Электродвигатели изготовляют на определенную допустимую нагрузку в заранее задаваемом режиме работы. Этот режим называется номинальным и определяется характером прилагаемой нагрузки Рквт и временем с, в течение которого электродвигатель может работать, не нагреваясь выше установленной для него расчетной температуры. Можно выделить следующие четыре основных режима:
продолжительный с неизменной нагрузкой Рп (рис. 11,а), например у насосов, компрессоров, вентиляторов; в этом режиме двигатель может работать с нормальной для него нагрузкой неограниченно длительное время t, не нагреваясь выше допустимой для него температуры;
кратковременный с нагрузкой Рк (рис. 11,б), когда рабочий период tp недостаточен для нагрева двигателя до температуры, соответствующей его номинальной мощности, а периоды остановки вполне достаточны для охлаждения двигателя до температуры окружающей среды; в таком режиме работают электродвигатели задвижек, тельферов, грузоподъемных кранов;
Рис. 11. Графики режимов работы электродвигателей
повторно-кратковременный с нагрузкой Рп.к. (рис. 11,в,г), в котором электродвигатель работает периодически, чередуя время работы tp временами пауз tn (простоя или холостого хода); при этом двигатель за время работы не успевает нагреться до температуры, соответствующей его номинальной нагрузке, а за время паузы не успевает остыть до температуры окружающей среды, т. е. вступает в следующий цикл tц нагрузки уже нагретым; повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ), которая определяется из выражения
(36)
заводы выпускают электродвигатели для повторнократковременного режима работы с относительной ПВ 15, 25, 40 и 60% при продолжительности цикла tц= tр+tп не более 10 мин; электродвигатели эти применяют для привода кранов, сварочных агрегатов и других механизмов с повторно-кратковременным режимом работы;
продолжительный с переменной нагрузкой Рп.п (рис. 11,д)—у электродвигателей фрикционных молотов в механических мастерских, подъемных лебедок, транспортеров; при работе в этом режиме температура двигателя, достигнув после пуска некоторого определенного предела, начинает колебаться около него в зависимости от нагрузки.
Мощность Р, требующаяся для привода того или иного механизма, определяется по формулам, имеющимся в справочниках (см. также гл. 6). По вычисленной мощности в каталоге выбирают необходимый электродвигатель. Однако при этом необходимо иметь в виду, что мощность, указываемая в каталогах, соответствует определенному режиму его работы (продолжительному, кратковременному и др.). Для режима неизменной продолжительной нагрузки (см. рис. 11,а) номинальная мощность электродвигателя Рном, выбранного по каталогу, должна быть равной или несколько больше требующейся мощности, т. е. Рном≥Р. Для работы в режиме кратковременной нагрузки следует выбирать электродвигатели, специально предназначенные для работы в таком режиме (например, серий АСВ и ВАОРА-3 для электрифицированных задвижек). Если же принимается электродвигатель общего исполнения, то для режима кратковременной работы (см. рис. 11,б) его мощность может быть принята несколько меньшей, чем при работе в длительном режиме с той же нагрузкой, так как иначе его тепловые свойства не будут
использованы. Для работы в режиме повторно-кратковременной нагрузки используют специальные двигатели. При выборе двигателя по каталогу необходимо знать предполагаемые нагрузку P1 и продолжительность включения ΠΒ1. Если продолжительность включения ПВ2 выбранного двигателя не совпадает с требуемой, то необходимая мощность двигателя Р2, соответствующая продолжительности включения ПВ2, определится по формуле
(37)
Пример. Определить какой мощности Р2 надо установить на задвижке электродвигатель с ПВ2= 15%, если его действительная загрузка Р1 = 13 кВт, а продолжительность включения ΠΒ1= 10%.
Подставляем в формулу (37) имеющиеся данные
Мощность электродвигателя для работы в режиме продолжительной переменной нагрузки определяют по эквивалентной мощности, току или моменту. Для этого ступенчатый график переменной нагрузки заменяют прямолинейным графиком эквивалентной неизменной нагрузки, при которой нагрев двигателя за то же время будет таким же, как и при заданной переменной нагрузке (см. рис. 11,5). Эквивалентную мощность определяют по формуле
(38)
Формулы эквивалентного тока и момента идентичны формуле эквивалентной мощности.
Пример. Определить мощность электродвигателя для работы по графику рис. 11,5.
Подставляем в формулу (38) значения мощности и периодов работы из графика рис. 11,5
Выбираем по каталогу ближайший по мощности электродвигатель.
