Мощность на валу рабочей машины

Иногда необходимо знать характер изменения не только момента, но и мощности на валу рабочей машины и электродвигателя. Рассмотрим те же самые частные случаи (рис.1.5), полагая, что М₀=0.

1) х = 0. Тогда

Мощность на валу рабочей машины изменяется линейно от скорости;

2) х = 1. В этом случае

С ростом ω мощность увеличивается пропорционально квадрату скорости;

3) х = -1. При этом

Следовательно, с ростом скорости мощность на валу рабочей машины остается постоянной;

4) х = 2. В этом случае

Рис.1.5. Графики изменения мощности рабочих машин от угловой скорости: 1 – х = 0; 2 – х = 1; 3 – х = 2; 4 – х = -1

Мощность, потребляемая рабочей машиной, растет пропорционально третьей степени изменения скорости. Во время замены электродвигателей вентиляторов и центробежных насосов (в вентиляционных и водоснабжающих установках) необходимо помнить о кубической зависимости мощности от скорости.

В качестве примера рассмотрим такой случай. Для привода вентилятора системы микроклимата производственного помещения установлен асинхронный двигатель 4А90LВ8УЗ, имеющий Р_н =1, 1 кВт и n₀ = 750 об/мин. Двигатель вышел из строя, и его сняли в ремонт. На замену другого двигателя с близкой скоростью и мощностью нет, есть двигатели с большей скоростью. Какой мощности двигатель в этом случае необходимо установить? Если установим электрический двигатель с синхронной скоростью 1000 об/мин, то скорость вращения вентилятора возрастет примерно в 1000: 750 = 1, 3 раза, а мощность, потребляемая вентилятором, увеличится в 1, 3² = 2, 2 раза. Следовательно, необходим двигатель мощностью 1, 1 * 2, 2 = 2, 42 кВт или ближайший больший 4А112МА6УЗ, имеющий Р_н = 3 кВт, S_н = 4, 7%.

Следует отметить, что квадратичная зависимость момента и кубическая зависимость мощности справедливы при постоянстве КПД вентилятора или насоса. А это наблюдается при небольших изменениях скорости. В случае существенного изменения скорости эта зависимость нарушается и рост мощности, потребляемой рабочей машиной, будет несколько ниже.

Если механическая характеристика рабочей машины не подходит к рассмотренным частным случаям, эту характеристику разбивают на несколько отрезков, в которых х будет равен 0; 1; -1; 2. Последовательно меняя х и пределы изменения скорости, можно проводить аналитические исследования электропривода.