Выбор электродвигателей для приводов металлообрабатывающих станков, страница 3

 ,                             (4.14)

где  - приведенное добавочное сопротивление реостата в цепи ротора.

Максимальный момент

,                           (4.15)

где  - индуктивное сопротивление двигателя.

Упрощенное уравнение механической характеристики в относительных единицах (формула Клосса)

 .                                     (4.16)

Критическое скольжение  может быть найдено по (4.14) по известным параметрам обмотки ротора или из (4.16) по известным значениям моментов и скольжения для какого-либо характерного режима (например, номинального).

Рабочие характеристики двигателя – это зависимости , , , , , ,  при  и .

Эти характеристики показывают зависимость эксплуатационных параметров двигателя от мощности  на валу рис. 4.4.

4.4. Определение мощности электродвигателя. Выбор двигателей по каталогу

Методы определения мощности электродвигателя для различных режимов работы привода рассмотрим на примерах:

4.4.1. Нагрузка длительная переменная (режим работы )

Исходные данные: шпиндель металлорежущего станка приводится во вращение асинхронным электродвигателем. Момент на валу электродвигателя за цикл работы станка задан нагрузочной диаграммой рис. 4.1б.

а) Определить мощность, необходимую для привода станка, используя метод эквивалентных величин.

б) Выбрать двигатель по каталогу или справочнику и произвести проверку на перегрузочную способность. Двигатель должен быть установлен в сухом непыльном помещении, с опасностью попадания предметов внутрь двигателя.

Частота вращения  об/мин,  Н×м,  Н×м,         Н×м,  Н×м,  мин,  мин,  мин,  мин,  мин,  мин,  мин.

Решение

Поскольку нагрузочная диаграмма рис.4.1б задана в виде графика зависимости ,  то в этом случае определяют эквивалентный момент , отвечающий постоянной нагрузке на валу (эквивалентный реальной переменной нагрузке), при которой нагрев двигателя такой же, как и при переменной нагрузке.

Если бы рис. 4.1б состоял только из горизонтальных участков, то  нужно было бы определять по формуле

 , Н×м.                (4.17)

Поскольку первый участок на рис. 4.1б имеет вид треугольника, то для этого участка эквивалентный момент

 Н×м.                                 (4.18)

Для участка, имеющего вид трапеции (пятый участок на рис. 4.1б)

 , Н×м   (4.19)

С учетом сказанного для диаграммы рис. 4.1б, получим формулу

 , Н×м .(4.20)

Подставляя заданные величины, получим

Нм.

Вычисляем эквивалентную мощность

 кВт.

По условиям работы выбираем по справочнику трехфазный асинхронный электродвигатель большей ближайшей мощности типа 4А160S2У3 с параметрами

 кВт, , ,  об/мин, .

Определяем номинальный момент двигателя

 Н×м.

Максимальный момент  Н×м.

Из графика определяем максимальный статический момент  Н×м.

Допустимый момент двигателя, с учетом возможного снижения питающего напряжения на 10% от номинального

 Н×м.

Так как  (83 Н×м > 70 Н×м), то двигатель выбран правильно.

4.4.2. Нагрузка кратковременная (режим работы )

Исходные данные

Определить мощность и выбрать из справочника электродвигатель для перемещения суппорта токарного станка со скоростью V (м/с). Вес суппорта G (Н), коэффициент трения в направляющих m (при движении) и  (при покое). Синхронная частота вращения  (об/мин). Коэффициент допустимой перегрузки . Коэффициент полезного действия передачи . 

 об/мин, Н, , ,  м/с, , .

Решение

Определяем мощность электродвигателя с учетом кратковременной допустимой перегрузки

 кВт.

По справочнику выбираем асинхронный электродвигатель типа 4А71А4У3 с параметрами

 кВт, ,  об/мин, , , .

Проверяем электродвигатель по допустимой перегрузке

 и, следовательно, двигатель по перегрузке подходит.

Номинальный момент двигателя

 Н×м.

Пусковой момент двигателя  Н×м.

Синхронная угловая частота вращения магнитного поля

 рад/сек.

Момент сопротивления при трогании суппорта с места

 Н×м.

Так как  Н×м, то АД обеспечивает  и выбран правильно.

4.4.3. Нагрузка повторно-кратковременная (режим работы )

Исходные данные

Определить мощность и выбрать электродвигатель для станка, работающего в повторно-кратковременном режиме по нагрузочному графику рис.4.3б.  кВт,  кВт,  кВт,  сек,  сек,  сек,  сек,  об/мин.

Решение

Определяем эквивалентную мощность

 кВт.