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 М_{экв. 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 М_экв._ст.

Эквивалентный момент статической нагрузки

где k_экв — 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 СD_дв². Для других отношений вра­щающихся масс

где ?_экв — эквивалентный КПД при z=0; ?_экв.z — эквивалентный КПД для заданного z_экв.

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 U_ном — номинальное напряжение; U_ф — фактическое напряжение на клем­мах двигателя при продолжительности включения ?₀.

Влияние динамических потерь на нагрев двигателя может быть учтено коэффициентом k_д, определяемым по отношению пусковой мощности к номинальной; для систем параметрического регулиро­вания короткозамкнутых двигателей k_д = 4, для электроприводов остальных типов k_д = 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 Р_ст.н — расчетная статическая мощность; k_з — 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, k_экв, ?_p, k_з и соответствующие по нагреву числа включений z_экв.

Для предварительного выбора мощности двигателя коэффи­циенты, стоящие перед Р_ст._н, можно объединить одним общим коэффициентом k_т, 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 М_{ст mах} — максимально возможный момент статической нагрузки, приве­денный к валу двигателя; М_д — динамический момент, определяемый из условия обеспечения заданного ускорения; k_з._м — коэффициент запаса по моменту, k_з._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.