Выбор мощности электродвигателя для кратковременного режима

Как отмечалось ранее (подразд. 5.1.2), в указанном режиме (S2) двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, поэтому выбор мощности двигателя по нагрузочной диаграмме (см. рис. 5.2) привел бы к завышению выбранной мощности, что крайне нежелательно. Целесообразно взять такой двигатель меньшей мощности, который за время работы нагреется до допустимой для данного класса изоляции температуры, а далее в период паузы охлаждается до температуры окружающей среды. Подобные двигатели должны обладать повышенной перегрузочной способностью и механической прочностью, поскольку им приходится работать со значительной перегрузкой. Отечественная промышленность выпускает специальные электрические машины для кратковременного режима работы, рассчитанные на работу с номинальной нагрузкой в течение 10, 30, 60 и 90 мин. Выбранный по каталогу двигатель для кратковременного режима работы может быть загружен номинальной мощностью в течение указанного времени и будет полностью использован по нагреву.

Если нагрузочный график имеет многоступенчатый вид (см. рис. 5.4), то применяют методы эквивалентных величин (подразд. 5.2.2) и лишь затем выбирают двигатель.

Установившаяся температура превышения (рис. 5.6) при номинальной мощности на валу двигателя.

Рис. 5.6. Режим S2 при нагрузке на валу, не равной номинальной, и времени работы двигателя, отличного от стандартного:

Р_к — мощность на валу двигателя в кратковременном режиме работы (S2); Р*_" — номинальная мощность двигателя в режиме S2; т_у1 — установившаяся температура превышения при ДР_к, *С; ^ — реальное рабочее время; Грабст— стандартное время работы.

где AР_км— потери мощности в кратковременном режиме работы (S2) при номинальной нагрузке, А — теплоотдача.

В случае неравенства нагрузки на валу номинальной (Р_к * Р_{к н}) и времени работы двигателя, отличного от стандартного (/раб^^раб.сг)" имеем неравенство потерь мощности (АР_кфАР_КН) и установившаяся температура двигателя (рис. 5.5) составит.

где АР_к — потери мощности в режиме S2.

При равенстве температур Х = т₂, чтобы двигатель не перегревался выше допустимой температуры, соблюдается равенство.

Из равенства (5.17) определим коэффициент тепловой перегрузки.

где АТ—постоянные потери; У_к и ^" — соответственно переменные потери при нагрузках Р_к и Р_к «на валу двигателя в кратковременном режиме работы (S2).

Обозначив К/ У^_н = а, запишем уравнение (5.18) в следующем виде:

где х — отношение текущей нагрузки к номинальной, которое называют коэффициентом механической перегрузки р_н.

Рк _ /к Поскольку р— т—-х-Рм, то отношение переменных по;

i к ^ Лки терь будет равно.

Из уравнения (5.19) определим коэффициент механической перегрузки р_м = х.

Из условия соблюдения допустимого нагрева т₁ = х₂, получим.

Для двигателя, изготовленного для режима S2, 1_каоп = х/_кн; Р_клоп = хР_{к н}. По условию нагрева они не должны превышать значения эквивалентного тока и мощности соответственно.

Условие правильности выбора двигателя по нагреву:

Если приходится выбирать для режима S2 двигатель, изготовленный на режим S1, то следует иметь в виду, что мощность двигателя рассчитывают по специальной методике [15], предусматривающей расчет и анализ коэффициентов тепловой и механической перегрузок электрической машины применительно к конкретным условиям эксплуатации.