Расчёт мощности электродвигателя при кратковременном режиме работы.

При кратковременном режиме работы ограничивающим фактором является величина допустимой перегрузки двигателя:

 

N _Р = k _З ×· M _ДВ ·× ω / 1000,

 

где k _З = 1,15…1,20 – коэффициент запаса мощности, который не должен превышать λ_доп – коэффициент допустимой перегрузки электродвигателя; M _ДВ = M _СТ + M _ДИН – суммарный крутящий момент на валу электродвигателя. Электродвигатель кратковременного режима выбирается по каталогу из условия:

 

N _НОМ ≥ N_P.

 

Расчёт мощности электродвигателя при работе в повторно-кратковременном режиме ведут из условий допустимого нагрева обмоток. На линейных участках механических характеристик электродвигателей момент пропорционален току. Поэтому метод эквивалентного тока может быть заменен методом эквивалентного момента:

 

,

 

где  ‑ фактическая продолжительность работы электродвигателя; t _{п i} – время пуска (разгона); t_yi – время установившегося движения; t_Ti ‑ время торможения; M_i ², t_i – выражения для характерных участков:

‑ прямоугольных:

 

M_i ² t_i = M ² t,

‑ треугольных:

M_i ² t_i = M ² t.

C учетом ухудшения условий охлаждения при разгоне и торможении в формулу эквивалентного момента, при определении продолжительность работы вводят коэффициент  учитывающий ухудшение условий охлаждения электродвигателя при пуске и торможении:  = 0,75 – для машин постоянного тока с самовентиляцией;  = 0,5 – для трехфазных асинхронных машин:

 

.

 

Для построения нагрузочной диаграммы необходимо знать статические  и динамические  нагрузки, возникающие в период неустановившегося режима движения:

‑ при пуске

 

,

 

где  — приведенный к валу электродвигателя момент инерции всех движущихся частей механизма;  — угловая скорость электродвигателя;  — продолжительность пуска;

‑ при торможении

 

,

где  — приведенный к валу электродвигателя момент инерции всех движущихся частей механизма (это значение несколько отличается от приведенного момента при пуске вследствие учёта к. п. д. механизма);  — продолжительность торможения.

По значению эквивалентного момента M _Э определяют расчетную мощность N_P при фактическом значении ПВ_Ф

^.

 

Фактическая продолжительность включения:

 

 ,

 

где  ‑ время остановок электродвигателя.

Мощность электродвигателя, приведенная к стандартной продолжительности включения определяется по формуле:

 

,

 

N _НОМ N_P ^СТ

 

В зависимости от значения N _НОМ выбирают электродвигатель по каталогу в соответствии с принятым значением ПВ_СТ (15, 25, 40 или 60%). Выбранный электродвигатель проверяют на перегрузку по максимальному моменту.

 

Проверку электродвигателя на перегрузку проводят по максимальному моменту M_MAX нагрузочной диаграммы. Проверка по коэффициенту перегрузки:

 

 ,

 

где M _НОМ – номинальный момент выбранного электродвигателя; _ДОП ‑ допускаемый коэффициент перегрузки по каталогу.

Для электродвигателей, работающих в пусковых режимах, принимают среднее допустимое значение _ДОП: асинхронные – 1,5…1,6; постоянного тока – 1,7…2,0. Максимальный момент перегрузки для электродвигателей: асинхронных – 2,5…3; для электродвигателей постоянного тока от 3 до 5,5.

Проверка на перегрузку электродвигателя по максимальным моментам:

‑ для электродвигателей переменного тока

M_MAX M_{MAX .ДВ.},

где M_{MAX .ДВ .} ‑ максимальный момент выбранного электродвигателя переменного тока по каталогу;

‑ для электродвигателей постоянного тока:

 

M_MAX M _ДОП.ДВ.

 

где M _ДОП.ДВ. – допускаемый момент выбранного электродвигателя постоянного тока по каталогу.

При установке в приводе механизма двух электродвигателей нагрузка между ними, как правило, распределяется неравномерно из-за различий в характеристиках. Поэтому принимают мощность каждого электродвигателя из двух равной 0,6…0,75 общей мощности. Такой привод может работать в аварийных случаях на одном электродвигателе с пониженной скоростью или более низкой нагрузкой. При расчете мощности привода необходимо учитывать возможность падения напряжения на 10…20%.