Выбор мощности двигателя для повторно-кратковременного режима работы

Если при повторно-кратковременном режиме нагрузка двигателя, время работы t_р и время паузы t₀ не меняются (см. график), и относительная продолжительность включения равна одному из стандартных значений, то по справочнику или каталогу должен быть выбран двигатель с номинальной мощностью Р_н³Р₁ при соответствующей e.

Если нагрузка при переходе от цикла к циклу остается неизменной, но e отличается от стандартного значения, то, исходя из метода средних потерь, можно утверждать, что температура перегрева двигателя не будет превышать допустимого значения, если средние потери за цикл при e¹e_кат не будут превышать средние потери за тот же цикл при e=e_с=e_кат и Р_н, т.е. если

или .

Выбор двигателя по мощности в этом случае сводится к проверке согласно написанному условию предварительно выбранного двигателя с ближайшими к Р₁ и e₁ значениями Р_н и e_с.

Если в написанном выражении потери мощности выразить через постоянные «к» и переменные «V», то после преобразований получим следующую формулу для проверки предварительно выбранного двигателя

.

Для двигателей постоянного тока независимого возбуждения, работающих с Ф=const, а также для АД, работающих в пределах линейной части механической характеристики можно получить аналогичное соотношение между моментами

,

а при работе этих двигателей на естественных характеристиках – соотношение между мощностями

.

Обычно нагрузка в пределах цикла не остается постоянной. Поэтому реальный график нагрузки двигателя М=f(t) заменяется эквивалентным прямоугольным и определяется М_экв или I_экв. Применительно к изображенной диаграмме:

или .

Здесь время паузы (в знаменателе под корнем) не входит, поскольку оно учитывается величиной ПВ%. Да и во время паузы двигатель током не обтекается и момента не развивает.

Если расчетная продолжительность включения отлича­ется от стандартной, двигатель выбирается по ближайшему стандартному значению, пересчитывая предварительно мощность на стандартное значение. При переходе от одной относительной продолжительности включения e к другой эквивалентная мощность двигателя, но которую он выбирается, должна оставаться неизменной. Поэтому в соответствие с выражением для Р_э в случае работы двигателя на естественной характеристике можно написать

; или . Отсюда

Пересчет мощности Р_х=Р₁ от действительной относительной продолжительности включения e_х=e₁, на стандартное значение e_с=e₂, производится по одной из следующих формул

Пересчет может быть сделан и эквивалентного тока, полученного из нагрузочной диаграммы, а также эквивалентного момента, если двигатель независимого возбуждения работает с Ф=const, а АД работает в пределах линейной части механической характеристики

.

Для более точного пересчета следует исходить не из равенства эквивалентных мощностей, а из равенства потерь, т.е. исходя из соотношений

, где

∆Р_пк1 и ∆Р_пк2 - потери в двигателе при повторно-кратковременном режиме соответственно с e₁ и e₂.

Выражая потери через постоянные и переменные, учитывая изменение условий охлаждения, т.е. имея в виду, что и обозначая через x величину можно написать, приняв режим с Р₁ за исходный

. Отсюда

и .

При b=1 , а при пренебрежении постоянными потерями и . Значения коэффициента потерь «а» для двигателей независимого возбуждения общепромышленных серий 1¸1,5, для крановых – 0,5¸0,9. Для общепромышленных двигателей переменного тока «а» 0,5¸0,7, для крановых 0,45¸1,0.

В случае различных значений t_р и t₀, входящих в график нагрузки, за относительную e принимается величина, подсчитанная для большого числа циклов работы. В расчетах нужно пользоваться этой средней или эквивалентной величиной e, применяя ее во всех приведенных выше формулах

.

При проверке мощности предварительно выбранного двигателя по методу средних потерь в случае повторно-кратковременного режима работы, они вычисляются по формуле

, где

∆Р_п, ∆Р_т, ∆Р_у, ∆Р₀ - средние потери мощности за время пуска, торможения, установившейся работы и за время паузы при неподвижном двигателе (например, в обмотке возбуждения двигателя НВ или ПВ).