Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Поскольку постоянная времени обратно пропорциональна теплоотдаче двигателя, можно считать, что постоянная времени охлаждения неподвижного двигателя Т,'=Т,Я.. А так как Р,«=:1, охлаждение двигателя происходит медленнее, чем нагрев. Для исполнительных двигателей постоянного тока, применяемых в станках и промышленных роботах, в каталогах указывают постоянную времени нагрева Т, и класс изоляции.
Если считать, что при номинальной мощности двигатель полностью используется по нагреву, то А = (Рном/Одоп) ~ (1 — Яном) /Яном1, где Одоп — допустимое превышение температуры для данного класса изоляции. Классификация режимов р аботы электродвигателей При выборе двигателя по мощности режим его работы играет большую роль. Режимы работы двигателей в автоматизированном электроприводе отличаются длительностью и характером приложения нагрузки, продолжительностью пауз, переходными процессами пуска и торможения. Каждый электрический двигатель рассчитывают и выпускают для конкретного режима работы, который называют номинальным.
При выборе двигателя реальный режим должен быть сопоставлен с номинальным режимом работы двигателя. Для облегчения такого сопоставления все номинальные режимы нормированы и разделены на группы. Основу классификации режимов работы составляет их влияние на нагрев двигателя. При этом длительность режима сопоставляется с тепловой инерционностью двигателя и с постоянной времени нагрева. В настоящее время нормированы восемь режимов работы, которые условно обозначают от 31 до 88. 1. Продолжительный номинальный режим (51) характеризуется неизменной нагрузкой, приложенной к двигателю такое длительное время, в течение которого превышение температуры всех частей двигателя достигает установившегося значения (рис.
5.30, а). Приближенно можно считать, что к РЩ «холодному» двигателю (начальное ду превышение температуры равно нулю) ОЮ неизменяемая нагрузка должна быть д приложена в течение (3... 4) Те. а) 2. Кратковременный ' номинальный режим (52) — это режим, при котором Р;д неизменяемая нагрузка прикладывается Р~'Ц 5'2 к двигателю на время, недостаточное для достижения установившегося пре- ЮЖ вышения температуры, после чего двига- тель отключается на такое время, в тед чение которого все части его охлажда- дР ются до температуры, практически сов- Р:д падающей с температурой окружающей среды (допустимая разность температур РЩ составляет 2' С). ОИ) Продолжительность работы двигателя в ираткав~ременном режиме нормализована и составляет 15, 30, 60 и 90 мин.
й Специальные двигатели кратковремен- ного режима работы рассчитаны на Рис. 5.30. Номинальные режимы такую длительность включения. Графи- работы электродвигателя: ки изменения нагрузки и превышения а — продолжительный; б — кратковременный; в — повторно-кратковременный температуры в режиме 52 приведены на р . 5.30,6. 3. Повторно-кратковременный номинальный режим (38). В этом режиме нагрузка имеет циклический характер и состоит из кратковременных периодов неизменяемой нагрузки, в течение которых температура двигателя не достигает установившегося значения, и коротких пауз, в течение которых двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Во время паузы двигатель отключается от сети (рис.
5.30, в). Максимальная продолжительность цикла в повторно-кратковременном режиме принята равной 20 мин. Кроме того, нормирована относительная продолжительность включения ПВ = (1рфц) 100'й. Нормированные значения ПВ составляют 15, 25, 40 и 60%. Существуют разновидности повторно-кратковременного режима. В повторно-кратковременном режиме с частыми пусками (54) пусковые потери существенно влияют на нагрев двигателя.
В повторно-кратковременном номинальном режиме с частыми пусками и электрическим торможением (5б) учитываются не только пусковые потери, но и потери при торможении. Из трех повторно-кратковременных режимов (53 — 5б) этот режим является наиболее общим и режимы 53 и 54 — есть его частные случаи. 4. Перемежающийся номинальный режим работы (5о) отличается от повторно-кратковременного режима тем, что во время паузы двигатель не отключается от источника питания, а работает на холостом ходу.
