Повторно-короткочасний режим

Повторно-короткочасний режимхарактеризується тим, що короткі періоди сталого чи змінного навантаження чергується з періодами відключення двигуна. При цьому за кожен з цих періодів температура не досягає усталеного значення. Зміна навантаження робочого механізму в часі називається навантажувальною діаграмою (рис.2.3).

Розрахунок потужності двигуна, який працює у повторно-короткочасному режимі, можна вести різними методами, зокрема, методом середніх втрат, який базується на тому, що середні втрати потужності за цикл роботи не повинні перевищувати номінальних втрат у двигуні:

/2.2/

Якщо двигун працює зі сталою швидкістю, то середні втрати за цикл роботи

, /2.3/

де - потужність втрат на і-му інтервалі; - тривалість і-го інтер-

вала; - число інтервалів; - час циклу.

Якщо на окремих інтервалах швидкість двигуна менша номінальної (погіршена тепловіддача), то , /2.4/

де - коефіцієнт погіршення тепловіддачі на

і-му інтервалі.

Розглянемо розрахунок потужності самовентильованого двигуна, який приводить в рух виробничий механізм, параметри навантажувальної діаграми якого наведені в табл.1.

Порядок розрахунку потужності такий:

Рис.2.3 на підставі навантажувальної діаг- рами визначаємо середню потужність на валу двигуна для випадку сталої кутової швидкості

;

множимо на коефіцієнт запасу , який враховує відмінність навантажувальної діаграми двигуна від діаграми робочого механізму, отримаємо

;

Таблиця 2.1

Номер інтервала
,	3,5	1,0	2,5	-
,
	1,59	0,45	1,14	-
	0,75	0,64	0,77	-
	1,15	0,56	0,74	-

за каталогом вибираємо двигун за умови з такими даними: ; і ;

користуючись кривою ККД двигуна у функції навантаження, знаходимо втрати потужності на кожному інтервалі і заносимо їх в табл.2.1. Потім за формулою /2.3/ обчислюємо середні втрати за цикл:

;

номінальні втрати потужності в двигуні

.

Оскільки , то потужність двигуна вибрана вірно і він не буде перегріватись.

Тепер розглянемо випадок, ко-

Рис.2.4 ли на другому інтервалі швидкість менша номінальної . За цієї умови середня потужність

де . З враху-ванням коефіцієнта запасу .

У цьому випадку вибираємо за каталогом також двигун з , ; .

Середні втрати за цикл роботи визначаємо за формулою /2.4/:

Оскільки , то і в цьому режимі роботи двигун не буде перегріватись, хоча втрати в ньому дещо більші, ніж у попередньому випадку проти .

Нагрівання двигуна зумовлено електричним струмом, який протікає в його обмотках. Якщо відомий довільний графік струму за цикл роботи двигуна, то розрахунок потужності двигуна ведуть методом еквівалентного струму, який базується на рівності втрат, зумовлених змінним в часі струмом і сталим струмом, який називають еквівалентним, тобто приймають, що

.

Звідки /2.5/

При ступінчастому графіку струму рівняння /2.5/ зводиться до виду

/2.6/

Якщо двигун самовентильований і його швидкість не є сталою, то у /2.6/ замість необхідно підставити .

Після обчислення еквівалентного струму порівнюють його з номінальним струмом двигуна: за двигун не буде перегріватись.

Якщо момент двигуна пропорційний струму і відома навантажувальна діаграма , то користуються методом еквівалентного моменту. Для ступінчастого графіка

/2.7/

При зміні швидкості на окремих інтервалах у /2.7/ замість підставляють .

Знайшовши , співставляють його з номінальним моментом двигуна: за двигун не буде перегріватися.

Коли навантажувальна діаграма електропривода задане графіком потужності, то за умови пропорційної залежності між потужністю і струмом, тобто за умов ; ; і , користуються методом еквівалентної потужності:

. /2.8/

Для наведеної на рис.2.3, діаграми згідно /2.2/

.

 

З врахуванням коефіцієнта запасу

.

 

Отриманий результат близький до результату за методом середніх втрат . Але метод еквівалентних величин більш простий.

 

 

2.6. Контрольні запитання

 

1. На підставі яких даних можна визначити потужність двигуна?

2. Що визначає потужність двигуна?

3. Якщо двигун розглядати як однорідне тіло, то яким рівнянням буде описуватись процес його нагрівання при номінальному навантаженні?

4. Коли наступає усталений температурний режим в двигуні?

5. Що визначає стала часу нагрівання двигуна?

6. Яке існує співвідношення між сталою часу нагрівання і тривалістю нагрівання двигуна до усталеної температури?

7. Як враховується зміна тепловіддачі при зниженні швидкості самовентильованого двигуна при розрахунку його потужності?

8. Чим характеризується тривалий режим роботи?

9. Яка умова вибору потужності двигуна, який працює у тривалому режимі?

10. Яка умова перевірки спроможності роботи двигуна працювати на мінімальній швидкості?

11. Чим характеризується короткочасний режим роботи?

12. Яка умова вибору потужності двигуна для короткочасного режиму роботи?

13. Що характерне для повторно-короткочасного режиму роботи?

14. У чому суть розрахунку потужності двигуна за методом середніх втрат?

15. Яка умова вибору потужності двигуна за методом середніх втрат?

16. Що визначає еквівалентний струм двигуна?

17. Коли використовують розрахунок потужності двигуна за методом еквівалентного струму?

18. Яка умова вибору потужності двигуна за методом еквівалентного струму?

19. Коли використовують розрахунок потужності двигуна за методом еквівалентного моменту?

20. Яка умова вибору потужності двигуна за методом еквівалентного моменту?

21. Коли використовують розрахунок потужності двигуна за методом еквівалентної потужності?

22. Яка умова вибору потужності двигуна за методом еквівалентної потужності?

23. Чи можна використовувати метод еквівалентної потужності при різних швидкостях двигуна на протязі циклу?

24. Як враховується зміна швидкості при розрахунку потужності методом еквівалентного моменту?

25. Які переваги розрахунку потужності двигунів за методом еквівалентних величин перед методом середніх втрат?

 

 

1.7. Завдання для самостійної роботи

Розрахувати потужність двигуна для заданого характеру навантаження згідно варіантів, наведених в табл.2.2.

Таблиця 2.2

№ студ. за списк.	Розрахункові дані
, і , режим роботи тривалий
1-7	1,3 0,85	2,3 0,78	1,95 0,77	3,2 0,87	4,2 0,83	4,8 0,81	5,2 0,85
8-14	, ; ; режим короткочасний
3,4 2,3	3,7 2,1	4,5 2,2	4,8 2,0	6,8 2,1	7,2 1,9	6,0 2,2
15-21	, ; , ; , , , режим повторно-короткочасний
15; 30 12А; 30, 25 15 і 40хв	12; 16; 24А, 30; 12; 25, 35хв	16; 20; 10А, 17, 35 23, 40хв	35, 17, 12А 40, 30 12, 40хв	8, 12, 15А 35, 15 20,60хв	15; 18 10А 30, 40 60, 12хв	12, 18 20А 25, 40 35, 50хв
22-28	, ; , ; , , , режим повторно-короткочасний
15; 30 12Н м; 30, 25 15 і 40хв	12; 16; 24 Н м, 30; 12; 25, 35хв	16; 20; 10 Н м, 17, 35 23, 40хв	35, 17, 12 Н м 40, 30 12, 40хв	8, 12, 15 Н м 35, 15 20,60хв	15; 18 10 Н м 30, 40 60, 12хв	12, 18 20 Н м 25, 40 35, 50хв