Выбор двигателя в продолжительном режиме работы

В продолжительном режиме нагрузка на двигатель может быть постоянной и переменной.

При постоянной нагрузке, когда известен постоянный момент механизма нагрузки М_М и частота вращения n_M вала нагрузки, задается КПД редуктора η_Р,, мощность двигателя Р определяют по формуле:

Р = М_М· ω_М / η_Р, (6.2)

где ω_М = 2πn_M/60 – угловая скорость вала нагрузки; η_Р – КПД редуктора, η_Р = 0,850,95.

По каталогу двигателей для продолжительного режима выбирают двигатель, номинальная мощность которого Р_НОМ Р. По номинальной частоте вращения двигателя n_НОМ определяют общее передаточное отношение редуктора i_P = n_НОМ/n_M, составляют кинематическую схему редуктора и оценивают его КПД. Если КПД отличается от того, каким задались в начале расчёта, то следует уточнить мощность по формуле (6.2).

Если нагрузка не остается постоянной, то можно определить мощность двигателя с помощью нагрузочной диаграммы (рис.6.3), представляющей зависимость нагрузочного момента М_М от времени. При этом есть отличие при выборе мощности двигателей типа асинхронных и синхронных, с одной стороны, и постоянного тока, с другой.

Рис.6.3

У первых угловую скорость при изменении М_М можно считать постоянной. Тогда, используя метод эквивалентного момента, требуемую мощность двигателя определяют по формуле:

,

где М_ЭКВ - эквивалентный момент по тепловой нагрузке двигателя,

(6.3)

здесь М₁, М₂,…, М_n и t₁, t₂,… t_n – значения нагрузочного момента и длительности интервалов времени, на которых они прилагаются.

Частота вращения двигателя постоянного тока существенно меняется с изменением нагрузочного момента. Поэтому требуемая мощность двигателя

, (6.4)

где w_ЭКВ - среднеквадратичная угловая скорость вала нагрузки,

Значения ω₁ω_n определяют на механической характеристике двигателя по известным значениям М₁ … М_n.

Выбрав двигатель, проверяют в состоянии ли он преодолеть наибольший момент сопротивления на валу М_С.МАКС = М_М.МАКС /i, учитывая, что максимальный момент двигателя М_МАКС связан с его номинальным моментом М_НОМ коэффициентом перегрузки по моменту λ _М=М_МАКС/М_НОМ. Условие λ_ММ_НОМ>М_С.МАКС должно выполняться. Для АД λ_М = 2,53 и для ДПТ λ_М =25.

6.3 Выбор двигателя для кратковременного и повторно–кратковременного режимов работы

Промышленность серийно не выпускает двигатели для кратковременного режима работы. Как правило, в этом случае используются двигатели для продолжительного режима, которые на интервале t_ВКЛ могут быть перегружены. Если в течение времени t_ВКЛ (рис. 45) двигатель должен развивать в нагрузке вращающий момент М, то эквивалентный по теплу момент двигателя продолжительного режима М_ЭКВ= М_М/(Р_Т ih_р), где Р_Т – коэффициент термической перегрузки, определяемый выражением [2]:

. (6.5)

С другой стороны, эквивалентный момент, по которому выбирают двигатель, следует оценить по перегрузочной способности двигателя М_ЭКВ=М_М/(λ_М ih_р). Кроме того .

Из этих двух значений М_ЭКВ принимают большее и по нему выбирают двигатель, удовлетворяющий условию М_НОМ >М_ЭКВ. АД следует также проверить по его пусковому моменту, т.е. выполнению условия М_П>М_М/(ih_р).

Двигатель, работающий в повторно-кратковременном режиме, выбирают по каталогу ПКВ–режима по вращающему моменту М, который он должен развивать за время t_ВКЛ (рис.6.2) и по продолжительности включения ПВ согласно формуле (6.1). Если вычисленное фактическое значение ПВ_Ф отличается от стандартного ПВ_СТ, то

(6.6)

Двигатель выбирают из условия М_НОМ >М_ЭКВ.

Если двигатель ПКВ–режима выбирают по каталогу двигателей, рассчитанных на продолжительный режим работы, то эквивалентный момент находят из соотношения М_ЭКВ=М/Р_Т с помощью коэффициента термической перегрузки:

(6.7)

Как и в кратковременном режиме, двигатель проверяют на перегрузку по моменту нагрузки и пусковому моменту.