Материал для подготовки к экзамену по электротехнике (1092854), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

В зависимости от соотношения фактической мощности нагрузки на валу электродвигателя Р _НАГР и его номинальной мощности Р _НОМ , т. е. в зависимости от коэффициента загрузки β = Р _НАГР / Р _НОМ , различают три нагрузочных режима:

1. Номинальный режим: Р_НАГР = Р _НОМ β = 1 характеризуется высокими технико-экономическими показателями работы и обеспечивает длительный срок службы электродвигателя.

2. Режим недогрузки: Р_НАГР < Р _НОМ β < 1 характеризуется более низкими технико-экономическими показателями работы и не рекомендуется для длительной работы.

3. Режим перегрузки: Р_НАГР > Р _НОМ β > 1 характеризуется пониженными технико-экономическими показателями работы и, кроме того, приводит к перегреву электродвигателя, что увеличивает опасность аварийного отключения, резко снижает срок его службы и поэтому практически не допускается.

Выбор мощности электродвигателя для различных нагрузочных режимов

Двигатели производственных механизмов могут работать в различных нагрузочных режимах, т. е. с различной по характеру нагрузкой – постоянной или изменяющейся (переменной) по величине, с разным соотношением времени работы и останова (паузы), с различной частотой пуска, реверсирования, торможения и др.

В зависимости от теплового режима работы двигателя и характера нагрузки различают следующие наиболее распространенные нагрузочные режимы:

S1 - длительный или продолжительный;

S2 – кратковременный;

S3 - повторно- кратковре­менный.

Для определения характера нагрузки и режима работы производствен­ного механизма строятся так называемые нагрузочные диаграммы, представляющие зависимости момента или мощности нагрузки на валу двигателя от времени, т. е. зависимости M _НАГР (t) или P _НАГР (t).

Если задана рабочая ( полезная) мощность производствен­ного механизма Р _МЕХ, то для приведения ее к мощности на валу двигателя необходимо учесть КПД производствен­ного механизма ( _М) и системы механической передачи от механизма к двигателю ( _П): Р _НАГР = Р _МЕХ /  _М  _П .

S1. Длительный (продолжительный) режим работы — это такой режим, в котором двигатель длительно работает с постоянной нагрузкой Р_НАГР = const ( рис.1) или с изменяющейся ( переменной) во времени Р_НАГР = variable (рис.3) и установившаяся температура двигателя за время его работы дости­гает допустимого значения Т _УСТ = Т _ДОП. Этот режим характерен для приводов рольгангов прокатных станов, конвейеров, эскалаторов, дымососов, вентиляторов, на­сосов, компрессоров, мешалок, дробилок, мельниц и др., длительность работы которых состав­ляет часы, сутки, недели.

При работе в длительном режиме с постоянной нагрузкой по заданной мощности нагрузки на валу двигателя Р _НАГР производят выбор номинальной мощности и марки двигателя при заданной частоте вращения по каталогу двигателей серии ПВ –100 ( рассчитанных на длительную работу) по условию:Р_{ЭД НОМ} = Р _НАГР .

Выбранный по этому условию двигатель будет работать в допустимом тепловом режиме и тем самым обеспечит нормальную длительную работу электропривода. При этом дополнительная проверка двигателя на пусковую и перегрузочную способность при постоянной нагрузке не проводится.

Если в каталоге нет двигателя с такой номинальной мощностью, то выбирают двигатель с ближайшей большей номинальной мощностью Р_{ЭД НОМ} > Р _НАГР .

При работе в длительном режиме с переменной нагрузкой (рис.3) выбор номинальной мощности двигателя обычно проводится наиболее простым методом эквивалентной мощности:

1. По нагрузочной диаграмме определяется эквивалентная мощность нагрузки на валу двигателя:

Рис.3. Нагрузочная диаграмма электродвигателя при длительном режиме работы с переменной нагрузкой

2. По каталогу двигателей серии ПВ –100 (рассчитанных на длительную работу) выбирают номинальную мощность и типоразмер (марку) двигателя при заданной частоте вращения по условию: Р_{ЭД НОМ} = Р _ЭКВ .

Если в каталоге нет двигателя с такой номинальной мощностью, то выбирают двигатель с ближайшей большей номинальной мощностью Р_{ЭД НОМ} > Р _НАГР .

3. При работе двигателя с переменной нагрузкой обязательно необходимо проводить проверку выбранного двигателя на перегрузочную способность.

Двигатели постоянного тока проверяются на перегрузку по току и должны удовлетворять следующему условию:

I _НОМ ≥ I _{МАХ НАГР} / ( 2 - 2,5) .

Асинхронные двигатели проверяются на перегрузку по пусковому и максимальному моментам и с учетом коэффициентов запаса должны удовлетворять следующим условиям:

1. λ _П М _НОМ ≥ К _П М _{П НАГР} ;

2. λ _М М _НОМ ≥ К _М М _{М НАГР} ,

здесь М _НОМ - номинальный момент асинхронного двигателя,

λ _П и λ_М - кратность пускового и максимального моментов двигателя,

К _П и К _М - коэффициент запаса по пусковому и максимальному моментам (обычно принимают равным К = 1,2 - 1,3 ),

М _{П НАГР} и М _{М НАГР} - пусковой и максимальный моменты нагрузки (определяются по заданной нагрузочной диаграмме двигателя по формуле : М = Р / Ω ).

