Расчёт и выбор электродвигателя производственного механизма методом эквивалентных величин

            5  Расчёт и выбор электродвигателя производственного

              механизма методом эквивалентных величин

          Для выбора мощности двигателя по данному методу необходимо иметь график нагрузки, заданный в виде зависимости момента от времени М = ƒ(t), мощности от времени Р =ƒ ( t ) или тока от времени I = ƒ (t).

          Имея график зависимости выходной величины электропривода, поступают следующим образом: график разбивается на участки времени t₁, t₂ и т. д., на которых выходная величина неизменна или изменяется незначительно. В тех случаях, когда выходная величина изменяется интенсивно с целью уменьшения числа временных участков и упрощения расчёта электропривода на данном участке определяется некоторое среднее (эквивалентное) значение выходной величины на данном участке (рисунок 5.1).

 

   P                         P₂                                                        

                                                                        P₅

                                                        P₃

                                                                 P₄

                  P₁                                                                        P₆

                                                                                                                         t

          t₁                  t₂                       t₃        t₄           t₅          t₆

Рисунок 5.1 – Пример правильной разбивки графика Р =ƒ ( t ) на

                        временные участки при интенсивном изменении

                        мощности электродвигателя

          Правильно разбитым графиком на временные участки считается такой вариант разбивки, когда площадь участка (участков) нагрузочной диаграммы, лежащего выше среднего значения выходной величины на данном временном промежутке, равна площади участка (участков), лежащего ниже среднего значения выходной величины на данном временном промежутке.

          5.1 Расчёт мощности электродвигателя при его работе в режиме S1

5.1.1 Определение мощности электродвигателя методом

                 эквивалентного тока

          После разбивки нагрузочной диаграммы на временные участки определяются численные значения токов на данных участках и определяется эквивалентное значение тока по формуле

                    I_ЭКВ =  ,                                                        (5.1)

где     I₁ – среднее значение тока на первом временном участке, А;

          I₂ – среднее значение тока на втором временном участке, А;

          I_n – среднее значение тока на n-ом временном участке, А;

          t₁  - продолжительность времени работы на первом временном участке   

                 при среднем значении тока, равном I₁, мин;              

          t₂ – продолжительность времени работы на втором временном участке

                 при среднем значении тока, равном I₂, мин;

          t_n – продолжительность времени работы на n-ом временном участке      

                 при среднем значении тока, равном I_n, мин.

          По численному значению I_ЭКВ в каталоге или справочнике выбирают электродвигатель, исходя из условия I_Н ≥ I_ЭКВ, где I_Н – номинальный ток электродвигателя, указанный в каталоге или справочнике.

          При выборе типа (модификации, исполнения, степени защиты и т. д.) электродвигателя следует учитывать режим работы, условия эксплуатации, категорию помещения.

          В том случае, если в каталоге приведена мощность электродвигателя, а не значение тока, то мощность следует определять по формуле

          Р_ЭКВ = √3 · U_H · I_ЭКВ · η_Н · cos φ · 10  ^{- 3} ,                                              (5.2)

где     U_H – значение номинального напряжения питания электродвигателя, В;

                  I_ЭКВ – значение эквивалентного тока, А;

            η_Н – номинальное значение коэффициента полезного действия электро-
                  двигателя;

            cos φ – номинальное значение коэффициента мощности электродви-
                        гателя.

          Мощность, определённая по формуле (5.2), имеет размерность в киловаттах. Численные значения η_Н и cosφ для асинхронных трёхфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором для различных типов и модификаций электродвигателей находятся в диапазоне от 0,6 до 0,9.

          5.1.2 Определение мощности электродвигателя методом

                    эквивалентной мощности

          В тех случаях, когда нагрузочная диаграмма электропривода представлена зависимостью Р = ƒ ( t ) расчёт эквивалентной мощности производится по формуле

                    Р_ЭКВ =  ,                                                   (5.3)

где     Р₁ – среднее значение мощности на первом временном участке, кВт;

          Р₂ – среднее значение мощности на втором временном участке, кВт;

          Р_n – среднее значение мощности на n-ом временном участке, кВт;

          t₁  - продолжительность времени работы на первом временном участке   

                 при среднем значении мощности, равном I₁, мин;    

          t₂ – продолжительность времени работы на втором временном участке

                 при среднем значении мощности, равном I₂, мин;

          t_n – продолжительность времени работы на n-ом временном участке      

                 при среднем значении мощности, равном I_n, мин.

По численному значению Р_ЭКВ в каталоге или справочнике выбирают электродвигатель, исходя из условия Р_Н ≥ Р_ЭКВ, где Р_Н – номинальная мощность электродвигателя, указанная в каталоге или справочнике.

          При выборе типа (модификации, исполнения, степени защиты и т. д.) электродвигателя следует учитывать режим работы, условия эксплуатации, категорию помещения.

5.1.3 Определение мощности электродвигателя методом

                   эквивалентного момента

          В тех случаях, когда нагрузочная диаграмма электропривода представлена зависимостью М = ƒ ( t ) расчёт эквивалентного момента производится по формуле

                    М_ЭКВ =  ,                                               (5.4)

где     М₁ – среднее значение момента на первом временном участке, Н·м;

          М₂ – среднее значение момента на втором временном участке, Н·м;

          М_n – среднее значение момента на n-ом временном участке, Н·м;

          t₁  - продолжительность времени работы на первом временном участке   

                 при среднем значении момента, равном I₁, мин;       

          t₂ – продолжительность времени работы на втором временном участке

                 при среднем значении момента, равном I₂, мин;

          t_n – продолжительность времени работы на n-ом временном участке      

                 при среднем значении момента, равном I_n, мин.