Нагрузка электропривода

Нагрузкой электропривода называют:

.1. электромагнитный момент электродвигателя М , измеряемый в ньютоно-

метрах ( Нм ), или

.2. силу F , развиваемую электродвигателем и измеряемую в ньютонах ( Н ), или

.3. силу тока I , потребляемую двигателем из сети и измеряемую в амперах ( А ).

Например, электродвигатель развивает электромагнитный момент М = 68 Нм, при этом сила F = 136 Н, а потребляемый из сети ток I = 46 А.

В этом примере все три физические величины – момент, электромагнитная сила и

сила тока характеризуют один и тот же параметр электродвигателя – его нагрузку, но в разных единицах ( соответственно в ньютонометрах, ньютонах и амперах ).

В теории электропривода чаще всего применятся первая единица, т.е. нагрузку

электропривода измеряют в ньютонометрах ( Нм ).

На практике надо уметь рассчитывать вращающие моменты электродвигателей.

Обычно для этого используют их номинальные данные.

Вывод формулы полезного момента двигателя по его паспортным данным

Для вывода формулы полезного момента двигателя М используют его паспорт-

ные данные.

К паспортным данным электродвигателей постоянного тока относятся:

1. напряжение U, В;

2. полезная мощность ( мощность на валу ) Р , кВт;

3. частота вращения вала n, об/мин;

4. коэффициент полезного действия η, %.

К паспортным данным электродвигателей электродвигателей переменного тока к

перечисленным выше добавляется еще один – коэффициент мощности cosφ ( безразмер

ная величина )

Для вывода формулы полезного момента рассуждаем так.

1.из курса физики известно, что при вращательном движении мощность ( Вт )

Р = ωМ, ( 3 )

где ω = 2πn / 60 – угловая скорость вращения вала механизма, с ;

М – момент на валу механизма, Нм.

2. в паспорте электродвигателя указана полезная мощность ( мощность на валу )

Р , при которой двигатель развивает на валу полезный момент М :

М = ωМ ( 4 ),

откуда

М = Р / ω = Р / (2πn / 60 ) = 9,55 Р / n ( 5 ),

где: М - полезный момент электродвигателя, Нм;

Р - полезная мощность ( мощность на валу ), Вт;

n - частота вращения вала двигателя, об/мин.

Однако на практике номинальная мощность электродвигателей приводится не в

ваттах, а киловаттах ( 1 кВт = 1000 Вт ).

В этом случае используют соотношение

М = 9550 Р₂ / n ( 6 )

где: М - полезный момент электродвигателя, Нм;

Р - номинальная ( паспортная ) мощность электродвигателя, кВт;

n – частота вращения, об/мин.

Следует особо подчеркнуть, что последняя формула полезного момента универ-

сальна, т.е. род тока не влияет на неё

Иначе говоря, эта формула одинакова для двигателей как постоянного, так и пере-

менного тока.

Пример №3.

Рассчитать полезный момент двигателя постоянного тока по его номинальным данным: U = 220 В, P = 25 кВт, n = 1500 об/мин, η = 88% ( 0,88 ).

Решение

Полезный момент двигателя

М = 9550 Р₂ / n = 9550*25/ 1500 = 159,1 Нм.

Пример №4.

Рассчитать полезный момент двигателя переменного тока по его номинальным данным: U = 380 В, P = 25 кВт, n = 1500 об/мин, η = 88% ( 0,88 ), cosφ = 0,78.

Решение

Полезный момент двигателя

М = 9550 Р₂ / n = 9550*25/ 1500 = 159,1 Нм.

Таким образом, вне зависимости от рода тока, значение полезного момента получи

лось одинаковым, потому что в правую часть формулы момента ( 6 ) входят параметры

( Р и n ), не зависящие от рода тока.