МХ производственных механизмов

Механической характеристикой механизмов называется зависимость скорости вращения механизма от момента сопротивления нагрузки в установившемся режиме.

1. МХ не зависящая от скорости

а) реактивная - характеристика типа «сухого» трения, обычно встречается в приводах подач станков

б) активная, чаще всего – вес узла

2. Линейно зависящая от скорости - МХ типа «вязкого» трения.

3. Не линейно зависящая от скорости - МХ «вентеляторная».

4. Не линейно спадающая , при мощности сопротивления Р_С = const. Эта характеристика встречается в приводах главного движения

Выбор электродвигателей.

Нагревание электродвигателей.

Нагрев электродвигателей снижает их работоспособность, как и электромеханической системы (ЭМС) в целом. Нагрев прежде всего приводит к старению электродвигателя и его обмоток и снижению срока службы до капитального ремонта.

Нагрев электродвигателей происходит из-за потерь энергии в виде потерь мощности .

К постоянным потерям относятся магнитные потери (гистерезис), к переменным потерям относятся электрические потери в обмотках от рабочего тока. Температура нагрева электродвигателя называется перегревом и обозначается как ,

- температура окружающей среды.

Перегрев изменяется по экспоненциальному закону, так как часть энергии, тепла, температуры уходит в окружающую среду.

- установившееся значение перегрева;

- постоянная времени нагрева.

- время, в течение которого установился бы перегрев , если бы нагревание происходило линейно без отдачи тепла в окружающую среду.

при

Охлаждение электродвигателя происходит так же по экспоненте

для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором с диаметром ротора .

для двигателей постоянного тока с диаметром вращающихся частей около .

Классы изоляции обмоток.

Обмотки электродвигателей являются наименее теплостойкими элементами, по ним проходит ток, от которого стареет изоляция. Классы изоляции нормируются по ГОСТ.

Классы изоляции	E	B	F	H	C

E – бумага, шёлк, лак серии A, A0.

B, F, H – стекловолокно, асбест, лак.

Превышение температуры на приводит к уменьшению срока службы в 2 раза.

Режимы нагружения электродвигателей.

Режимы нагружения электродвигателей разнообразны: циклы, переменные режимы, пуски, остановы.

Режимы нагружения нормируются по ГОСТ:

S1 – продолжительный режим;

S2 – кратковременный режим;

S3 – повторно-кратковременный;

S4-S5 – режимы с частыми пусками и торможениями;

S6-S8 – перемежающиеся режимы.

Электродвигатели выпускаются на определённый режим, который считается для них номинальным.

S1 – продолжительный режим.

S2 – кратковременный режим.

- время работы;

- время остановки.

На выпускаемых двигателях .

S3 – повторно-кратковременный.

- время цикла;

- время работы;

- время остановки.

не больше 10 мин.

- продолжительность включения.

S4-S5 – режимы с частыми пусками и торможениями.

S6-S8 – перемежающиеся режимы, включают в себя пуски, торможения, реверсы, пуски на разнообразных скоростях с реверсом.

4. Выбор типоразмера ЭД.

Тип ЭД выбирают в зависимости от назначения АД, СД. ДПТ. Выбор типоразмера - это выбор по мощности и по частоте вращения из какой-то серии. Правильный выбор типоразмера определяет производительность, надежность, точность, окупаемость и другие свойства. Для регулируемых ЭМС выбор определяют также статические и динамические характеристики. Если Р_ном<Р_треб – снижается КПД, cos j, увеличивается себестоимость. Выбор типоразмера осуществляется по нагрузочным диаграммам Р=f(t) или М=f(t), учитывается работа на холостых ходах, при пусках, торможениях, в рабочих режимах.

Основным условием выбора является соотношение

Р_дн³Р_треб

w_н³w_м, w_м – угловая скорость механизма.

; .

Для ступенчатого цикла группы

;

.

Для АД: ;

- коэффициент из-за возможного падения напряжения сети.

Далее двигатель проверяется по нагреву, перегрузочной способности и условиям пуска.

5. Проверка ЭД по нагреву для режима S1 при постоянной и циклической нагрузке методом средних потерь.

а) при постоянной нагрузке

Если ЭД выбран с мощностью двигателя номинальной Р_дн³Р_треб (требуемая), то проверка по нагреву не требуется;

б) при циклической нагрузке

Проверка по нагреву может осуществляться прямыми или косвенными методами. При прямых методах строятся графики зависимости t°=f(t) и t°£t°_¥. Строятся эти графики по тепловым моделям (это очень сложно). Проще использовать косвенные методы.

Метод средних потерь.

Здесь считается, что количество энергии в виде потерь мощности, выделяемых в двигателе, равняется количеству энергии, отдаваемой в окружающую среду в виде тепла.

В ЭД: - в окружающую среду;

; - время цикла;

А – теплоотдача в окружающую среду (А=const);

.

ЭД не перегревается, т.е. t°£t°_¥ (t°_¥ - установившаяся) при .

Обычно график нагрузки имеет конечное число участков, поэтому

;

- потери на i-ом участке. КПД () определяется по справочным данным для каждого ЭЛД на данном участке.

Проверка ЭД по нагреву для режима S1 при циклической нагрузке методом эквивалентных величин.

а) метод эквивалентного тока

;

; - потери в обмотках от электрического тока; ;

за потери эквивалентны =

;

и могут быть сокращены;

;

- тогда не перегревается;

б) метод эквивалентного момента

Большинство ЭД (ДПТ, АД на рабочих участках) имеют момент, прямо пропорциональный току

; отсюда ;

в) метод эквивалентной мощности

; при w=const , поэтому (наименее точная формула, т.к. принято много допущений).

Проверка ЭД по нагреву для режима S1 при частых пусках, торможениях и торможениях.

Используется метод средних потерь с учетом ухудшения охлаждения.

DА – потери энергии в Дж при пуске (DА_п) и торможении (DА_т).

;

- коэффициент ухудшения охлаждения при останове;

- для защищенных самовентилируемых ЭД;

- для закрытых ЭД со встроенным вентилятором;

- для закрытых ЭД с принудительной вентиляцией от вентилятора с отдельным двигателем;

- коэффициент ухудшения охлаждения при пуске и торможении;

; при : - на номинальной скорости ухудшения охлаждения нет;

- двигатель не перегревается.

Дата добавления: 2014-01-07