Основы электропривода, автоматизированный электропривод, теория электропривода 310 стр. (Укр)

Подождите немного. Документ загружается.

Рисунок 6.3 – Графіки тривалого режиму роботи.

Дотримання установлених норм нагрівання забезпечує

нормативний термін служби ЕД (

20

років) й навпаки,

перевищення допустимої температури призводить до

руйнування ізоляції й скороченню терміну служби. Так

перевищення допустимої температури (навіть короткочасне) ЕД

класу ізоляції А на 58С скорочує термін служби ЕД удвічі.

Незалежно від технологічного процесу ЕД завжди нагрітий до

температури навколишнього середовища



, величина якої

різна для різний кліматичних зон земної кулі. При розрахунках,

пов’язаних з вибором ЕД, враховується максимальне значення її

для відповідної кліматичної зони. Для України ця кліматична

зона є зоною з помірно холодним кліматом, для якої



35



251

6.1.2 Короткочасний номінальний режим (S2)

Це режим роботи електричної машини при якому за

робочий період при незмінному навантаженні машина не встигає

нагрітися до усталеної температури



нагрівання, а пауза між

вимкненим й увімкненим станом настільки тривала, що за цю

паузу машина встигне охолонути до температури

навколишнього середовища



, дивись рисунок 6.4.

Рисунок 6.4 – Графіки короткочасного режиму роботи.

Для короткочасного номінального режиму роботи

рекомендуються такі тривалості робочого періода

(тривалості вмикання):

;15

;30

;60

)(хвилин

252

Відповідно номінальні дані ЕД мають свідчення про

потужність, частоту обертання, напругу, струм при певній

тривалості вмикання.

6.1.3 Повторно-короткочасний номінальний режим

(S3)

Тут короткочасні періоди незмінного номінального

навантаження (робочі періоди) чергуються з періодами

відмикання машини (паузами), причому ні на одному з робочих

періодів

температура нагрівання ЕД не досягає усталеної

температури нагрівання



, а при будь-якій паузі

двигун не

встигає охолонути до температури навколишнього середовища



, дивись рисунок 6.5.

Повторно-короткочасний номінальний режим роботи

характеризується відносною тривалістю вмикання

%100%100







де

ТВ

- тривалість вмикання;

ttt

ву



- час циклу;

- час увімкнутого стану (роботи);

- час паузи.

Значення ТВ нормується:

ТВ =15; 25; 40; 60 (%), або



0,15; 0,25; 0,40 і 0,60.

Для режиму S3 номінальні дані відповідають тільки

певному значенню ТВ й відносяться до робочого періоду. При

цьому вводиться обмеження на допустиму тривалість циклу

10

хвилин

253

Рисунок 6.5 – Графіки повторно-короткочасного режиму

роботи.

Режими S1-S3 є зараз основним. Номінальні дані на ЕМ

для цих режимів вносяться у паспорт електричної машини та у

відповідні каталоги.

Режими S1-S3 знаходять застосування посеред таких

виробничих механізмів (дивись таблицю 6.1).

Таблиця 6.1 – Класифікація механізмів за видом їх

основних номінальних режимів роботи.

S1 S2 S3

254

Вентилятори

Насоси

Компреси

Гребні гвинти

й таке інше

Розвідні мости

Шлюзи

Поворотні круги залізничні

та трамвайні.

Розсування завіс, фіранок,

штор й таке інше

Вантажопідіймальні

крани та механізми.

Ліфти.

Металорізальні

верстати (не усі).

Транспортні

машини й таке інше

6.1.4 Номінальні режими S4 - S8

Крім вищеназваних трьох основних номінальних режимів

класифікацією передбачені ще п’ять додаткових номінальних

режимів S4 - S8, які дозволяють спрощувати задачу

єквівалентування довільного реального режиму номінальним

режимам. Їх коротка характеристика така:

- повторно-короткочасний номінальний режим роботи

електричної машини з частими пусками S4 (урахування

підвищення температури за рахунок втрат від частих пусків);

- повторно-короткочасний номінальний режим з частими

пусками й електричним гальмуванням S5 (урахування

підвищення температури за рахунок втрат від частих пусків й

гальмування);

- повторно-короткочасний номінальний режим S6, він

аналогічний режиму S3, але відрізняється від нього тим, що

після робочого періоду двигун не відмикається, а працює без

навантаження при неробочому ході;

- перемежований номінальний режим роботи електричної

машини з частими реверсами S7 (які чергуються з не досить

тривалими періодами незмінного номінального навантаження);

- перемежований номінальний режим роботи машини з

двома, або більше швидкостями S8 (періоди роботи з однією

швидкістю й одним навантаженням чергуються періодами

роботи з другою швидкістю й другим, відповідним новій

швидкості, навантаження).

255

Первиною інформацією для розрахунку реального

режиму роботи електричного двигуна є так звані

навантажувальні діаграми електроприводів.

