Классификация режимов работы

Нагрев электрической машины зависит от режима её работы, т.е. от соотношения длительности периодов работы и пауз между ними.

По характеру изменения нагрузки режимы электрических машин подразделяются на продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный, перемежающийся.

Продолжительным режимом (условное обозначение S₁) называют режим, при котором время работы машины при практически неизменных нагрузке и температуре охлаждающей среды достаточно для нагрева всех ее частей до практически установившейся температуры. Режим характеризуется неиз­менными потерями в течение всего времени работы машины.

Кратковременным режимом работы (S2) называют режим, при котором периоды не­изменной нагрузки чередуются с периодами отключения машины, причем за время работы температура частей машины не успевает достигнуть установившегося зна­чения, а за время пауз (отключения машины) машина охлаждается до практически холод­ного состояния, т. е. до практически установившейся температуры, отличающейся от температуры охлаждающей среды не более чем на 1 °С.

Установленная ГОСТ длительность периодов работы в данном режиме - 10, 30, 60 и 90 мин. Она должна быть указана в условном обозначении ре­жима работы, например S₂ -30 мин, S₂ - 60 мин.

Повторно-кратковременный резким от­личается от кратковременного регламенти­рованными продолжительностью включения под неизменную нагрузку и продолжитель­ностью периодов отключения (пауз), причем время работы машины всегда меньше времени, необходимого для нагрева ее частей до установившейся температуры, а время пауз меньше необходимого для остывания машины до практически холодного состояния. Продолжительность включений (ПВ) устанавливаются в % и может быть равна 15, 25, 40 и 60 %.

В режиме s₃ продолжительность цикла установлена равной 10 мин.

.

Выбор двигателей по нагрузочной диаграмме

Для выбора двигателя в нагрузочной диаграмме выделяют цикл. Если характер работы механизма таков, что цикл выделить сложно, то нагрузочную диаграмму строят для наиболее вероятного или наиболее трудного цикла.

Рассмотрим нагрузочную диаграмму привода, работающего с постоянной скоростью.

Нагрузочная диаграмма привода, как правило, не похожа на нагрузочную диаграмму рабочей машины. Они совпадают только при абсолютно жесткой механической характеристике. Если механическая характеристика имеет некоторый наклон, то нагрузочная диаграмма привода имеет более сглаженный характер вследствие наличия механической инерции. При J®¥ нагрузочная диаграмма двигателя не имела бы бросков. Поэтому для выравнивания резкопеременной нагрузки искусственно увеличивают момент инерции, устанавливая маховик на рабочем валу. Сглаживание нагрузочной диаграммы приводит к уменьшению потерь в обмотках двигателя, но к увеличению вентиляционных потерь и потерь в подшипниках. При этом двигатель можно выбирать не по перегрузочной способности, а по условиям нагрева.

Выбор мощности двигателя по нагрузочной диаграмме рабочей машины является предварительным. Точно может быть выбран двигатель, если нагрузочная диаграмма построена с учетом переходных процессов, что без выбранного двигателя не возможно. Предварительный выбор мощности двигателя может вестись по значению среднего или среднеквадратичного момента с учетом коэффициент запаса, который зависит от условий работы рабочей машины.

Средний момент статической нагрузки определяется:

Среднеквадратичный момент статической нагрузки:

Мощность двигателя может быть определена по значению статического момента: ,

где k_з - коэффициент запаса, зависит от условий работы рабочей машины и как правило редко превышает 2; V_раб - скорость движения рабочей машины, м/с; D - диаметр шестерни выходного вала редуктора.

Или если рабочая машина совершает вращательной движение, то мощность двигателя определится: Р_дв=k_з·М_с·w_раб.

Рекомендации по выбору номинальной скорости двигателя

Габаритные размеры двигателя определяются развиваемым моментом и с ростом скорости в тех же габаритах мощность двигателя увеличивается. Ориентировочно мощность двигателя равна:

Р»с·D²·l·w,

где с - постоянная машина, зависит от серии машины; D, l - диаметр и активная длина якоря или ротора; w - угловая скорость.

Для уменьшения габаритных размеров двигателя и снижения его стоимости используют двигателя со скоростью 1000 об/мин и выше. Однако при этом увеличивается передаточное число и стоимость редуктора. Затраты на редуктор особенно велики при больших моментах. Поэтому в тихоходных установках большой мощности принимают скорость вращения двигателя 100...500 об/мин. В установках малой мощности целесообразно применять двигатели с высокой скоростью. Для установок, работающих в динамических режимах при выборе двигателя учитывают быстродействие, т.е. величину момента инерции. Окончательно вопрос о выборе номинальной скорости решается после технико-экономического сравнения вариантов.