Avtoargon.ru

АвтоАргон
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Охрана Труда

Охрана Труда

Выбор мощности электродвигателей повторно-кратковременного режима работы

Выбор мощности электродвигателя по мгновенной перегрузке

Мгновенная перегрузка обусловливается для двигателей постоян­ного тока коммутацией (искрением), для двигателей переменного то­ка — опрокидывающим моментом.

Номинальный момент двигателя по условию перегрузки равен:

где М макс — максимальный перегрузочный момент механизма;

λ — коэффициент допустимой перегрузки.

Выбор мощности электродвигателя по нагреву

1) Для предварительно выбранного двигателя (по условию мак­симальной перегрузки или другим данным) строится график нагруз­ки (рис. 28) за время одного рабочего цикла ( t ц ­ ).

При этом должно быть выполнено следующее усло­вие:

t n — время паузы участ­ка;

t 12 — время установившегося дви­жения;

2) По графику нагрузки определяется фактическая продолжительность включе­ния, в %:

3) Определяется эквива­лентный среднеквадратичный ток за время рабочих перио­дов графика нагрузки

Для изображённого на рисунке 28 графика

При криволинейном графике нагрузки кривая заменяется отрезка­ми прямых, которые сохраняют площадь графика неизменной.

4) Полученное значение I эр пересчитывается на типовое (ката­ложное) I эк по формуле:

Для выбранного двигателя должно быть соблюдено следующее условие:

I н I эк

где I н — номинальный ток двигателя (при продолжительности вклю­чения равной ПВ к ).

Пересчёт мощности электродвигателя в зависимости от величины ПВ

По известным допустимым значениям тока I 1 или мощности Р 1 двигателя при одном и том же значении относительной продолжительности включения ПВ 1 допустимые значения тока I 2 и мощности Р 2 при продолжительности включения ПВ 2 определяются по формулам:

Примечание. Двигатели повторно-кратковременного режима могут длительно работать при наличии принудительной вентиляции. Для двигателя с ПВ=40°/о при длительном режиме работы с той же мощностью требуется расход воздуха для вентиляции около 4,5 м 3 /мин на каждый киловатт потерь в двигателе.

ВЫБОР МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ ПОВТОРНО-КРАТКОВРЕМЕННОГО РЕЖИМА РАБОТЫ

Если двигатель длительного режима работы будут работать с номинальной нагрузкой в повторно-кратковременном режиме, то температура его не достигнет установившегося значения. Следовательно, двигатель не будет полностью использован по нагреву. Для полного использования двигателя по нагреву его можно дополнительно нагрузить и эту дополнительную нагрузку определить по методике, аналогичной кратковременному режиму. Но двигатели длительного режима, работающие в повторно-кратковременном режиме, имеют низкий к.п.д., меньшую механическую и электрическую перегрузочную способность. Поэтому для повторно-кратковременного режима применяют двигатели специальных серий: для постоянного тока, например, серии 2Д, ДП, для переменного — 4АС, 4МТ, 4МТК. Эти двигатели имеют бóльшую механическую и электрическую перегрузочную способность по сравнению с двигателями длительного режима. Конструктивно они разработаны так, чтобы иметь меньшие потери энергии при прямом пуске и торможении. Постоянные и переменные потери мощности у них перераспределены, чтобы иметь максимальный к.п.д. в рабочем периоде. Номинальная мощность двигателей повторно-кратковременного режима устанавливается заводом-изготовителем на основе стендовых испытаний на нагрев, где учитывается изменение условий теплоотдачи во время остановок двигателя. Методика расчета мощности двигателей повторно-кратковременного режима дает приемлемые результаты, если время цикла tц примерно на порядок меньше постоянной времени нагрева Тн двигателя. Если продолжительность цикла больше 10 минут, то режим считается длительным с переменной нагрузкой. При ПВ>70% двигатель можно выбирать как для длительного режима с переменной нагрузкой, а при ПВ

Если реальный график нагрузки отличается от стандартного (рис.7.23), то продолжительность включения рассчитывается таким образом

Реальный ток (или момент) в течении рабочего периода заменяется эквивалентным

Читать еще:  2110 проблема с температурой двигателя

(7.163)

где n – число участков рабочего периода tр ,

bох(wi) — коэффициент ухудшения охлаждения на i-том участке с угловой скоростью wi

Так как расчетное значение продолжительности включения e (или ПВ) обычно не совпадает со стандартным eст (или ПВст), то ток (или момент) при данном e приводится к стандартному значению eст , исходя из эквивалентности энергии, идущей на нагрев двигателя:

(7.164)

Где (7.165)

Из (7.164) находим коэффициент загрузки

(7.166)

(7.167)

Если принять, как это часто делается, а=0, то

(7.168)

Условием проверки двигателя по нагреву будет:

(7.169)

Двигатель будет удовлетворять перегрузочной способности, если

(7.170)

Можно представить следующий порядок выбора двигателя для повторно-кратковременного режима работы:

1. На основании нагрузочной диаграммы механизма рассчитывают реальное значение e, статическую мощность и предварительно выбирают двигатель.

