Расчет мощностей и выбор двигателей в ЭП

Задача выбора состоит в поиске такого двигателя, который обеспечивает заданный технологический цикл рабочей машины, соответствует условиям окружающей среды и при этом имеет нормативный (допустимый) нагрев. Недопустимым является использование двигателей завышенной мощности, так как при этом увеличивается стоимость ЭП, увеличиваются потери, снижается КПД, и коэффициент мощности ЭП. Выбор ЭД обычно производится в такой последовательности: расчет мощности; предварительный выбор двигателя; проверка по условиям пуска, перегрузки, нагреву. Если условия проверки не выполняются, то выбирают другой двигатель, большей мощности.

Тип двигателя выбирается исходя из требований технологического процесса (разгон, торможение, диапазон, плавность регулирование скорости и т.д.)

Двигатель выбирается по роду тока, величине напряжения, числу оборотов (необходимо выбирать ЭД с наибольшим числом оборотов), конструктивному исполнению.

Для режима S1 при длительной постоянной нагрузке расчет мощности достаточно прост, если известна мощность потребляемая механизмом. Например, мощность двигателя для вентилятора

, (8)

где V – подача вентилятора; р – давление вентилятора; η_в – КПД вентилятора; η_п – КПД передачи.

При продолжительной переменной нагрузке, мощность ЭД обычно определяется методом эквивалентных величин тока, момента, мощности или потерь. Например, при методе эквивалентной мощности изменяющуюся нагрузку заменяют некоторой эквивалентной величиной, при которой двигатель выделяет тоже количество тепла, что и при переменной нагрузке. Для прямоугольных участков графика нагрузки

. (9)

При выборе мощности двигателя (Р_ном) для продолжительной переменной нагрузки необходимо выполнить условие

Р_ном ≥ (1,2…1,3)Р_экв. (10)

Из каталогов выбирается ближайший, больший по мощности ЭД. Иногда приходится проверять достаточность пускового момента (М_п) двигателя, учитывая, что некоторые механизмы имеют повышенное сопротивление трения в момент трогания (М_тр) с места

М_п≥ (1,2…1,5)М_тр. (11)

При кратковременном режиме S2 работы и наличии нагрузочных диаграмм, необходимо также определить Р_экв и выбрать специальный двигатель режима S2. При этом необходимо учитывать нормированную (ПВ_н) и реальную продолжительность включения (ПВ_ф)

. (12)

Если двигатель рассчитан на продолжительный режим работы, то при кратковременном режиме превышение температуры к концу рабочего периода не достигнет установившегося значения, т.е. в данном случае двигатель будет недоиспользован по нагреву, а соответственно и по мощности.

Для полного использования в кратковременном режиме работы двигателя, предназначенного для работы в продолжительном режиме, его следует перегружать по мощности.

Для количественной оценки перегрузки и нагрева двигателя используются коэффициенты термической и механической перегрузок

, (13)

, (14)

где t_р- время работы двигателя;

Т_н- постоянная времени нагрева, ориентировочно принимая

для асинхронных двигателей Т_н =15…35 мин или может

быть рассчитана в минутах по выражению

, (15)

- отношение постоянных потерь мощности ЭД к переменным, для асинхронных двигателей =0,5…0,7.

Мощность электродвигателя определится, как

. (16)

При повторно-кратковременном режиме S3, при выборе электродвигателя специального режима S3 и отличии реальной продолжительности включения от фактической, мощность определяется согласно выражения (12).

Коэффициент термической перегрузки двигателя режима S1, работающего в режиме S3

. (17)