Выбор двигателя в продолжительном режиме работы
В продолжительном режиме нагрузка на двигатель может быть постоянной и переменной.
При постоянной нагрузке, когда известен постоянный момент механизма нагрузки ММ и частота вращения nM вала нагрузки, задается КПД редуктора ηР,, мощность двигателя Р определяют по формуле:
Р = ММ· ωМ / ηР , (6.2)
где ωМ = 2πnM/60 – угловая скорость вала нагрузки; ηР – КПД редуктора, ηР = 0,850,95.
По каталогу двигателей для продолжительного режима выбирают двигатель, номинальная мощность которого РНОМР. По номинальной частоте вращения двигателя nНОМ определяют общее передаточное отношение редуктора iP = nНОМ/nM, составляют кинематическую схему редуктора и оценивают его КПД. Если КПД отличается от того, каким задались в начале расчёта, то следует уточнить мощность по формуле (6.2).
Если нагрузка не остается постоянной, то можно определить мощность двигателя с помощью нагрузочной диаграммы (рис.6.3), представляющей зависимость нагрузочного момента ММ от времени. При этом есть отличие при выборе мощности двигателей типа асинхронных и синхронных, с одной стороны, и постоянного тока, с другой.
Рис.6.3
У первых угловую скорость при изменении ММ можно считать постоянной. Тогда, используя метод эквивалентного момента, требуемую мощность двигателя определяют по формуле:
,
где МЭКВ - эквивалентный момент по тепловой нагрузке двигателя,
(6.3)
здесь М1, М2,…, Мn и t1, t2,… tn – значения нагрузочного момента и длительности интервалов времени, на которых они прилагаются.
Частота вращения двигателя постоянного тока существенно меняется с изменением нагрузочного момента. Поэтому требуемая мощность двигателя
, (6.4)
где wЭКВ - среднеквадратичная угловая скорость вала нагрузки,
Значения ω1ωn определяют на механической характеристике двигателя по известным значениям М1 … Мn.
Выбрав двигатель, проверяют в состоянии ли он преодолеть наибольший момент сопротивления на валуМС.МАКС = ММ.МАКС /i, учитывая, что максимальный момент двигателя ММАКС связан с его номинальным моментом МНОМкоэффициентом перегрузки по моменту λМ=ММАКС/МНОМ. Условие λММНОМ>МС.МАКС должно выполняться. Для АД λМ= 2,53 и для ДПТ λМ =25.
6.3 Выбор двигателя для кратковременного и повторно–кратковременного режимов работы
Промышленность серийно не выпускает двигатели для кратковременного режима работы. Как правило, в этом случае используются двигатели для продолжительного режима, которые на интервале tВКЛ могут быть перегружены. Если в течение времени tВКЛ (рис. 45) двигатель должен развивать в нагрузке вращающий момент М, то эквивалентный по теплу момент двигателя продолжительного режимаМЭКВ= ММ/(РТ ihр), где РТ – коэффициент термической перегрузки, определяемый выражением [2]:
. (6.5)
С другой стороны, эквивалентный момент, по которому выбирают двигатель, следует оценить по перегрузочной способности двигателя МЭКВ=ММ/(λМ ihр). Кроме того .
Из этих двух значений МЭКВ принимают большее и по нему выбирают двигатель, удовлетворяющий условию МНОМ >МЭКВ. АД следует также проверить по его пусковому моменту, т.е. выполнению условия МП>ММ/(ihр).
Двигатель, работающий в повторно-кратковременном режиме, выбирают по каталогу ПКВ–режима по вращающему моменту М, который он должен развивать за время tВКЛ (рис.6.2) и по продолжительности включения ПВ согласно формуле (6.1). Если вычисленное фактическое значение ПВФ отличается от стандартного ПВСТ, то
(6.6)
Двигатель выбирают из условия МНОМ >МЭКВ.
Если двигатель ПКВ–режима выбирают по каталогу двигателей, рассчитанных на продолжительный режим работы, то эквивалентный момент находят из соотношения МЭКВ=М/РТ с помощью коэффициента термической перегрузки:
(6.7)
Как и в кратковременном режиме, двигатель проверяют на перегрузку по моменту нагрузки и пусковому моменту.