2. Рассчитывают переходные процессы и строят нагрузочную диаграмму электропривода за цикл.

3. Рассчитывают эквивалентное значение тока (или момента) за рабочий период и приводят его у стандартному значению eст.

4. Проверяют электродвигателей по нагреву и перегрузочной способности.

Если условие нагрева или перегрузочной способности не выполняется, выбирают двигатель большей мощности и процедуру проверки повторяют.

Выбор мощности электродвигателей для продолжительного режима работы с переменной нагрузкой (режимы S6 – S8).

При циклической переменной нагрузке мощность электродвигателя определяется методом последовательных приближений. На первом этапе предварительно выбирается электродвигатель на основе нагрузочной диаграммы механизма, а на втором этапе сначала предварительно проверяют его на соответствие заданному режиму по упрощенной нагрузочной диаграмме электропривода. Затем рассчитывают переходные процессы за цикл работы и окончательно проверяют электродвигатель по нагреву одним из рассматриваемых ниже способов.

Номинальные режимы работы электродвигателей

По условиям нагревания двигателей различают восемь режимов работы, обозначенных S1, S2, … S8.

S1. Продолжительный номинальный режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя достигает установившегося значения tуст. Идеализированная нагрузочная диаграмма электропривода и кривая t=f(t) изображены на рисунке. В таком режиме работает электропривод таких механизмов, как вентиляторы, насосы, конвейеры, транспортеры.

S2. Номинальный кратковременный режим

Характеризуется тем, что за время кратковременной работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время отключенного состояния двигатель успевает охладиться до температуры окружающей среды. Идеализированная нагрузочная диаграмма электропривода и кривая изменения температуры перегрева представлены на рисунке. В таком режиме работает, например, электропривод механизмов с моментом сопротивления, обусловленным вязким трением. Длительность кратковременной работы стандартизована и составляет 15, 30, 60, 90 минут.

S3. Повторно-кратковременный номинальный режим

Характеризуется тем, что за время работы температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время паузы, двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Идеализированная нагрузочная диаграмма и кривая t=f(t) изображены на рисунке. Для характеристики этого режима принят символ ПВ% (продолжительность включения)

.

Используется и понятие относительной продолжительности включения

.

Время цикла не должно превышать 10 минут. Стандартные значения ПВ%: 15%, 25%, 40%, 60%.

S4. Повторно-кратковременный номинальный режим с частыми пусками

Характеризуется тем же, что и режим S3, но в этом режиме на нагрев двигателя существенно влияют пусковые потери. Идеализированная нагрузочная диаграмма и зависимость t=f(t) изображены на рисунке.

.

Нормируемые значения ПВ% те же, что и для режима S3. Нормируется так же число пусков. Стандартное число пусков в час 30, 60, 120, 240.

Читать еще:  Что такое крутящий момент двигателя трактора

Для этого режима используется также такой показатель, как коэффициент инерции

, равный отношению суммарного, приведенного к валу двигателя момента инерции системы, к моменту инерции ротора (якоря) самого двигателя. Нормированные значения коэффициента инерции 1,2; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10.

S5. Повторно-кратковременный номинальный режим с частыми пусками и электрическим торможением

Этот режим характеризуется тем же, что и режим S3, но в этом режиме на нагреве двигателя сильно сказываются потери при пуске и торможении.

.

Нормируемы значения ПВ% и числа пусков такие же, что и для режима S4. Нормированные значения коэффициента инерции Fу 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 4.

S6. Перемежающийся номинальный режим

Характеризуется тем, что за время работы с номинальной нагрузкой температура перегрева двигателя не достигает установившегося значения, а за время холостого хода он не охлаждается до температуры окружающей среды. Для обозначения этого режима используется символ ПН% (продолжительность нагрузки)

.

Продолжительность цикла не должна превышать 10 минут. Нормированные значения ПН% = 15, 25, 40,60%.

S7. Перемежающийся номинальный режим с частыми реверсами

Характеризуется тем, что периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами реверса, причем периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы превышения температуры двигателя могли достигнуть установившихся значений. В этом режиме потери при реверсе оказывают существенное влияние на нагрев двигателя, работающего без остановки. Режим характеризуется числом реверсов в час (30, 60, 120, 240) и коэффициентом инерции (как для режима S5).

