Рассказать методику выбора электродвигателей по мощности при кратковременном режиме работы, продемонстрировать подключение и запуск электродвигателя.

Кратковременный S2 – режим, при котором за время включения на постоянную нагрузку температура двигателя не успевает достичь установившегося значения, а за время отключения двигатель охлаждается до температуры окружающей среды. В случае использования двигателя S1 для работы в режиме S2 необходимо проверить его только по перегрузочной способности, так как температура не успевает достичь допустимого значения.

Для ряда двигателей номинальные данные ориентированы на использование машины при нециклических режимах, когда очередной пуск совершается из исходного теплового состояния и время очередного пуска после охлаждения не лимитируется.

Исходя из определения кратковременного режима работы, возможно ограничиться рассмотрением лишь одного периода для установления превышения температуры, используя переходную функцию, по уравнению

Если выбрать двигатель, рассчитанный для продолжительного режима с мощностью, разной мощности при кратковременном режиме работы Р_K, то превышение температуры не достигнет установившегося значения τ _у к концу рабочего периода t_P, как это видно из кривой 1 на рис. 4, поэтому в рассматриваемом случае двигатель недоиспользовался бы по нагреву.

В тепловом соотношении двигатель при заданных нагрузке и времени рабочего периода будет полностью использован по мощности, если к концу рабочего периода t_P превышение температуры его оказалось бы равным τ _доп (кривая 2 на рис. 4). В этом случае двигатель по мощности перегружен, а установившаяся температура для него τ ’_у > τ _у > τ _доп.

(10)

где - среднее значение постоянной времени нагрева между значениями постоянных времени в начале и в конце процесса нагрева;

Δ Р_T.K - потери мощности в двигателе при кратковременной нагрузке Р_K. Отношение потерь при кратковременной нагрузке к номинальным называется коэффициентом термической перегрузки и может быть получено из (10):

(11)

Рис. 5. Зависимость допустимого коэффициента термической и механической перегрузки от относительного времени работы

Зависимость приведена на рис. 5. По коэффициенту термической перегрузки можно найти коэффициент механической перегрузки, равный отношению Р_K к номинальной мощности при продолжительной нагрузке P_N, т.е. p_М= Р_K / P_N.

Действительно,

(12) или (13)

где а = Δ Р_ТС/Δ Р_ТVH - отношение постоянных потерь к переменным при номинальной нагрузке.

Подставляя в (13) значение р_ТЕРМ, из (11) получаем:

(14)

По (14) и заданному коэффициенту а может быть построена зависимость допустимого коэффициента механической перегрузки р_M от относительного времени работы t_P/T_H.CP (рис. 5).

Пренебрегая постоянными потерями (а = 0), выражение (14) можно записать в виде

(15)

Если нагрузка в рабочий период меняется, то в расчетные формулы вводится вместо Р_к эквивалентная мощность за время t_p.

Выбор мощности двигателей для работы при кратковременной нагрузке номинального продолжительного режима производится из допустимых нагрева и перегрузки, при этом номинальные мощности равны:

(16)

где λ _ДВ - допустимая перегрузочная способность двигателя, значения которого указаны в табл

При задании графика нагрузки в виде i = f (t) или М=φ (t) в расчетные формулы вместо мощности Р_K вводится соответствующее значение тока или момента.

Из анализа кривых на рис. 5 видно, что уже при и допустимой перегрузке по нагреву коэффициент механической перегрузки становится равным 2, 5, что для двигателей постоянного тока оказывается предельным. Асинхронные же двигатели допускают еще меньшую перегрузку, если, кроме того, учесть еще возможное понижение напряжения питающей сети, поэтому двигатели, предназначенные для продолжительного режима и используемые в кратковременном режиме, редко рассчитываются по условиям допустимого нагрева и в большинстве случаев недоиспользуются по нагреву. Для лучшего использования двигателей по нагреву при небольших значениях t_P / T_H.CP необходимо применять двигатели специального исполнения, отличающиеся повышенной перегрузочной способностью; асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором должны также иметь больший пусковой момент.

Двигатели, предназначенные для кратковременного режима работы, выпускаются заводами с нормированной длительностью работы 15, 30, 60 и 90 мин, следовательно, выбранный по каталогу двигатель для кратковременного режима работы может быть загружен номинальной мощностью в течение указанного времени и будет полностью использован по нагреву.

Если же время работы такого двигателя отличается от каталожного, то можно найти нагрузку Р_K, при которой двигатель будет полностью использован по нагреву.

Превышение температуры двигателя с номинальной нагрузкой и нормированным временем работы равно:

(17)

где Т_H - постоянная времени нагрева в кратковременном режиме работы;

t_Р.КАТ - время работы, определяемое по каталогу. В течение фактического времени t_P с нагрузкой, отличной от номинальной,

(18)

здесь Δ Р_TС - постоянные потери при нагрузке, отличной от номинальной.

По аналогии с предыдущим, коэффициент термической перегруз

(откуда (20)

Если t_р > t_Р.КАТ двигатель должен быть также проверен на допустимую перегрузку.