Этот режим также имеет разновидности: перемежающийся режим с частыми реверсами (5?) и режим работы с двумя или более скоростями (58). Первые три номинальных режима (51 — 53) являются основными. Двигатели, выпускаемые электротехнической промышленностью, рассчитывают для работы в одном из этих режимов. Выбор мощности электродвигателей для продолжительного режима работы Электродвигатель привода главного движения или привода подачи металлорежущего станка выбирают по нагрузочным диаграммам, которые представляют собой график изменения во времени момента сопротивления М (~) или мощности Р, Я. Нагрузочная диаграмма зависит от технологического процесса металлообработки, рассчитывают ее по режимам резания для каждого технологического перехода.
Мощность или момент на шпинделе станка приводят к валу двигателя. При этом необходимо учесть потери мощности в механической системе привода станка: Рс=" г/смех, где Р,— мощность резания; ~, — коэффициент полезного действия механической системы привода станка. Нагрузочный график, соответствующий продолжительному режиму работы (31) может иметь постоянный или циклический характер. При работе двигателя с непрерывной, постоянной нагрузкой Р, выбирают двигатель с равной или несколько большей номинальной мощностью ,(Рном~~Рс) ° 'Для станков, работающих в продолжительном автоматическом режиме, более характерен циклический график нагрузки, при котором нагрузка на валу двигателя периодически изменяется.
В этом случае предварительно выбирают двигатель по значению средней мощности за время цикла или по конструктивным соображениям, а затем проверяют его по нагреву за время цикла. Двигатель выбран правильно, если максимальный нагрев его меньше допустимого (В „-О,„). Проверку по нагреву выполняют прямыми или косвенными методами. Прямая проверка заключается в построении графика перегрева двигателя с использованием тепловой модели. Метод средних потерь позволяет выполнить более простую косвенную проверку двигателя по нагреву.
Предполагают, что тепловой режим является квазиустановившимся и общее количество теплоты, выделенное в двигателе за время цикла, равно тепловой энергии, отданной в окружающую среду при которая не должна быть меньше мощности нагрузки Р„и продолжительности рабочего периода 1р, которая должна совпадать с одним из нормированных значений (рис. 5.31). В станкостроении очень часто возникает необходимость использовать в кратковременном режиме двигатели, рассчитанные на длительный режим работы. Для полного использования двигателя надо умень- Рис.
5.31. График изменения нагрузки и превыше- ния температуры при кратковременном режиме шить его номинальную мощность, т. е. перегрузить двигатель так, чтобы в конце рабочего периода превышение температуры было равно номинальному. Для выбора двигателя следует вначале определить коэффициент механической перегрузки, равный отношению мощности кратковременного режима к мощности длительного режима, 1 Х— Р В а затем по каталогу выбрать двигатель длительного режима работы (31), номинальная мОщнОсть которого РН,„~~Рд/Хр. Выбранный двигатель необходимо проверить по перегрузочной способности Р Э-Р~Ф, где Х вЂ” коэффициент перегрузки.
Если последнее неравенство не выполняется, то следует выбрать по каталогу двигатель большей мощности. При очень коротких циклах нагружения (при малых 1Р~Те)Хр~Х и двигатель следует выбирать по перегрузочной способности. В этом случае добиться его полного использования по нагреву невозможно. Для асинхронных короткозамкнутых двигателей Хж2 и при 1Р/Та меньших 0,4 коэффициент механической перегрузки превышает значение Х.
Выбор мощности электродвигателей для повторно-кратковременного режи ма р а боты Повторно-кратковременный режим Ы работы является основным режимом для приводов станков, работающих в автоматическом режиме с коротким циклом обработки. Выпускают специальные электродвигатели, предназначенные для повторно-кратковременного режима работы. Такие двигатели выбирают по номинальной мощности и продолжительностии включения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