В случае если выбранный двигатель не проходит по перегрузочной способности, то выбирают следующий за ним двигатель с большей номинальной мощностью и снова проводят проверку этого двигателя на перегрузочную способность.

S2 . КРАТКОВРЕМЕННЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ - это такой режим, в котором кратковременная работа двигателя с нагрузкой чередуется с длительными остановами, при этом за время рабочего периода его температура не достигает допустимого значения Т _ЭД < Т _ДОП , а за время останова снижается до температуры среды Т_ЭД = Т _ОС (рис.2). Этот режим характерен для приводов разводных мостов, шлагбаумов, задвижек, заслонок, шиберов и др.

Для работы в этом режиме выпускаются двигатели специальной серии (так называемые крановые двигатели), рассчитанные на большие кратковременные электрические и механические перегрузки при работе с номинальной мощностью в течение стандартной длительности рабочего периода t _СТАНД = 15, 30, 60 и 90 мин.

Выбор номинальной мощности и типоразмера (марки) двигателя при заданной частоте вращения проводится по каталогу двигателей специальной серии по следующим условиям: Р_{ЭД НОМ} ≥ Р _НАГР ,

при продолжительности работы двигателя t _Р ≥ t _СТАНД .

Дополнительная проверка выбранного двигателя на пусковую и перегрузочную способность не проводится.

S3. ПОВТОРНО- КРАТКОВРЕ­МЕННЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ — это такой режим, при котором работа двигателя характеризуется цикличностью, т. е. периодическим чередованием периодов работы двигателя и его остановов. При этом за время рабочих периодов его температура не достигает допустимого значения Т _ЭД < Т _ДОП , а за время останова не снижается до температуры среды Т_ЭД > Т _ОС при допустимой продолжительности цикла t _Ц не более 10 минут (рис.4).

Рис. 4. Нагрузочная диаграмма и график зависимости температуры электродвигателя при повторно-кратковременном режиме работы

t _Р - продолжительность работы двигателя с нагрузкой;

t _О - продолжительность останова двигателя,

t _Ц - продолжительность цикла ( не более 10 мин))

Этот режим характерен для приводов кузнечно-прессового оборудования, подъемно-транспортных устройств, некоторых видов станочного оборудования и др.

Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной продолжительностью рабочего периода в цикле - продолжительностью включения (ПВ) - определяемой как выраженное в процентах отношение времени работы двигателя с нагрузкой t _Р к продолжительности цикла t _Ц :

Для работы в этом режиме выпускаются дви­гатели специальной серии для повторно-кратковременной работы со стандартными значениями продолжительности включения: ПВ 15, 25, 40 и 60 % .

Если же продолжительность цикла t _Ц превышает 10 минут и в случае если ПВ > 60 % - выбирают двигатель длительного режима серии ПВ 100 , а если ПВ < 10 - выбирают двигатель крановой серии кратковременного режима.

В случаях сложного характера нагрузочной диаграммы ( рис. 5) выбор номинальной мощности двигателя обычно проводится наиболее простым методом эквивалентной мощности :

1. 1. По нагрузочной диаграмме определяется эквивалентная мощность нагрузки за рабочий период цикла:

Рис. 5. Нагрузочная диаграмма электродвигателя при повторно-кратковременном режиме работы

t _i - продолжительность работы двигателя с нагрузкой P _i ;

t _{О i} - продолжительность останова двигателя;

t _Ц =  (t _i + t _{О i} ) - продолжительность цикла ( не более 10 мин) )

2. Определяется фактическая продолжительность включения нагрузки:

3. Выбор номинальной мощности и марки двигателя при заданной частоте вращения проводится по каталогу дви­гателей серии ПВ 15, 25, 40, 60 по следующим условиям: при совпадении продолжительности включения

ПВ _НАГР = ПВ _СТАНД

выбирают : Р_{ЭД НОМ} = Р _ЭРПЦ .

Если в каталоге нет двигателя с такой номинальной мощностью, то выбирают двигатель с ближайшей большей номинальной мощностью Р_{ЭД НОМ} > Р _ЭРПЦ.

4. Если фактическая продолжительность включения нагрузки отличается от стандартного значения ПВ _НАГР ≠ ПВ _СТАНД , то необходимо пересчитать эквивалентную мощность нагрузки за рабочий период цикла Р _ЭРПЦ на ближайшее большее стандартное значение ПВ*_СТАНД : .

После этого выбор номинальной мощности и типоразмера (марки) двигателя при заданной частоте вращения проводится по каталогу дви­гателей серии ПВ 15, 25, 40, 60 по следующим условиям:

при стандартной продолжительности включения ПВ* _СТАНД

выбирают: Р_{ЭД НОМ} = Р* _ЭРПЦ .

Если в каталоге нет двигателя с такой номинальной мощностью, то выбирают двигатель с ближайшей большей номинальной мощностью Р_{ЭД НОМ} > Р* _ЭРПЦ.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)