Длительный режим работы. Если электродвигатель должен работать длительно с постоянной или мало изменяющейся нагрузкой (например, приводы насосов, вентиляторов, конвейеров и др.), то определение его мощности производится расчетным путем по эмпирическим формулам с учетом поправочных коэффициентов. Например, расчетная мощность электродвигателя (мощность на валу) для привода насоса может быть определена на формуле
(5-5)
где Q — производительность насоса, м3/сек·,
Н — полная высота напора, м;
γ — плотность жидкости,
ηн — к. п. д. насоса;
ηп — к. п. д. передачи.
Расчетная мощность электродвигателя Рр должна быть равна или несколько меньше номинальной мощности Р, принятой по каталогу, т. е. Р < Р.
При выборе по каталогу типа электродвигателя следует руководствоваться приведенными выше соображениями в отношении условий окружающей среды, способа сопряжения электродвигателя с рабочей машиной, рода тока, напряжения, скорости вращения. К электроприводу предъявляется ряд других требований, например повышение пусковых моментов, скольжения.
Выбор электродвигателя, работающего в длительном режиме с переменной нагрузкой, производится на основании нагрузочного графика, представляющего зависимость тока, момента, мощности от времени I, М, P=f(t). Примерный вид нагрузочного графика I=f(t) приведен на рис. 5-3. Здесь криволинейная форма графика с целью упрощения расчетов заменена ступенчатой с постоянной нагрузкой на каждом участке времени.
Чтобы определить мощность электродвигателя, работающего в длительном режиме с переменной нагрузкой, необходимо предварительно найти такой продолжительный режим постоянной по величине нагрузки, который был бы эквивалентен заданному режиму переменной нагрузки в отношении нагрева электродвигателя.
(5-6)
Рис. 5-3. Замена криволинейного графика нагрузки отрезками прямой.
Продолжительный режим с постоянной нагрузкой эквивалентен режиму с переменной нагрузкой, если в том и другом случаях за одно и то же время цикла выделится одно и то же количество тепла, т. е. если где Q3 — количество тепла, выделяемое в секунду при работе электродвигателя с постоянной нагрузкой;
Q1, Q2, Q3 — количества тепла, выделяемые в секунду при работе электродвигателя с нагрузками I1, I2, I3.
Количество тепла, выделяемое в секунду, пропорционально потерям в электродвигателе за то же время.
Кратковременный режим работы.
Мощность электродвигателя, работающего в режиме кратковременной нагрузки, определяется аналогичными методами, приведенными для длительного режима при переменной нагрузке. Выбор электродвигателя следует производить по специальным каталогам. Использование для кратковременной работы электродвигателей нормальных серий, предназначенных для продолжительного режима работы, нецелесообразно, так как в большинстве случаев при кратковременной нагрузке электродвигатели не могут быть использованы полностью по нагреву.
Повторно-кратковременный режим работы.
Мощность электродвигателя, работающего в режиме повторно-кратковременной нагрузки, может быть определена по методу эквивалентных величин — тока или момента. Метод эквивалентной мощности здесь неприемлем, так как в режиме повторно-кратковременной нагрузки в течение всего времени цикла не соблюдается пропорциональность между током электродвигателя и его мощностью.
Для подъемно-транспортных механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме, следует применять специальные крановые электродвигатели, предназначенные для тяжелых условий работы — частых пусков, торможения, значительных колебаний нагрузки, превышающих номинальную мощность. Электродвигатели имеют увеличенные пусковой и максимальный моменты. Они характеризуются относительной продолжительностью включения ПВ = 15, 25, 40 и 60% при общей продолжительности цикла работы 10 мин. Один и тот же тип электродвигателя при разных ПВ имеет разные номинальные мощности. Чем больше ПВ, тем меньше его номинальная мощность.
Вопросы для самопроверки
- По каким условиям следует выбирать электродвигатель?
- Как определяется постоянная времени нагревания?
- От каких факторов зависит длительность процессов нагревания и охлаждения электродвигателя?
- Как выбирается электродвигатель при длительном режиме работы с мало изменяющейся нагрузкой?
- Какой из методов эквивалентных величии удобнее при расчетах? Какой из методов более точен?
- Что такое ПВ? Как понимать щитковые (паспортные) данные кранового электродвигателя: Рн=23 кВт, ПВ=25%?
- Почему номинальная мощность электродвигателя является относительной величиной?
- Для чего требуется проверка электродвигателя по перегрузочной способности, по пусковым условиям? Поясните сущность проверки.
