;
	підготуватись до відповідей на всі контрольні запитання;
	підготувати робочий зошит;
робота в аудиторії:
	представити підготовлений робочий зошит;
	ознайомитись з завданням відповідно до варіанту;
	виконати завдання практичної роботи;
	зробити відповідні висновки та надати відповідь на одне з контрольних питань.
Література:	Гопак А.О. та ін. Електричний привод. – Кривий Ріг: НметАУ, 2007. – 352 с.

Потужність електродвигуна для приводу виробни­чого механізму обирається в залежності від характеру навантаження так, щоб в процесі роботи двигун нагріва­вся не вище припустимої за класом ізоляції температури та припускав короткочасне перевантаження.

Роботу двигунів за характером нагріву можна віднести до наступних номінальних ре­жимів:

1. Такі, що працюють тривалий час з постійним на­ вантаженням (S1 тривалий номінальний за нагрівом ре­жим роботи). Перевищення температури всіх частин двигуна досягає сталих значень.

2. Такі, що працюють значно менше часу паузи, протягом котрої вони є нерухомими (короткочасний но­мінальний за нагрівом режим роботи S2). При цьому пе­ріоди навантаження не настільки великі, щоб переви­щення температури двигуна змогли досягти сталих зна­чень, а періоди зупинки настільки великі, що всі части­ни двигуна охолоджуються до температури довколиш­нього середовища. Нормована тривалості робочого пері­оду 10, 30, 60 та 90 хвилин.

3. Такі, що працюють частину часу виробничого циклу, а іншу частину знаходяться в нерухомому стані (повторно-короткочасний номінальний за нагрівом ре­жим роботи S3) при цьому режимі короткочасні періоди незмінного навантаження (робочі періоди) чергуються з періодами відключень двигуна (паузами). Робочі періоди та паузи не настільки тривалі, щоб перевищення температури змогли досягти сталих значень. До цього режи­му відносять випадки, коли тривалість циклу не пере­вищує 10 хвилин. Віднос­на тривалість вмикання в %, ТВ=15, 20, 40 та 60%, яка визначається як:

(4.1)

де t_p t_п, Т_ц – відповідно час роботи, паузи та усього циклу.

Крім основних номінальних за нагрівом режимів роботи є додаткові, які уточнюють режим роботи двигу­на та умови його охолодження.

S6 – тривалий режим із перемежаючим наванта­женням при швидкості, близької до номінальної. Цей режим характерний для иекероваиого електроприводу із циклічною зміною навантаження на валу.

S8 – те ж, що і S6, але при швидкості, яка не дорів­нює номінальній, що характерно для керованого елект­роприводу.

Номінальні режими S4, S5, S7 враховують специфіку електроприводів, які працюють переважно у динаміч­них режимах.

В основі розрахунку потужності двигуна будь-якого режиму роботи лежать методи еквівалентних величин. За цим методом розраховуються еквівалентні величини втрат, струму, моменту або потужності, за якими потім обираються відповідні номінальні величини двигуна, що дорівнюють, або перевищують еквівалентні величини. Для визначення еквівалентних величин використовують відповідні діаграми навантаження електроприводу.

Метод еквівалентного струму базується на заміні дійсного струму двигуна при різних навантаженнях, у відповідності до діаграми навантаження, незмінним за робочий цикл значенням струму І_екв, який створює за робочий цикл ті ж втрати в двигуні, що й дійсний струм.

Еквівалентний струм І_екв визначається:

(4.2)

В основі методу еквівалентного моменту лежить припущення, що при незмінних напрузі на двигуні та магнітному потоці (що справедливо для двигунів постій­ного струму з паралельним та незалежним збудженням, асинхронних двигунів на робочій ділянці механічної ха­рактеристики 0<S<S_K), момент двигуна с пропорційним струму.

Еквівалентний момент М_екв визначається так само, як і струм

(4.3)

Для електроприводів, швидкість яких не регулю­ється і у незначній мірі залежить від навантаження (двигуни постійного струму з паралельним та незалеж­ним збудженням, асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором, синхронні двигуни трьохфазного струму) застосовують метод еквівалентної потужності.

Еквівалентну потужність визначають як

(4.4)

Розрахунок потужності і перевірка обраного двигу­на для тривалого режиму роботи здійснюється у наступ­ній послідовності.

1. У відповідності до відомої діаграми навантажен­ня електроприводу визначають одну з еквівалентних ве­личин: струму, моменту чи потужності за (4.2), (4.3), чи (4.4).

2. Визначені еквівалентні величини І_екв, М_екв, Р_екв порівнюються з відповідними номінальними значення­ми обраного двигуна.

3. Якщо номінальні величини обраного двигуна І_н³І_екв, М_н³М_екв, Р_н³Р_екв, значить двигун обрано правильно за умов його нагріву.

4. Обраний двигун перевіряється за умовами пере­вантаження. Якщо припустимі значення обраних вели­чин двигуна І_прип³І_м, М_прип³М_м, Р_прип³Р_м, значить двигун обрано правильно за умовами його перевантаження.

Припустимі значення струму та моменту визнача­ються з урахуванням відповідних коефіцієнтів переван­таження двигунів.

Якщо умови відповідно до п.З, п.4 не виконуються, то слід обрати двигун більшої потужності і перевірити відповідність умов з нагріву та перевантаження.

Розрахунок потужності і перевірка обраного двигуна для короткочасного режиму роботи здійснюється в наступній послідовності. Для такого режиму роботи промисловість виготов­ляє спеціальні двигуни, розраховані для роботи в корот­кочасному режимі, й у котрих підвищена перевантажу­вальна здатність та більш повне використання їх за на­грівом.

Час роботи таких двигунів нормується й складає 10, 30, 60 та 90 хвилин.

В загальному випадку перевірка таких двигунів за нагрівом може здійснюватись двома шляхами:

1) Якщо час роботи електропривода співпадає з но­рмованим, то номінальні дані двигуна і його перевірка за перевантаженням виконується з відомих формул (4.2) – (4.4), де еквівалентні величини розраховуються за нормований час.

2) Якщо діаграма навантаження за часом суттєво відрізняється від нормованого часу, для якого наведені паспортні данні двигуна, то виконується додатковий розрахунок для перевірки двигуна за умовами нагріву.

1. У відповідності до діаграми навантаження ви­значають, наприклад, еквівалентну потужність Р_екв.

2. Визначають відношення постійних втрат до змінних при номінальному навантаженні

(4.5)

3. Визначають припустиму потужність двигуна з реальним часом роботи t_p:

(4.6)

де t_{р кат} – каталожний час роботи двигуна,

Т_н – стала часу нагріву,

Р_н – номінальна потужність двигуна.

Якщо визначена припустима потужність Р_к³Р_екв, то двигун обрано правильно за умов його нагріву.

Подібні (4.6) розрахункові формули можна отри­мати і для І_к та М_к, порівняння яких з І_екв та М_екв нада­ють змогу дійти висновку про нагрів двигуна.

Дата добавления: 2014-11-06