ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.10.2024
Просмотров: 146
Скачиваний: 0
работы двигателя ЭП превышает 90 мин и двигатель полностью использован по нагреву, достигнув установившейся
температуры, значение коэффициента |
|
= 1. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
Если режим работы электродвигателя отличается от длительного S1, то с |
|||||||||||||||||||
учетом возможных технологических пауз в работе его коэффициент |
||||||||||||||||||||
механической (токовой) перегрузки |
|
|
|
|
рассчитывают через коэффициент |
|||||||||||||||
тепловой перегрузки , который представляет собой отношение |
||||||||||||||||||||
повышенных кратковременных потерь мощности |
в двигателе к его |
|||||||||||||||||||
номинальным |
|
, т.е. |
|
|
= |
|
/ |
|
|
|
|
. На основании (7.12) |
коэффициент |
|||||||
тепловой перегрузки двигателя можно выразить в виде: |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I кр |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Р Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Ркр |
|
|
с |
|
эл.н |
|
I |
|
|
|
р 2 |
|
|
|
||
|
рТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
1 |
. |
|
(7.30) |
|||
|
|
Рн |
Рс |
Рэл.м |
|
|
1 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Из (7.30) получаем взаимосвязь между коэффициентами |
|
|||||||||||||||||||
механической (токовой) и тепловой перегрузок: |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
рМ р1 |
|
|
рТ ( 1) , |
|
|
|
|
|
(7.31) |
||||||||||
где |
/ |
|
- |
|
отношение постоянных потерь мощности в двигателе |
|||||||||||||||
к |
номинальным |
|
|
переменным |
|
(электрическим |
потерям), |
|||||||||||||
С учетом занижения неустановившихся расчетных температур двигателя по общей теории нагрева из-за принятых допущений целесообразно для компенсации возникающей погрешности считать, что все потери мощности в
электродвигателе переменные. То есть |
= 0 и |
= 0. Тогда выражение |
||
(7.31) можно привести к более |
|
|
||
простому виду: |
|
|
||
|
|
|
|
|
рм р1 рТ . |
(7.32) |
|
||
Если в общем случае периоды нагрузки электродвигателя чередуются с его
периодическими отключениями, то при правильно выбранной мощности двигателя его превышение температуры должно изменяться от некоторого
начального значения |
до нормированного |
для соответствующего |
класса нагревостойкости изоляции. Исходя из |
этого и используя формулы |
|
(7.10) и (7.21) с учетом соотношения (7.23), можно записать:
|
|
( |
|
) ( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
(7.33) |
|
|
||||
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
Учитывая, что |
/ |
= |
= |
|
/ |
|
из выражений (7.33) |
||||
получим формулу расчета коэффициента тепловой |
|
|
|
||||||||
перегрузки в общем виде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.34) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где е - основание натуральных |
логарифмов, |
e = |
2,718; |
, |
- |
||||||
продолжительности соответственно работы и отключенного состояния
электродвигателя или работы на холостом ходу для режима S6, мин; |
= |
||
0,5 |
- |
коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи |
|
самовентилируемых двигателей закрытого обдуваемого исполнения в
отключенном состоянии (при работе на холостом ходу в режиме S6 |
= 1); |
|
- постоянная времени нагрева электродвигателя, мин. Для большинства |
||
электродвигателей постоянная времени нагрева |
= 15...25 мин и при |
|
предварительном расчете мощности двигателя по допустимому нагреву её
можно принять на уровне = 20 мин. После выбора электродвигателя
среднее значение постоянной времени нагрева (мин) может быть уточнено по формуле (7.18).
Переход от коэффициента |
тепловой перегрузки |
к коэффициентам |
токовой и механической |
перегрузок ведут по формулам (7.31), |
|
(7.32), а определение необходимой мощности электродвигателя по соотношению (7.28) с предварительным расчетом эквивалентной мощности нагрузки по (7.29).
Для кратковременного режима работы S2, когда в течение
технологических пауз в работе электродвигатель полностью охлаждается до
температуры окружающей среды, то есть t |
, то по формуле (7.34) |
получим более простое соотношение: |
|
|
|
. |
(7.35) |
|
|||
В длительном режиме работы S1 |
и согласно (7.34 ) |
||
= 1, т.е. электродвигатель не допускает тепловой перегрузки.
Окончательно правильность расчета по методу эквивалентных величин
уточняют по методу средних потерь. Для правильно выбранного по допустимому нагреву электродвигателя должно выполняться условие:
|
|
Рн |
Рср / рТ , |
(7.36) |
где |
- средние потери мощности в двигателе при работе, Вт; |
|||
|
i n |
i n |
|
|
Pcp |
Piti |
/ ti , |
(7.37) |
|
|
i 1 |
i 1 |
|
|
где , - потери мощности и продолжительность нагрузки двигателя
на i-м участке нагрузочной диаграммы.
