Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Вибір двигунів за потужністю для короткочасного режиму роботи





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Основною ознакою короткочасного режиму роботи є те, що перевищення температури двигуна в кінці робочого періоду tк не досягає усталеного значення (рисунок 1.9). Тому, якщо прийняти ЕД тривалого режиму і завантажити до номінальної потужності (Pк = Pном), то перевищення його температури за час tк досягне значення τ1 < τдоп (крива 1 на рисунку 1.9). Тобто, двигун не буде повністю використаний за нагрівостійкістю.

Тому очевидно, що для роботи в режимі S2 двигун режиму S1 слід вибирати з перевантаженням, щоб Pк > Pном. У такому випадку усталене перевищення температури τу2 буде більшим за допустиме. Але до кінця робочого періоду tк поточне перевищення температури досягне гранично допустимого значення τ = τдоп (крива 2 на рисунку 1.9). Таким чином, двигун може бути повністю використаний за нагрівостійкістю. Перевантаження може бути значним при малих значеннях tк.

Промисловість виготовляє спеціальні двигуни для короткочасного режиму. Основними параметрами, що їх характеризують, є номінальна потужність Pном і тривалість короткочасної роботи tк.

Стандартом передбачено тривалості короткочасної роботи 10, 30, 60 і 90 хв. Але умови виробництва вимагають ширшої номенклатури, тому налагоджено випуск двигунів з іншими тривалостями роботи, наприклад, 1; 2,5; 5; 8; 13; 18,5 хв.

Рисунок 1.9 – Графік роботи двигуна в короткочасному режимі: 1 – крива нагрівання двигуна, вибраного за номінальною потужністю; 2 – крива нагрівання двигуна, вибраного з перевантаженням

Спеціальні двигуни, призначені для короткочасного режиму роботи, мають ряд особливостей. У них збільшена перевантажувальна здатність, змінене співвідношення втрат у міді і сталі. Двигуни з малою тривалістю короткочасної роботи не мають спеціального вентилятора для охолодження, завдяки чому зменшуються механічні втрати і знижується вартість двигунів.

Потужність спеціальних двигунів для короткочасного режиму роботи вибирається за умовами:

 

(1.72)

 

де Pном – номінальна потужність двигуна в короткочасному режимі роботи;

Pк – потужність навантаження, визначена за навантажувальною діаграмою;

tк.кат – каталожне значення тривалості роботи двигуна;

tк – фактична тривалість короткочасної роботи за навантажувальною діаграмою.

При роботі двигуна із змінним навантаженням потужність навантаження Pк визначається методами середніх втрат або еквівалентних величин.

Навантажувальна діаграма може бути задана і залежностями М = f (t)або I = f (t). У таких випадках умову (1.72) перевіряють залежностями:

 

Мном ≥ Мк, (1.73, а)

або

Iном ≥ Iк, (1.73.,б)

 

де Мном, Iном – відповідно номінальний момент і номінальний струм двигуна;

Мк, Iк – відповідно момент і струм за навантажувальною діаграмою.

Якщо час роботи tк не збігається з каталожним значенням tк.кат, навантаження Pк, при якому двигун буде повністю використаний за нагрівостійкістю, може бути знайдене при таких розрахунках.

Перевищення температури двигуна, що працює з номінальним навантаженням нормований період часу tк.кат, дорівнює:

 

, (1.74)

 

де ΔPном – номінальні втрати в двигуні;

А – тепловіддача двигуна;

Тн – стала часу нагрівання.

За час фактичної роботи tк двигун досягне допустимого перевищення температури, розвиваючи потужність Pк, відмінну від номінальної. При цьому:

 

. (1.75)

 

Прирівнявши (1.74) і (1.75), одержимо:

 

,

звідси:

. (1.76)

 

Втрати потужності у двигуні поділяються на постійні К і змінні ΔPv. Оскільки змінні втрати пропорційні квадратові потужності навантаження двигуна, то можна записати:

 

, (1.77)

 

де ΔPvном – змінні втрати при номінальному навантаженні двигуна;

– відношення постійних втрат до номінальних змінних.

Підставимо значення (1.77) в (1.76):

 

,

 

звідки потужність Pк визначиться:

 

, (1.78)

 

При практичних розрахунках визначення потужності Pк за формулою (1.78) ускладнюється відсутністю точних значень а і Тн. Тому з достатньою для практики точністю перерахунок потужності на іншу тривалість роботи можна проводити за спрощеною формулою, в основу якої покладено рівність еквівалентної потужності при різних тривалостях роботи:

 

. (1.79)

 

Якщо навантажувальна діаграма задана моментом або струмом, то відповідно:

; (1.80, а)

 

. (1.80, б)

 

Після вибору за потужністю двигун при потребі перевіряють за умовами пуску і на перевантажувальну здатність.

Якщо спеціальних двигунів для короткочасного режиму роботи немає, можна використати двигуни, призначені для тривалого режиму. При цьому розрахунок потужності проводиться з умов допустимого нагрівання і механічного перевантаження.

