Механическая часть электромеханической системы. Нагрев и охлаждение электродвигателей. Шаговый двигатель как элемент электромеханической системы, страница 6

, где температура охлаждающей среды,  среднеквадратичные потери соответственно для одного и для второго тепловых режимов, А₁ и А₂ – коэффициенты теплоотдачи соответственно в процессе первого и второго тепловых режимов.

При одинаковой температуре охлаждающей среды и в случае равенства теплоотдач А₁=А₂ в обоих тепловых режимах выражение их эквивалентности представляется в виде  .

Это выражение позволяет сделать вывод, что эквивалентирование двух тепловых режимов можно выполнить на основе сопоставления только средних потерь каждого режима.

Выбор по мощности электродвигателей.

Основным требованием является соответствие мощности двигателя условиям технологического процесса рабочей машины. Применение двигателя недостаточной мощности приводит к снижению производительности, перегрузке двигателя. Перегрузка приводит к повышенному нагреву электродвигателя, а значит к ускоренному старению изоляции двигателя и преждевременному выходу из строя. Это ведет к простоям и экономическим потерям. Применение двигателя повышенной мощности приводит к увеличению  капитальных затрат, снижению энергетических показателей работы двигателя (коэффициента полезного действия, коэффициента мощности).

Немаловажным является требование соответствия скорости рабочего механизма и номинальной скорости электродвигателя. Оно может возникнуть,например, в механизмах с частыми пусками и остановами, где преследуется задача создания максимального ускорения, быстродействия режимов работы.

Со стороны питающей сети к электродвигателю предъявляется соответствие по роду тока и значению питающего напряжения, а также влияния его на эту сеть (снижение напряжения, высшие гармонические, промышленные помехи и т. п.).

Следует указать и на такие требования как обеспечение таких ограничений как ограничение по перегрузки и ограничение по пусковому моменту.

Искусство выбора двигателей по мощности состоит в том, чтобы на основании расчетных данных, получаемых из нагрузочной диаграммы двигателя, обеспечить наиболее близкое соответствие его температурного режима номинальному режиму. В общем случае эта задача решается в два или более этапов. Почему? Да потому, что точная нагрузочная диаграмма двигателя, на основании которой можно было бы получить необходимые данные для оценки графика мощности или момента двигателя и тем более потерь, может быть построена только при известных данных двигателя и уточненном характере движения. Известно, что момент инерции существенно влияет на вид кривой М_дв(t), а зависимость КПД от нагрузки влияет на потери. В связи с этим двигатель выбирается предварительно, затем уточняют кривую M_дв(t) и характер движения, строят график потерь, а затем проверяют предварительно выбранный двигатель по уточненным данным. Если разница номинальной и расчетной мощности больше, чем разница мощностей выбранного двигателя и ближайшего, имеющего меньшую мощность, следует повторить указанные проверки с двигателем меньшей мощности. Если при проверке номинальная мощность оказалась меньше расчетной, следует перейти к двигателю большей ближайшей мощности.

Рассмотрим процесс выбора по мощности двигателя при непрерывном режиме работы механизма, имеющим неизменную нагрузку М_ст = const. Таким образом, должен быть выбран двигатель, мощность которого больше или равна мощности полученной по нагрузочной диаграмме двигателя

Р_ном ³ М_стw = Р_расч

Выполнение этого условия обеспечивает выполнение условия эквивалентности данного режима работы номинальному, поскольку

∆р_ср £ ∆р_ном

При выборе двигателя по указанному условию нельзя допустить существенного отклонения его номинальной скорости от требуемой по тахограмме (нагрузочной диаграмме), так как при w_ном > w_мех будет выбран двигатель с меньшим номинальным моментом, чем это необходимо по нагрузочной диаграмме, в другом случае при w_ном<w_мех будет снижена производительность механизма. Производить проверку двигателя по мощности нет необходимости. Нужно лишь проверить его по пусковому моменту М_п > М_ст.max, так как у многих механизмов максимальный  момент при трогании может превосходить пусковой момент двигателя.