Wyznaczanie mocy silnika podczas powtarzalnej pracy przejściowej

Wyznaczanie mocy silnika podczas powtarzalnej pracy przejściowej Tryb pracy napędu elektrycznego, w którym okresy pracy są tak długie, a więc naprzemienne z przerwami o określonym czasie trwania, że temperatura wszystkich urządzeń składających się na napęd elektryczny nie osiąga stabilnej wartości, ani w każdym okresie pracy, ani podczas każdej przerwy nie jest wywoływane przerwanie.

Okresowy reżim obciążenia odpowiada wykresom podobnym do pokazanego na ryc. 1. Przegrzanie silnika elektrycznego zmienia się wzdłuż przerywanej linii piły składającej się z naprzemiennych odcinków krzywych nagrzewania i chłodzenia. Tryb obciążenia przerywanego jest typowy dla większości napędów obrabiarek.

Ryż. 1. Przerywany harmonogram obciążenia

Moc silnika elektrycznego pracującego w trybie okresowym najwygodniej określa wzór na średnie straty, który można zapisać jako

gdzie ΔA jest stratą energii przy każdej wartości obciążenia, w tym procesów uruchamiania i zatrzymywania.

Gdy silnik elektryczny nie pracuje, warunki chłodzenia znacznie się pogarszają. Uwzględnia się to wprowadzając eksperymentalne współczynniki β0 <1. Czas przerwy t0 jest mnożony przez współczynnik β0, w wyniku czego mianownik wzoru maleje, a straty równoważne ΔREKV rosną, a zatem wzrasta moc znamionowa silnika elektrycznego.

Dla asynchronicznych silników chronionych serii A o prędkości synchronicznej 1500 obr./min i mocy 1-100 kW współczynnik β0 wynosi 0,50-0,17, a dla silników przedmuchowych β0 = 0,45-0,3 (przy wzroście Пн , współczynnik β0 maleje). Dla silników zamkniętych β0 jest bliskie jedności (0,93-0,98). Dzieje się tak, ponieważ wydajność wentylacji zamkniętych silników jest niska.

Podczas rozruchu i zatrzymywania średnia prędkość silnika elektrycznego jest mniejsza od nominalnej, w wyniku czego pogarsza się również chłodzenie silnika elektrycznego, co charakteryzuje się współczynnikiem

Przy wyznaczaniu współczynnika β1 przyjmuje się warunkowo, że zmiana częstotliwości wirowania zachodzi zgodnie z prawem liniowym i że współczynnik β1 zależy od niego liniowo.

Znając współczynniki β0 i β1, otrzymujemy

gdzie ΔР1, ΔР2, — straty mocy przy różnych obciążeniach, kW; t1 t2 — czas działania tych obciążeń, s; tn, tT, t0 — czas startu, opóźnienia i pauzy, s; ΔАп ΔАТ — straty energii w silniku podczas rozruchu i zatrzymania, kJ.

Jak wspomniano powyżej, każdy silnik musi być dobrany do warunków ogrzewania i przeciążenia. Aby zastosować metodę średnich strat, konieczne jest wcześniejsze ustawienie określonego silnika elektrycznego, który w tym przypadku również zaleca się dobierać zgodnie z warunkami przeciążenia.Równoważny wzór na moc można wykorzystać do zgrubnych obliczeń w przypadkach, gdy rozruch i zatrzymanie są rzadkie i nie wpływają znacząco na nagrzewanie się silnika elektrycznego.

W inżynierii mechanicznej do pracy w trybie obciążenia przerywanego stosuje się silniki elektryczne przeznaczone do pracy z obciążeniem ciągłym. Przemysł elektryczny produkuje również silniki specjalnie zaprojektowane do przenoszenia obciążeń przerywanych, które są szeroko stosowane w konstrukcjach dźwigowych i transportowych. Takie silniki elektryczne są wybierane z uwzględnieniem względnego czasu włączenia:

gdzie tp to czas pracy silnika; t0 — czas trwania pauzy.

Przykład doboru mocy silnika w wielokrotnym trybie pracy krótkotrwałej.

Wyznacz moc silnika elektrycznego przy n0 — 1500 obr./min; silnik pracuje zgodnie z harmonogramem obciążenia pokazanym na rys. 2, A. Moc na wale silnika elektrycznego na biegu jałowym maszyny Pxx = 1 kW. Zredukowany moment bezwładności maszyny Jc = 0,045 kg-m2.

Odpowiedź:

1. Wstępnie wybierz silnik elektryczny zgodnie z warunkami przeciążenia, takimi jak λ = 1,6:

Zgodnie z katalogiem wybieramy silnik elektryczny z zabezpieczoną wersją najbliższej dużej mocy (2,8 kW), w której mon = 1420 obr/min;

Dla tego silnika λ = 0,85 • 2 = 1,7. W ten sposób silnik jest wybierany z określoną granicą przeciążenia.

Zależność η = f (P / Pн) tego silnika pokazano na rys. 2, b.

Ryż. 2. Zależności N = f (t) i η = f (P / Pn)

2. Zgodnie ze wzorem

wykrywamy straty przy potęgach 1; 3; 4,2 kW (zgodnie z harmonogramem). Straty wynoszą odpowiednio 0,35; 0,65 i 1 kW. Znajdujemy straty przy Pn = 2,8 kW, które wynoszą ΔPn = 0,57 kW.

3. Określ czas rozpoczęcia i czas zakończenia przez sprzeciw: