Часть 2. 2.1. Для повторно - кратковременного режима работы выпускается серия специальных двигателей, рассчитанных на этот режим - это двигатели серии 4АС (двигатели с

2.1. Для повторно - кратковременного режима работы выпускается серия специальных двигателей, рассчитанных на этот режим - это двигатели серии 4АС (двигатели с повышенным скольжением). Эти электродвигатели рассчитываются на работу при стандартных продолжительностях включения (ПВ): 15; 25; 40 и 60 %.В технической литературе приводятся величины мощности двигателя для всех значений ПВ. За номинальную мощность для серии 4АС принимается мощность при ПВ=40%. Длительность рабочего цикла не должна превышать 10 мин, (ГОСТ 183-74),

Дня выбора двигателя данной серии необходимо иметь. фактическую относительную продолжительность. включения (ПВ указывается в задании) и мощность сопротивления Р_с (но выражению (I)).

Если продолжительность включения окажется не стандартной, следует мощность нагрузки P_c пересчитать на большее стандартное ближайшее значение относительной продолжительности включения:

(21)

где Р_с - мощность сопротивления при фактической продолжительности включения, кВт;

P'c - мощность сопротивления, приведенная к стандартной ПВ, ( _ст), кВт

=^: (0.5...0.7) - коэффициент потерь

По полученному значению Р'_с надо выбрать двигатель так, чтобы его номинальная мощность при принятой в. (21) стандартной продолжительности включения удовлетворяла условию,

(22)

после чего двигатель необходим о проверить по условию запуска. При повторно - кратковременном режиме работы могут быть использованы двигатели продолжительного режима (31) из серии 4А. Выбор в этом случае производится аналогично выбору двигателя из серии 4АК (п. 1.1,). Выбранный двигатель из серии 4А необходимо также проверить по условию надежного пуска.

2.2. Допустимое число включений в час можно определить по выражению:

(23)

Здесь Рн - потери мощности при номинальной нагрузке, Вт

Δ Р_Х - фактические потери мощности(при нагрузке Р_с), Вт,

β ₀ – коэффициент ухудшения охлаждения,

ε _ф – фактическая продолжительность включения,

Δ А_п – потери энергии при пуске, Дж,

Δ А_т – потери энергии при торможении, Дж, (принять равными нулю).

Номинальные и фактические потери определяются из выражений:

где х- коэффициент загрузки, х=Р_с/Р_н.

Потери энергии в двигателе при пуске определить на ЭВМ (см. приложение 1).

2.3 Для построения зависимостей М_дв= f(t) и ω =φ (t) (изменение момента и скорости двигателя в переходном процессе) необходимо предварительно построить механические характеристики двигателя и рабочей машины М_дв=f₁(ω) и M_c=f₂(ω). Механическая характеристика двигателя строится по координатам 5 точек: (М_п, ω =0); (М_мин, ω _мин); (М_к, ω _к); (М_н, ω _н); и (М=0, ω ₀). Механическая характеристика рабочей машины стоится по уравнению М_с=М_тр.

Построение зависимостей М_дв= f(t) и ω =φ (t) и определение времени разбега электропривода ведется графоаналитическим методом – методом пропорций. Полученное путем графических расчетов время разбега сравнить с результатами аналитического расчета времени на ЭВМ. Методику расчетов времени разбега электропривода с нагрузкой на ЭВМ см. в приложении 1.

Часть 3

3.1 Правильно выбранным по нагреву электродвигателем при любом режиме работы считается тот, у которого в процессе работы превышение температуры максимально приближается к номинальному, но не превышает его.

Для полного использования по нагреву двигателя продолжительного режима (например серии 4АР) при работе в кратковременном режиме его следует перегружать, т.е. выбирать, исходя из условий:

Р_н< Р_с, (24)

По этому условию выбрать двигатель серии 4АР и для него определить коэффициенты термической и механической перегрузок:

(25)

(26)

где t_р- время работы, с;

Т_н- постоянная времени нагрева, с;

α - коэффициент потерь, принимается 0, 5…0, 7

Постоянная времени нагрева определяется как:

с (27)

где С=с₀·m- теплоемкость двигателя, Дж/º С;

с₀- удельная теплоемкость (берется по стали), Дж/кг·град;

m- масса электродвигателя, кг;

А- теплоотдача двигателя, Дж/с·град;

Здесь τ _н- номинальное превышение температуры, соответствующее нагревостойкости изоляции (принимается по таблице 1).

Изоляция двигателей 4А по классам нагревостойкости (ГОСТ 8865-70) выполняется для двигателей с высотами оси вращения 56…63 мм – класса Е; 71…132 мм – класса В; 150…365 мм – класса F.

Для двигателей серии АО2 принимается класс Е.

Таблица 1

Класс изоляции по нагревостойкости	А	Е	В	F	Н	С
Предельно допустимая температура						180
Номинальное превышение температуры						135

После определения коэффициента механической перегрузки производится расчет потребной мощности электродвигателя.

По известной мощности нагрузки Р_о и найденному, коэффициенту механически и перегрузки определяется расчетная мощность двигателя

(28)

По расчетной мощности выбирается номинальная мощность двигателя по условию:

(29)

В случае, если Р_м получается больше 2, полное использование двигателей по нагреву ограничивается его перегрузочной способностью, которая для асинхронных двигателей характеризуется кратностью критического момента _к (для двигателей серии 4АР ориетировочно принимается _к =2). Тогда

(29а)

и номинальная мощность выбирается из условия:

Для выбранного по этому условию (условие нагрева) электродвигателя необходимо рассчитать, превышение температуры в конце рабочего цикла и далее проверить но условиям запуска.

Если данный двигатель не обеспечивает надежного пуска, необходимо произвести выбор следующего уже по условию пуска. Для этого двигателя также рассчитать превышение температуры в конце рабочего цикла и сопоставить его с нагревом двигателя, выбранного по условиям нагрева и перегрузочной способности.

3.2. Превышение температуры двигателя в любой момент рабочего

периода определяется по уравнению нагрева.

Превышение температуры в конце рабочего периода определяется как

(30)

где _уф - установившееся превышение температуры при нагрузке Р_с

(31)

Здесь Р_ф.- потери мощности при нагрузке Рс, кВт;

Р_н - номинальные потери мощности, кВт.

Часть 4

4.1. Для определения параметров двигателя (r₁, r'₂, x₁, x'₂) достаточно воспользоваться упрощенной Г - образной схемой замещения. При этом ошибка будет в пределах допустимой для инженерных расчетов. Параметры схемы замещения рассчитать по формулам (15)...(18).

4.2. Для построения механических характеристик асинхронного двигателя при частотном регулировании скорости необходимо в уравнение механической характеристики, в параметрической форме внести относительные значения напряжения и частоты.

(32)

Здесь u= U/U_н и > = f/f_н соответственно относительные напряжение и частота тока.

При частотном регулирований скорости по Закону U/f=cоnst эти относительные величины между собою равны, т.е. u=f и уравнение (32) можно записать как

(33)

Подставляя в выражение (33)' значения найденных по (15)...(18) параметров, двигателя и величин относительного напряжения u=0.2;

0.5; 1.0; и 2.0, строятся соответствующие характеристики. Для их построения необходимо использовать ЭВМ.