Потери мощности на участках нагрузочной диаграммы, преобразованной
к виду Р = f(t), равны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Pi |
Pi (1 i ) / i , |
|
(7.38) |
|
|
|||||||||
где |
- частичный КПД электродвигателя при |
нагрузке на валу, |
||||||||||||||||
определяют по рабочей характеристике двигателя |
= f( |
/ |
) или при |
|||||||||||||||
отсутствии таковой рассчитывают по формуле |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
н |
|
|
/ х |
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1/ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
(7.39) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
i |
|
|
|
н |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
отношение постоянных потерь мощности в двигателе к его |
|||||||||||||||||
номинальным переменным потерям (коэффициент потерь), |
|
|||||||||||||||||
|
/ |
|
: для электродвигателей общего назначения |
0,5...0,7, для |
||||||||||||||
крановых 0,6..1,0; |
х - степень загрузки двигателя, х = |
/ . |
||||||||||||||||
Постоянные потери мощности |
|
, которые выделяются в двигателе при |
||||||||||||||||
работе на холостом ходу ( |
|
= 0, |
|
= 0) и которые необходимо учитывать, |
||||||||||||||
например в режиме S6 при расчете средних потерь по (7.37), |
рассчитывают |
|||||||||||||||||
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рс Рн /( 1) . |
|
|
|
|
|
(7.40) |
|
|
|||||||||
Для повышения точности теплового расчета мощности АД общего применения продолжительного режима S1 для использования в кратковременном S2 или повторно-кратковременном S3 режимах работы целесообразно воспользоваться номограммой рис.7.11, рассчитанной с учетом непостоянства тепловых параметров АД [23]. При этом установившееся значение , рассчитывают по среднему значению определяемому по формуле (7.18): = 4/З
Порядок пользования номограммой для определения коэффициентов перегрузок показан пунктирными линиями. Необходимую мощность двигателя ЭП рассчитывают на основании обобщенной расчетной формулы
(7.28) с использованием эквивалентной (средней квадратической) мощности,
определенной по нагрузочной диаграмме двигателя.
Рис.7.11.Номограмма для определения коэффициентов перегрузки асинхронных двигателя режима S1 при работе в режимах S2 и S3.
При использовании специальных электродвигателей, когда в режим работы S2 ставится двигатель режима S2, в режим S3 двигатель режима S3, а
в режим S6 - двигатель режима S6, номинальную мощность двигателя ведется по формулам соответственно:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pн Px t раб.х / t раб.н , |
Pн Px ПВх / ПВнорм , |
Рн Рх ПНх / ПНнорм . (7.41) |
||||||
где - эквивалентная мощность на валу двигателя за период нагрузки;
,- длительность рабочего периода по нагрузочной диаграмме;
длительность рабочего
периода стандартная (нормированная).
В случае использования электродвигателя длительного режима нагрузки
S1 в повторно-кратковременном режиме S3 его можно трактовать как |
|
электродвигатель режима нагрузки S3 со стандартным значением |
= |
100 %. При этом необходимо учитывать ухудшение теплоотдачи двигателя в отключенном состоянии и при перерасчете по формуле (7.41) пользоваться так называемой приведенной продолжительностью включения с
использованием значения коэффициента |
: |
|||||||
|
|
|
t раб |
|
|
(7.42 ) |
||
ПВх |
t раб |
0t |
|
. |
||||
|
|
|
откл |
|
||||
Тогда на основании (7.41) получим: |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рн Рх |
|
|
|
/100. |
|
|
(7.43 ) |
|
|
ПВх |
|
|
|||||
Метод эквивалентного тока основан на замене действительно изменяющегося тока в электродвигателе таким эквивалентным током,
который вызывал бы те же потери, что и действительный ток. Используя криволинейную токовую нагрузочную диаграмму I=f(t), приведенную на рис.
7.10, разбивают ее на прямолинейные участки и находят эквивалентный ток на каждом участке. для трех прямоугольных участков эквивалентный ток определяют по формуле
|
э |
|
I 2t |
2 |
I 2t |
3 |
I 2t |
4 |
|
|
(7.44) |
|||
I |
1 |
|
2 |
|
3 |
, |
||||||||
|
t2 t3 |
t4 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
для |
участков, |
|
имеющих |
вид треугольника (первый участок), |
||||||||||
|
|
|
|
|
I1 / |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
I ý1 |
3, I |
(7.45) |
||||||||