Принципы выбора электродвигателей для системы электропривода

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 32Следующая ⇒

Выбор двигателя заключается в подборе для соответствующего механического оборудования электродвигателя, подходящего по роду тока, напряжению, мощности и частоте вращения.

Для машин и механизмов, на требующих регулирования частоты вращения, рекомендуется применять асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором или синхронные. Двигатели постоянного тока допускается применять только в случаях, когда двигатели переменного тока не удовлетворяют характеристикам механизма или являются не экономичными. Синхронные двигатели рекомендуется применять для нерегулируемых механизмов продолжительного режима работы при единичной мощности 100 кВт и более.

Современной серией асинхронных двигателей является серия 4А. Двигатели выпускаются в двух вариантах исполнения по степени воздействия окружающей среды: защищённые (1Р23) и закрытые обдуваемые (1Р44).

Двигатели мощностью от 60 Вт до 370 Вт выпускаются на напряжение 220/380 В, двигатели мощностью 0, 55 – 110 кВт – на напряжение 220/380 и 380/660 В, двигатели мощностью 132 – 400 кВт – на напряжение 380/660 В.

Асинхронные двигатели выпускаются следующих типов: 4А, 4АН, 4АК, 4АР и 4АС. Обозначение в типах: 4 – номер серии, А – асинхронный, Н – защищённого исполнения, К – с фазным ротором, Р – с повышенным пусковым моментом и С – с повышенным скольжением.

Определение мощности двигателя.

Выбор двигателя по каталог

Допустимая температура нагрева изоляции электродвигателя и температура окружающей среды определяют значение мощности Р₂ на валу двигателя. Температуры окружающей среды определена стандартом и составляет 40^ºС. Для каждого класса изоляции установлены значения допустимого превышения температуры: А - 60^ºС, Е – 75^º С, В – 80^º С, F – 100^ºC, Н – 125^ºС. В каталогах и паспортных данных указана номинальная мощность Р_ном, соответствующая температуре окружающей среды 40^ºС.

Выбор двигателя для продолжительного режима (см. рис. 4.7, а) производится, исходя из условия

Р_номР.

Если двигатель предназначен для работы в продолжительном режиме при переменной нагрузке (см. рис. 4.7, б), предварительный выбор электродвигателя производится, исходя из условия

Р_номР_ср,

а затем выполняется проверочный расчет.

Все методы проверки сводятся к условию, что среднее значение мощности потерь в двигателе не должно превышать мощность потерь при номинальной нагрузке . На практике применяют методы, основанные на расчете эквивалентных значений тока, момента, мощности.

Метод эквивалентного тока основан на замене действительного, изменяющегося во времени действующего значения тока двигателя, эквивалентным током, при котором мощность потерь соответствует средним потерям при переменном режиме работы.

Эквивалентное значение тока определяют по формуле

где I_1, I₂и так далее – значения тока двигателя в интервалах времени t_1, t₂и других, соответствующие участкам графика с неизменной нагрузкой, I_п, I_Т – среднее значение тока, соответствующее времени пуска t_п и торможения t_Т_, t_о – время паузы, k₁ – коэффициент, учитывающий снижение теплоотдачи при пуске и торможении, k₂– коэффициент, учитывающий уменьшение теплоотдачи во время паузы. Для двигателей постоянного тока k₁ = 0, 75, а k₂ = 0, 5; для асинхронных двигателей k₁ = 0, 5, а k₂ = 0, 25. Номинальный ток двигателя выбирают из условия .

Переменная нагрузка может быть задана в виде графической зависимости M (t). В этом случае определяют эквивалентный момент

где М_п, М_Т, М₁, М₂ и так далее – значения момента на валу двигателя в соответствующие промежутки времени. Номинальную мощность двигателя выбирают из условия Р_номР_р, где Р_р = 0, 105 n_ном М_экв, Р_ном – расчетная мощность, n_ном – номинальная частота вращения двигателя.

Наиболее простым методом выбора двигателя является определение его эквивалентной мощности.

где Р_п, Р_Т, Р₁, Р₂и так далее значения мощности на валу двигателя в соответствующие промежутки времени.

Вышеприведенные формулы упрощаются, если не учитывать влияние пуска, торможения и работы без нагрузки. Номинальную мощность двигателя определяют, исходя из условия

Р_номР_р=Р_экв.

Этот метод может быть использован при выборе двигателей постоянного тока параллельного возбуждения, асинхронных и синхронных двигателей.

Проверку двигателя по перегрузочной способности производят путём сравнения наибольшего момента нагрузки М_нб, определяемого по графику нагрузки, с максимальным моментом двигателя , где - кратность максимального момента (для двигателей постоянного тока = 2…2, 5, для асинхронных двигателей – 1, 6…2, 5).

Необходимо выполнить условие

где k_u – коэффициент, учитывающий снижение напряжения.

При тяжелых условиях пуска проводят также проверку электродвигателя по пусковому моменту. Пусковой момент двигателя М_П= М_П*··_·М_номМ_Пс, где М_П* - кратность начального пускового момента, М_Пс – момент сопротивления на валу двигателя при пуске.

Для повторного – кратковременного режима, когда периоды работы чередуются с паузами, при которых двигатель отключается или работает на холостом ходу, номинальная мощность электродвигателя определяется для одного из значений ПВ (12, 25, 40, 60%).

При многоступенчатом графике нагрузки эквивалентная мощность за период работы определяется по графику нагрузки

где Р_k – мощность двигателя в промежутке времени t_k, n – число ступеней цикла графика нагрузки. При одноступенчатом графике нагрузки Р_экв= Р.

где t₀– время паузы. При одноступенчатом графике нагрузки ПВ= ·100%.

Мощность двигателя выбирают, исходя из условия _,

где ПВ_с_m – стандартное значение ПВ, указанное в паспорте двигателя.

Коэффициенты k_м – механической перегрузки двигателя в кратковременном режиме при номинальном напряжении и k_t – соответственно равны

где t_кр – время работы в кратковременном режиме (стандартные длительности периода кратковременной работы 10, 30, 60 и 90 минут), Т – постоянная нагрева двигателя (для асинхронных двигателей защищённого исполнения малой и средней мощности обычно принимают 10…60 минут).

При кратковременном режиме мощность Р_кр двигателя, предназначенного для продолжительного режима работы, .

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 141516 17 18 19 Следующая ⇒