Главное меню

Мощности исполнительных двигателей

Выбор мощности исполнительных двигателей по методике эквивалентного КПД. Как было сказано, неопределенность ре­жима работы крановых механизмов в большинстве случаев не позволяет использовать изложенные методы расчета крановых двигателей на нагрев. В связи с этим заводом «Динамо» разрабо­тана методика выбора мощности крановых двигателей, учитыва­ющая как параметры режима работы механизмов, так и энерге­тические свойства конкретных систем регулирования, которая может быть применена для всех крановых механизмов и всех имеющихся в настоящее время типов электроприводов. Параметры режима работы определяют среднестатические нагрузочные диаг­раммы работы электроприводов, которые характеризуются фактической продолжительностью включения ?0, продолжительностью включения при регулировании ?р, эквивалентным моментом ста­тической нагрузки Мэкв. ст и эквивалентным числом включений двигателя за определенный период времени (1 ч). Под эквива­лентным числом включений понимают число включений двига­теля до полной частоты вращения, эквивалентное по нагреву реальному числу включений под нагрузкой Мэкв.ст.

Эквивалентный момент статической нагрузки

где kэкв — коэффициент эквивалентной статической нагрузки, который пред­ставляет собой отношение эквивалентного момента статической нагрузки к но­минальному.

В соответствии с предлагаемой методикой по заданным пара­метрам режимов работы рассчитывают все составляющие потерь с учетом их влияния на нагрев обмоток двигателя и сравнивают эти потери с допустимыми в нормированном режиме работы машины.

Для проведения расчета при этом необходим минимум исход­ных данных, определяемых условиями работы кранового меха­низма, максимальной статической нагрузкой и параметрами пред­варительно выбранной системы регулирования. Потери в двига­теле определяют через эквивалентный КПД ?экв в принятой си­стеме регулирования, который характеризуется отношением за­трат энергии на выполнение полезной работы ко всем затратам энергии электропривода за принятый период времени. Значения ?экв, определенные по выражениям табл. 6.2, приведены на рис. 6.4 для крановых электроприводов всех применяемых типов в функции эквивалентного числа включений электродвигателя в 1 ч. Графики рассчитаны для суммарных маховых моментов электропривода, равных 1,2 СDдв2. Для других отношений вра­щающихся масс

где ?экв — эквивалентный КПД при z=0; ?экв.z — эквивалентный КПД для заданного zэкв.

Расчетная формула для определения мощности кранового двигателя по нагреву помимо ?экв должна учитывать:

1) изменение соотношений между потерями в обмотках двига­теля и условий вентиляции при ?0 = ? ном;

2)  изменение постоянных потерь от питающего напряжения для двигателей постоянного тока;

3)  степень влияния динамических потерь на нагрев двигателя, так как в зависимости от системы регулирования часть потерь, определяющих ?экв, выделяется не в самой машине, а в других элементах привода;

4)  увеличение потерь на регулировочных характеристиках систем с параметрическим управлением.

Соотношения между потерями в обмотках двигателя в общем случае нельзя выразить аналитически вследствие их зависимости не только от режимов работы, но и от конструктивных особенностей двигателей разных исполнений. Поэтому эти потери целесообразно учитывать полученным экспериментально коэффициентом k0, опре­деляющим изменение допустимой мощности потерь в функции фактической продолжительности включения ?0. Зависимости k0= f (?0) для крановых двигателей различных исполнений при­ведены на рис. 6.5.

Зависимость постоянных потерь от питающего напряжения может быть учтена коэффициентом

где Uном — номинальное напряжение; Uф — фактическое напряжение на клем­мах двигателя при продолжительности включения ?0.

Влияние динамических потерь на нагрев двигателя может быть учтено коэффициентом kд, определяемым по отношению пусковой мощности к номинальной; для систем параметрического регулиро­вания короткозамкнутых двигателей kд = 4, для электроприводов остальных типов kд = 1,25.

Практически увеличение потерь на регулировочных характе­ристиках для систем с параметрическим управлением может быть учтено коэффициентом

где ?р — продолжительность включения при регулировании; ?р.б — базовая продолжительность включения, ?р.б = 0,05.

Изложенное отражено в общей расчетной формуле номиналь­ной мощности кранового двигателя при продолжительности вклю­чения ?ном:

где Рст.н — расчетная статическая мощность; kз — коэффициент, учитывающий закладываемый запас мощности при проектировании электропривода и определяе­мый требованиями к его надежности.

В табл. 6.3 приведены значения входящих в выражение (6.25) параметров ?0, kэкв, ?p, kз и соответствующие по нагреву числа включений zэкв.

Для предварительного выбора мощности двигателя коэффи­циенты, стоящие перед Рст.н, можно объединить одним общим коэффициентом kт, зависящим от режима работы и выбранной системы электропривода (табл. 6.4). Тогда мощность двигателя для предварительного выбора его определяется из выражения

Таким образом, расчет может быть выполнен в три этапа: на первом этапе выбирают двигатель по формуле (6.26) для принятой системы электропривода и известного режима работы; на втором этапе выбранный двигатель проверяют по выражению (6.25); на третьем этапе проверяют двигатель на обеспечение пускового режима по максимально допустимому вращающему моменту двигателя

где Мст mах — максимально возможный момент статической нагрузки, приве­денный к валу двигателя; Мд — динамический момент, определяемый из условия обеспечения заданного ускорения; kз.м — коэффициент запаса по моменту, kз.м= 1,1... 1,2.

Если предварительно выбранный двигатель не удовлетворяет одному из условий — (6.25) или (6.27), следует принять двигатель большей мощности и повторно проверить правильность его выбора.