Для кількісної оцінки допустимого перевантаження використовуються коефіцієнти термічного рt і механічного рм перевантаження.

Коефіцієнт термічного перевантаження являє собою відношення втрат потужності при короткочасному режимі до втрат потужності при тривалому (номінальному) режимі:

. (1.81)

 

Для виведення залежності коефіцієнта термічного перевантаження скористаємося рівняннями кривих нагрівання двигуна (рисунок 1.9). Рівняння кривої 1 нагрівання при номінальному навантаженні:

 

. (1.82)

 

Крива 2 характеризує нагрівання двигуна, що працює з перевантаженням

(Pк > Pном) і описується рівнянням:

 

. (1.83)

 

Для повного використання за нагрівостійкістю треба, щоб за час короткочасної роботи tк перевищення його температури досягло гранично допустимого значення τу1, тобто:

. (1.84)

 

Згідно з виразом (1.12) усталене перевищення температури при номінальному завантаженні двигуна:

 

, (1.85)

 

а при короткочасному навантаженні:

 

. (1.86)

 

Тоді з врахуванням (1.84), (1.85) і (1.86) рівняння (1.81) запишеться:

 

. (1.87)

 

Прийнявши допущення, що зі зміною навантаження швидкість обертання двигуна залишається постійною, коефіцієнт механічного перевантаження можна виразити як відношення потужності короткочасного режиму до номінальної потужності двигуна:

 

. (1.88)

 

Скориставшись рівнянням (1.77), яке запишемо як

 

,

одержимо:

 

.

 

Підставивши значення рt з формули (1.87), остаточно запишемо:

 

. (1.89)

 

Оскільки при роботі двигуна з перевантаженням змінні втрати значно перевищують постійні, то з достатньою для практики точністю постійними втратами можна знехтувати. Тоді коефіцієнт механічного перевантаження визначиться за формулою:

. (1.90)

 

Розрахунки за формулами (1.87) і (1.89) показують, що значення коефіцієнта механічного перевантаження менші, ніж термічного, особливо при малих тривалостях роботи (рисунок 1.10). Тому при перевірці потужності двигуна, призначеного для роботи в тривалому режимі, умовам роботи в короткочасному режимі частіше користуються коефіцієнтом рм. Максимальна потужність, яку може розвивати двигун, працюючи короткочасно, визначається за виразом:

 

Pк.макс = PмPном. (1.91)

 

З графіків (рисунок 1.10) видно, що при відношенні tk/Tн близько 0,35 коефіцієнт механічного перевантаження дорівнює приблизно 2,5. Це відповідає перевантажувальній здатності двигунів постійного струму і дещо нижче перевантажувальної здатності деяких асинхронних двигунів при номінальній напрузі живлення. Тому двигуни режиму S1, вибрані для роботи в режимі S2, необхідно перевірити на перевантажувальну здатність. При малих значеннях tk/Tн потужність краще вибирати за максимальним моментом.

Рисунок 1.10 – Залежність коефіцієнта термічного (рt) і механічного (рм) перевантаження ЕД при короткочасному режимі роботи (α = 1) від відносної тривалості робочого періоду

Потужність двигунів, розрахованих на тривалий режим, для короткочасної роботи, визначають у такій послідовності.

За навантажувальною діаграмою робочої машини Мс = f (t)або Pс = f (t) попередньо вибирають двигун за умовою:

 

Мдв.макс ≥ Мс.макс (1.92, а)

або

Pдв.макс ≥ Pс.макс, (1.92, б)

 

де Мдв.макс і Pдв.макс – відповідно максимальні допустимі значення моменту і потужності двигуна;

Мс.макс і Pс.макс – відповідно зведений максимальний момент і максимальна потужність статичного навантаження робочої машини згідно з навантажувальною діаграмою.

Двигун попередньо можна вибрати також за аналогією з іншими подібними машинами.

Користуючись каталожними даними вибраного двигуна навантажувальною діаграмою робочої машини і зведеним до вала двигуна моментом інерції системи електродвигун – робоча машина, розраховують перехідні процеси у приводі та будують навантажувальну діаграму двигуна М = f (t)та I = f (t).

Оскільки короткочасний режим роботи включає в себе і час пуску, то навантажувальна діаграма P = f(t) не буде характеризувати нагрівання двигуна з достатньою точністю.

Навантажувальну діаграму двигуна можна також одержати експериментально. Для цього попередньо вибраний двигун встановлюють на робочу машину і при номінальному її завантаженні самописними приладами записують залежність I = f(t) або М = f(t).

За одержаною навантажувальною діаграмою двигуна визначають еквівалентні значення струму Ie або моменту Мe .

За рівнянням (1.89) або спрощеним рівнянням (1.90) визначають коефіцієнт механічного перевантаження рм.

Перевіряють відповідність попередньо вибраного двигуна фактичним умовам роботи на машині:

 

. (1.93, а)

або

. (1.93, б)

 

При невиконанні умов (1.93, а) або (1.93, б) вибирають двигун іншої потужності і повторюють його перевірку.

Вибраний двигун при необхідності також перевіряють за умовами пуску.

 

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.