S8. Перемежающийся номинальный режим с двумя и более скоростями

Это режим, при котором периоды с одной нагрузкой на одной угловой скорости чередуются с периодами работы на другой угловой скорости при соответствующей этой скорости нагрузке. В этом режиме потери при переходе с одной угловой скорости на другую оказывают существенное влияние на нагрев двигателя, но периоды нагрузки на каждой из угловых скоростей не настолько длительны, чтобы температура перегрева двигателя могла достичь установившегося значения. Этот режим характеризуется числом циклов в час, коэффициентом инерции и относительной продолжительностью нагрузки на отдельных ступенях, определяемой для данного конкретного случая с тремя установившимися скоростями по формулам:

Нормированные значения числа циклов в час: 30,60;120,240; коэффициента инерции: 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 4.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Выбор мощности двигателя для повторно-кратковременного режима работы

Дата добавления: 2013-12-23 ; просмотров: 1148 ; Нарушение авторских прав

Если при повторно-кратковременном режиме нагрузка двигателя, время работы tр и время паузы t не меняются (см. график), и относительная продолжительность включения равна одному из стандартных значений, то по справочнику или каталогу должен быть выбран двигатель с номинальной мощностью Рн³Р1 при соответствующей e.

Если нагрузка при переходе от цикла к циклу остается неизменной, но e отличается от стандартного значения, то, исходя из метода средних потерь, можно утверждать, что температура перегрева двигателя не будет превышать допустимого значения, если средние потери за цикл при e¹eкат не будут превышать средние потери за тот же цикл при e=eс=eкат и Рн, т.е. если

Читать еще:  Гольф 4 плохо заводиться на холодный двигатель

или .

Выбор двигателя по мощности в этом случае сводится к проверке согласно написанному условию предварительно выбранного двигателя с ближайшими к Р1 и e1 значениями Рн и eс.

Если в написанном выражении потери мощности выразить через постоянные «к» и переменные «V», то после преобразований получим следующую формулу для проверки предварительно выбранного двигателя

.

Для двигателей постоянного тока независимого возбуждения, работающих с Ф=const, а также для АД, работающих в пределах линейной части механической характеристики можно получить аналогичное соотношение между моментами

,

а при работе этих двигателей на естественных характеристиках – соотношение между мощностями

.

Обычно нагрузка в пределах цикла не остается постоянной. Поэтому реальный график нагрузки двигателя М=f(t) заменяется эквивалентным прямоугольным и определяется Мэкв или Iэкв. Применительно к изображенной диаграмме:

или .

Здесь время паузы (в знаменателе под корнем) не входит, поскольку оно учитывается величиной ПВ%. Да и во время паузы двигатель током не обтекается и момента не развивает.

Если расчетная продолжительность включения отлича­ется от стандартной, двигатель выбирается по ближайшему стандартному значению, пересчитывая предварительно мощность на стандартное значение. При переходе от одной относительной продолжительности включения e к другой эквивалентная мощность двигателя, но которую он выбирается, должна оставаться неизменной. Поэтому в соответствие с выражением для Рэ в случае работы двигателя на естественной характеристике можно написать

; или . Отсюда

Пересчет мощности Рх1 от действительной относительной продолжительности включения eх=e1, на стандартное значение eс=e2, производится по одной из следующих формул

Пересчет может быть сделан и эквивалентного тока, полученного из нагрузочной диаграммы, а также эквивалентного момента, если двигатель независимого возбуждения работает с Ф=const, а АД работает в пределах линейной части механической характеристики

.

Для более точного пересчета следует исходить не из равенства эквивалентных мощностей, а из равенства потерь, т.е. исходя из соотношений

, где

∆Рпк1 и ∆Рпк2 — потери в двигателе при повторно-кратковременном режиме соответственно с e1 и e2.

Выражая потери через постоянные и переменные, учитывая изменение условий охлаждения, т.е. имея в виду, что и обозначая через x величину можно написать, приняв режим с Р1 за исходный

. Отсюда

и .

При b=1 , а при пренебрежении постоянными потерями и . Значения коэффициента потерь «а» для двигателей независимого возбуждения общепромышленных серий 1¸1,5, для крановых – 0,5¸0,9. Для общепромышленных двигателей переменного тока «а» 0,5¸0,7, для крановых 0,45¸1,0.

В случае различных значений tр и t, входящих в график нагрузки, за относительную e принимается величина, подсчитанная для большого числа циклов работы. В расчетах нужно пользоваться этой средней или эквивалентной величиной e, применяя ее во всех приведенных выше формулах

.

При проверке мощности предварительно выбранного двигателя по методу средних потерь в случае повторно-кратковременного режима работы, они вычисляются по формуле

, где

∆Рп, ∆Рт, ∆Ру, ∆Р — средние потери мощности за время пуска, торможения, установившейся работы и за время паузы при неподвижном двигателе (например, в обмотке возбуждения двигателя НВ или ПВ).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector