Предварительный выбор двигателей по мощности
Для правильного выбора двигателя необходимо иметь его нагрузочную диаграмму. Но в начальной стадии проектирования электропривода проектировщику известна лишь нагрузочная диаграмма рабочей машины и ее тахограмма. Для расчета и построения нагрузочной диаграммы двигателя необходимо сделать расчет его переходных процессов, что требует знания суммарного приведенного момента инерции всей системы привод – рабочая машина.
Момент инерции системы в основном определяется моментом инерции самого двигателя. Поэтому, пока двигатель не известен, нельзя приступить к расчету переходных процессов, следовательно, нельзя построить и нагрузочную диаграмму электропривода. В связи с этим приходится выбирать двигатель, предварительно исходя из нагрузочной диаграммы рабочей машины.
Двигателю в процессе работы приходится преодолевать в переходных режимах не только статическую, но и динамическую нагрузку, т.к. статическая нагрузка при работе рабочей машины не остается постоянной. Поэтому среднеквадратичное значение момента двигателя получается больше, чем среднее значение статического момента сопротивления, и при предварительном выборе его номинальный момент принимается большим, чем среднее значение Мс. Обычно рекомендуется принимать 
, где
, где 
длительность цикла.
Могут быть использованы и такие формулы для ориентированного определения МН двигателя.
|
|
|
или 
, где Мс.кв – среднеквадратичное значение статического момента сопротивления, определяемое по нагрузочной диаграмме рабочей машины.
По найденному ориентированному значению МН и основной скорости, которая должна быть задана, определяется требуемая номинальная мощность двигателя 
по каталогу выбирается двигатель и рассчитывается момент инерции системы
.
Далее проводится расчет переходных процессов и строится нагрузочная диаграмма электропривода M=f(t) или I=f(t).
Затем делается проверка выбранного двигателя по перегрузочной способности
, где
М¢с.макс - приведенный максимальный статический момент сопротивления;
lМ – каталожная перегрузочная способность двигателя.
После всего этого делается проверка двигателя по нагреву (определяется Мдоп или Рдоп).
Проверка допустимой нагрузки двигателя по методу средних потерь
Сущность этого метода заключается в определении средних потерь ∆Pср в двигателе при заданном графике нагрузки и сравнении их с номинальными потерями предварительно выбранного двигателя. При этом предполагается, что при равенстве ∆Pср=∆Pн двигатель будет работать с допустимой для него температурой, т.к.
.
|
|
|
Рассмотрим процесс нагрева двигателя, работающего по некоторому циклическому графику (рис. 6.7.1). Этот график и подобные ему соответствует перемежающемуся режиму S6. По истечение большого числа циклов двигатель достигнет установившегося теплового состояния. При этом температура нагрева изоляции будет одинаковой как в начале, так и в конце цикла, а в промежутке будет изменяться по установившемуся экспоненциальному закону.
При небольшой длительности цикла по сравнению с ТН отклонение температуры за tц от начального и конечного значений будет невелико. Это дает основание максимальным значением температуры перегрева считать ее значение в начале и в конце цикла. Температура перегрева в конце последнего участка цикла может быть получена на основе записи ряда последовательных значений температур перегрева в конце отдельных участков цикла работы:
Если в этой системе исключить значения температур перегрева в конце каждого промежуточного участка при i<n, то температура перегрева в конце последнего участка цикла будет
Принимая во внимание равенство температур перегрева в начале и конце цикла 
, можно записать
Выразив tn через средние потери 
, получим
|
|
|
Это выражение говорит, что процесс нагрева двигателя при меняющейся нагрузке, можно заменить некоторым режимом с постоянной нагрузкой, создающим тот же нагрев. Для определения ∆Pср, соответствующих длительному режиму с постоянной нагрузкой, разложим все экспоненциальные функции в ряд Маклорена ( 
). Пренебрегая всеми членами ряда кроме первых двух, получим
.
Предполагая, что двигатель работает с постоянной скоростью, следовательно, неизменными А и ТН, получим
.
Критерием правильности выбора является ∆Pср£∆Pн.
В случае существенного расхождения в величинах ∆Pср и ∆Pн, необходимо выбрать двигатель больший по мощности и выполнить все расчеты заново.
Условие ∆Pср£∆Pн справедливо лишь в случае, когда двигатель должен работать при температуре окружающей среды +40°С. Если она отличается от +40°С, условие правильности выбранного двигателя будет таким:
.
Выражение для ∆Pср справедливо для проверки правильности выбора двигателей, имеющих независимую вентиляцию и с самовентиляцией, работающих с постоянной скоростью. Для двигателей с самовентиляцией и охлаждаемых естественным путем, работающих с переменной скоростью, в выражение для ∆Pср необходимо внести поправки, учитывающие ухудшение условий охлаждения при изменении скорости и во время пауз. Внесение поправок удобно рассмотреть на примере работы двигателя по трехпериодной тахограмме (рис. 6.7.2).
|
|
|
При работе с установившейся скоростью количество тепла, отдаваемого в окружающую среду 
. Во время паузы 
где 
- коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения во время паузы. Во время переходных процессов (пуск, торможение, изменение скорости) теплоотдача в окружающую среду принимается равной
, где 
Для ДПТ a=0,75; для АД a=0,5.
Выражение для определения средних потерь (применительно к трехпериодной тахограмме) принимает вид:
.
Метод средних потерь хотя и является одним из наиболее точных, основанных на учете среднего нагрева двигателя, не учитывает, однако, максимальную температуру при переменном графике нагрузки и не дает возможности выбрать двигатель по нагрузочной диаграмме, т.к. для определения потерь необходимо знать параметры двигателя. Кроме того, этот метод не всегда удобен вследствие трудности расчета потерь мощности. Поэтому на практике чаще применяются другие методы, хоть и менее точные.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 380; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!