8 Расчет нагрузочной диаграммы электродвигателя

На основании основного уравнения движения электропривода определяем величину суммарного момента на валу двигателя во всех возможных режимах работы

(42)

1) Подъем с грузом:

пуск: ;

установившийся режим ;

торможение .

2)Спуск с грузом.

пуск: ;

установившийся режим ;

торможение .

3)Подъем без груза.

пуск: ;

установившийся режим ;

торможение .

4)Спуск без груза.

пуск: ;

установившийся режим ;

торможение .

Рис.3 Нагрузочная диаграмма работы электропривода

Нагрузочная диаграмма используется для предварительной проверки двигателя по нагреву, пусковой и перегрузочной способностям.

Для проверки двигателя по нагреву используется несколько методов: метод средних потерь и методы эквивалентных величин (тока, момента и мощности). Первый из них является наиболее точным, остальные же (методы эквивалентных величин) отличаются большей удобностью применения, но меньшей точностью.

Для двигателей, работающих с постоянным магнитным потоком (двигатели постоянного тока независимого и параллельного возбуждения, асинхронные двигатели, работающие при скольжениях, меньших критического), наиболее часто применяется метод эквивалентного момента, для которого условием правильного выбора двигателя по нагреву является условие

, (43)

19,2<30,1

где M_ЭКВ – эквивалентный момент нагрузки;

M_Н – номинальный момент двигателя.

Эквивалентный момент нагрузки двигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме с переменной нагрузкой определяется следующим образом

, (44)

где n – число рабочих интервалов в цикле, n = 12;

m – количество пусков и торможений в цикле, m = 4;

k – количество пауз, k = 4;

l – количество интервалов установившегося движения, l = 4;

α₀ – коэффициент ухудшения условий охлаждения при пуске, торможении двигателя с самовентиляцией, для асинхронных двигателей α₀ ≈ 0,5;

β₀ – коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждения самовентилируе­мого двигателя при отключении, для закрытых двигателей β₀ = 0,5, для защищенных β₀ = 0,3.

Номинальный вращающий момент двигателя

. (45)

Номинальная угловая частота вращения ротора

(46)

Номинальная скорость вращения ротора

. (47)

После этого выполняем перерасчет на стандартную продолжительность включения.

Согласно ГОСТ 185-53 установлены следующие стандартные продолжи­тельности включения ПВ_СТ: 15, 25, 40 и 60%; при этом принято, что продолжительность одного цикла не превышает 10 мин.

_{Расчетная продолжительность включения}

_. (48)

_{Уточняем требуемую мощность двигателя}

, (49)

где ПВ_СТ – ближайшее значение стандартной продолжительности включения.

Если требуемая мощность электродвигателя больше, чем у предварительно выбранного, то необходимо выбрать двигатель большей мощности.

9 Проверка электродвигателя по перегрузочной способности и условиям пуска

При выборе асинхронного двигателя из двигателей серии 4А, предназначенных как для продолжительных, так и повторно-кратковременного режима, рекомендуется проверить его по перегрузке и условиям пуска.

Проверка двигателя по перегрузочной способности.

Выбранный двигатель проходит по условиям перегрузки если выполняется следующее условие

, (50)

75,3>47,3

где M_К – критический момент двигателя;

M_mах – максимальный момент нагрузки, определяемый из нагрузочной диаграммы.

Критический момент двигателя

(51)

Проверяем условие (54). Если условие не выполняется, то необходимо выбрать двигатель большей мощности.

Проверка двигателя по условиям пуска.

Выбранный двигатель проходит по условиям пуска, если выполняется следующее условие

, (52)

60,2>47,3

где М_П. – пусковой момент двигателя;

М_П.НАГР. – наибольший пусковой момент нагрузки, определяемый из нагрузочной диаграммы.

Пусковой момент электродвигателя

(53)

Проверяем условие (56). Если условие не выполняется, то необходимо выбрать двигатель большей мощности.