Выбор мощности электродвигателей при различных режимах работы

1. Лекция №12. Выбор мощности электродвигателей при различных режимах работы

1.
2.
3.
4.
1
Выбор мощности ЭД для режима S1.
Выбор мощности ЭД для режима S2.
Выбор мощности ЭД для режима S3.
Дополнительные условия выбора.
Электропривод. Ч.1

2. Выбор мощности ЭД для режима S1.

При известной зависимости нагрузки от времени
можно судить об изменениях потерь в
электродвигателе, а следовательно и о его
температуре. Электродвигатель выбирается таким
образом, чтобы максимальная температура его
обмоток не превышала допустимого значения,
соответствующего его классу изоляции.
2
Электропривод. Ч.1

3. Выбор мощности ЭД для режима S1.

При продолжительной неизменной нагрузке (режим S1)
номинальная мощность электродвигателя Рн
определяется с учетом статической нагрузки Рс на валу:
Рн
k з Рс
п
,
кВт
где ηп - КПД передачи;
kз - коэффициент запаса.
3
Электропривод. Ч.1

4. Выбор мощности ЭД для режима S1.

При длительной переменной нагрузке для более
точного определения мощности электродвигателя
используют метод средних потерь или метод
эквивалентных величин.
Сущность метода средних потерь заключается в
определении средних потерь ΔРср электродвигателя
при заданном графике нагрузки и сравнении этих
потерь с номинальными потерями ΔРн, на которые
рассчитан электродвигатель при длительной работе.
4
Электропривод. Ч.1

5. Выбор мощности ЭД для режима S1.

Мощность, кВт
10
8
6
4
2
0
0
20
40
60
80
100
120
Время, мин
Нагрузочная диаграмма
5
Электропривод. Ч.1

6. Выбор мощности ЭД для режима S1.

По средней мощности Рср с учетом коэффициента
запаса осуществляется предварительный выбор
k
электродвигателя:
Рi ti
Рн Рср k з ,
Рср
i 1
k
,
ti
i 1
где РI - величина мощности на i-ом участке, кВт;
ti - длительность нагрузки на i-ом участке, мин;
k - количество участков.
6
Электропривод. Ч.1

7. Выбор мощности ЭД для режима S1.

7
Потери на каждом участке нагрузки определяем по
выражению
1 _ i
Рi Рi
,
i
где i – КПД электродвигателя при Рi нагрузке.
1
i
.
хi
_
1 н х i
1
1
н
Электропривод. Ч.1

8. Выбор мощности ЭД для режима S1.

Средние потери мощности будут равны:
Рср
k
i 1
Р i t i
k
ti
i 1
.
Сравнивая номинальные потери со средними, делается
вывод о правильности выбора электродвигателя по
нагреву
Рн Рср .
8
Электропривод. Ч.1

9. Выбор мощности ЭД для режима S1.

Метод эквивалентного тока основывается на замене
действительного изменяющегося тока в
электродвигателе таким эквивалентным током, который
вызывал бы те же потери, что и действительный ток.
Для этого необходимо иметь нагрузочную диаграмму
i f (t )
9
Электропривод. Ч.1

10. Выбор мощности ЭД для режима S1.

Эквивалентный ток определяется по следующему
соотношению:
k
2
Ii
I э i k1 .
ti
i 1
После определения величины эквивалентного тока
производится сопоставление его с номинальным током
выбранного электродвигателя
Iн Iэ .
10
Электропривод. Ч.1

11. Выбор мощности ЭД для режима S1.

На практике выбор мощности электродвигателя чаще
производится по величине эквивалентного момента и
мощности
k
Мэ
2
Мi
i 1
k
ti
i 1
11
k
ti
,
Рэ
2
Рi ti
i 1
k
.
ti
i 1
Электропривод. Ч.1

12. Выбор мощности ЭД для режима S1.

При случайном характере изменения момента,
мощности или тока электродвигателя эквивалентные
значения равны:
Мэ
mм2
2
м
2
2
Р
m
;
э
р
р ;
I э mi2 i2 ,
mм ,т р ,тi математическое ожидание случайной
величины (момента, мощности, тока);
12
м , р , i среднеквадратическое отношение случайной
величины (момента, мощности, тока).
Электропривод. Ч.1

13. Выбор мощности ЭД для режима S2.

При выборе электродвигателей для работы в
кратковременном режиме работы S2 необходимо
учитывать следующее: выбранный по кратковременной
нагрузке электродвигатель режима S1 окажется
недоиспользованным по нагреву. В этом случае
номинальная мощность электродвигателя Рн
определяется из соотношения
Р
Рн к .
kм
13
Электропривод. Ч.1

14. Выбор мощности ЭД для режима S2.

k м km ( 1 ) ,
km
14
1
1 е
t р / Т н
.
tр
длительность нагрузки, мин;
Тн
постоянная нагревания, мин.
Электропривод. Ч.1

15. Выбор мощности ЭД для режима S3.

Повторно-кратковременный режим работы
характеризуется коэффициентом относительной
продолжительности включения:
tр
.
t р tо
В случаях, когда для привода производственного
механизма в этом режиме применяется
электродвигатель режима S1, то его мощность
определяется по соотношению
15
Электропривод. Ч.1

16. Выбор мощности ЭД для режима S3.

Коэффициент тепловой перегрузки для этого случая
определяется с учетом длительности пауз и постоянной
охлаждения То по выражению
km
1 е
t р tо
Tн Tо
1 е
16
tр
.
Тн
Электропривод. Ч.1

17. Выбор мощности ЭД для режима S3.

При выборе двигателя режима S3 для работы в режиме
S3, в том случае, когда фактическое значение
относительной продолжительности включения
отличается от стандартного, пересчет мощности
производится по следующему соотношению:
Рст Рх
17
х
.
ст
Электропривод. Ч.1

18. Дополнительные условия выбора.

Выбранный электродвигатель проверяем на
возможность запуска и устойчивой работы:
2
U
М п М с нач пр М изб ;
Uн
2
U
М мин М C S 0 ,8 пр М изб ;
Uн
2
U
М макс М с макс пр .
Uн
18
Электропривод. Ч.1

19. Дополнительные условия выбора.

При повторно-кратковременном режиме работы должно
выполняться еще одно условие
60
h h доп , h
,
t р t0
hдоп 3600
19
ПВ
100 .
Ап
Рн 0 1
Электропривод. Ч.1