6.1.5 Навантажувальні діаграми електроприводів

Навантажувальна діаграма ЕП характеризує залежність у

часі обертального момента, струму або потужності, що розвиває

двигун.

Навантажувальні діаграми використовуються для

оцінювання перевантажувальної здатності ЕП, співставлення її з

допустимими короткочасними навантаженням для конкретного

типу ЕД, а також для перевірки попереднього вибраного двигуна

за нагріванням.

Навантажувальна діаграма ураховує статичні й динамічні

навантаження, які долає ЕП протягом циклу роботи механізму

Статичні навантаження визначаються на підставі

технологічних даних, що характеризують роботу того чи іншого

класу виконавчих механізмів, а динамічні навантажування

оцінюються інерційними моментами, які розвиваються ЕП для

забезпечення відповідних кутових прискорень, які забезпечують

задані параметри технологічному процесу, або механізму.

Навантажувальні діаграми доцільно розглядати для

конкретних типових механізмів, наприклад, електропривода

шахтного підіймача зі зрівноваженим канатом.

Кінематична схема його подана на рисунку 6.6.

Підіймач укомплектований урівноваженим канатом,

шківом тертя, двома клітями та двома напрямними шківами.

Канат закріплений своїми кінцями з клітями й охоплює

приводний й обидва напрямних шківи.

256

Рисунок 6.6 – Кінематична схема шахтного підіймача за

зрівноваженим канатом.

На рисунку прийняті такі умовні позначення:

R – радіус шків тертя;

G – вантаж;

H – висота підіймання.

Побудова навантажувальної діаграми (рисунок 6.7)

полягає в наступному.

У відповідності до технологічного процесу та параметрів

механічного обладнання, а також відповідно з продуктивністю

підіймача задається наближена діаграма швидкості (тахограма)

одного циклу роботи підіймача й наближена діаграма

прискорення

 

tfV 

- лінійна швидкість кліті,

;

 

tf



257

 - кутове прискорення,



Тахограма передбачає час кутового прискорення

тривалість усталеного режиму

з усталеною швидкістю

час кутового сповільнення

й час паузи між сусідніми

підніманнями

усі

 

Рисунок 6.7 - Побудова навантажувальної діаграми.

Графіку швидкості відповідає графік кутового прискорення й

сповільнення, значення яких постійні за величиною та різні за

258

знаком відповідно на ділянках

. На ділянках пуску й

гальмування складові динамічного момента дорівнюють



дин



























мНм

мкг

смкг

де



[

мкг 

] - зведений до вала момент інерції рухомої

частини ЕП.

Далі визначається статичний момент навантаження

зведений до вала двигуна:



 RFM

 

мН 

де

- статичне зусилля на колі шківа,

;

- радіус шківа тертя,

;



- к.к.д. передач.

Зусилля тяжіння клітей та канату не враховується, бо

вони зрівноважені.

Тоді орієнтовно потужність двигуна буде розрахована:











уcз

VFк

 

кВт

де

=1,2-1,3 – коефіцієнт запасу, що враховує вплив

динамічних моментів;

[

] - усталена швидкість підіймача за значенням

якої у відповідності до рівняння





визначається кутова швидкість двигуна (оскільки підіймач

відноситься до 1-го класу виконавчих механізмів, для яких

ConstM



Нарешті останній графік

 

tfM 

є навантажувальною діаграмою ЕП, яка одержана складанням

статичного з динамічним моментів у відповідності до рівняння

руху

дc

MMM 

Таким чином, навантажувальна діаграма

259

   

tMMtM

дc



у залежності від співвідношення статичного й динамічного

моментів на ділянці уповільнення ЕП може мати, або додатне,

або відємне значення.

6.1.6 Розрахунок потужності електродвигуна при

тривалому режимі роботи (S1) й незмінному навантажені

Існує ціла низка механізмів, що працюють тривалий час з

незмінним навантаженням, або з навантаженням, що мало

змінюється.

Розрахунок потужності вельми простий у цьому випадку,

якщо відома потужність споживана механізмом.

Вибравши двигун на названу потужність, можна бути

певним, що він буде повністю використаним за допустимим

перевищенням температури. Якщо у каталозі немає двигуна на

розраховану потужність, то слід вибрати найближчий більшої

потужності.

Оскільки при тривалому режимі двигун запускається

рідко, то нагріванням від пускових втрат можна знехтувати. Але

в окремих випадках слід перевіряти достатність пускового

моменту, що розвиває двигун (для механізмів, що мають

підвищений момент тертя при пуску).

Наприклад, потужність двигуна для насоса (дивись

рисунок 6.8) визначається за формулою









пн





 

кВт

де

- продуктивність насоса, [

см

];

- розрахункова висота піднімання води,

 

;



- густота води,

][

мН

;



- к.к.д. насоса (якщо відцентрований насос, то

8,05,0 



високого тиску,

6,03,0 



низького тиску);



- к.к.д. передачі від двигуна до насоса.

260