допустимо, если постоянная времени нагрева двигателя значительно превышает время цикла.

В зависимости от вида нагрузочной диаграммы может быть выбран h, Мз или Р». Во всех случаях целесообразно иметь указанный ранее запас в выбранном двигателе, учитывающий неточность заданных нд-грузок, а также совершенствование технологии производства, приводящее, как показывает опыт, к росту нагрузок. Этим оправдываются и дополнительные электромашиностроительные запасы в виде так называемых сервис-факторов, составляющие 115% нагрузки для прокатных двигателей длительно и 1257о в течение 2 ч.

Метод /э является предпочтительным по сравнению с методами Мз и Рв для двигателей постоянного тока с изменяющимся потоком для отдельных участков графика, а также для асинхронных двигателей переменного тока со значительной слагаемой тока холостого хода, составляющей для некоторых серий двигателей 0,4-0,6 номинального тока.

Повторно-кратковременный режим работы. За время работы двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы, в течение которой он отключен от сети, охладиться до температуры окружающей среды. При продолжительностицикла 10 мин можно в расчетах на нагрев двигателя учитывать среднюю установившуюся температуру, пренебрегая колебаниями ее за время нагрузки и пауз. Например, для двигателей ряда механизмов прокатных станов, кранов, лифтов, станков и т. п.

Метод средних потерь. Для выбора мощности двигателя составляется график нагрузки, на основе которого строится график потерь мощности. Средние потери мощности в двигателе ДРср в течение цикла выражаются уравнением

YAPt + APyty +

где ДРср - средние потери мощности в двигателе в течение цикла работы, кВт; ДРп, ДРх - средние потери мощности в двигателе за время пуска tn и торможения t, кВт; ДРу - потерн мощности в двигателе за время работы ty с установившейся скоростью, кВт; ДРо - потери мощности за время паузы при неподвижном двигателе, кВт (например, в параллельной обмотке возбуждения); /о-время паузы, с; р - коэффициент, учитывающий уменьшение теплоотдачи двигателя при неподвижном состоянии (табл. 1-6); a=(l-fj)/2 -коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи двигателя за время пуска и торможения.

Формула (1-66) является универсальной как при применении двигателей дли-

Та блица 1-6 Значения коэффициента (3

тельного режима работы, так и для двигателей повторно-кратковременного режима работы по данным для ПВ=100%.

Потери мощности в двигателе за время работы с установившейся частотой вращения ДРу определяются с учетом к. п. д. двигателя:

.1 -Ih Пи

f*nep,H -

пост,н

(1-67) (1-68)

(1-69)

где ДРпост,в - номинальные постоянные потери мощности в двигателе, кВт, которые включают мощность, расходуемую на вентиляцию, трение в подшипниках н щеток о коллектор, гистерезис и вихревые токи в стали, нагрев параллельной обмотки возбуждения; ДРпер.л - номинальные переменные потери мощности в двигателе, кВт, которые включают потерн в меди в обмотках якоря, включая последовательные обмотки возбуждения у двигателей постоянного тока, в обмотках статора двигателей переменного тока, в обмотках ротора асинхронных двигателей; б - отношение постоянных потерь в двигателе к переменным прн номинальной нагрузке (табл. 1-7).

Таблица 1-7 Значение коэффициента S

§ МО]

Выбор мощности двигателя

Потери мощности при заданной нагрузке и частоте вращения, близкой к номинальной, равны:

(1-70)

где /»у - среднеквадратичный ток в долях номинального за время работы на установившейся скорости.

Средние потери мощности при пуске ДРп и торможении ДРт:

АР„ = /сдр„,„.„ + др„ер.и /!э.п; (1-71)

ДР, = КДР„„„,„ + ДР„,р. (1-72)

где /*а,п, /*э,т - долевые значения эквивалентного тока при пуске и торможении по расчету динамики привода;

порт, трог

+ ДР

пост.и

пост.н

(1-73)

- коэффициент, учитывающий средние постоянные потери мощности в процессе пуска или торможения в долях ДРпост.Я-

Для машин постоянного тока в неподвижном состоянии постоянные потери мощности ДРпост.трог состоят из потсрь В парзл-лельной обмотке возбуждения. Для двигателей общего применения параллельного и смешанного возбуждения при мощностях 2,5-200 кВт рекомендуется Л=0,51-5-0,57. Для крановых двигателей постоянного тока коэффициенты равны: 0,56-0,65 при параллельном возбуждении, 0,53-0,57 при смешанном возбуждении и 0,5 при последовательном возбуждении.

в отличие от двигателей постоянного тока у асинхронных двигателей при неподвижном их состоянии постоянные потери мощности ориентировочно удваиваются, так как прн этом потери в стали ротора возрастают и становятся примерно равными номинальным потерям в стали статора.

Соответственно этому для асинхронных двигателей

2ДРдоеТ,Н + ДРдоСТ.Н g

2ДР пост.н

Метод средних потерь в принципе обеспечивает результаты высокой точности и мог бы быть рекомендован для ответственных расчетов, когда в распоряжении проектировщика имеются точные значения рассмотренных выше коэффициентов р, б и К, для получения которых требуются специальные испытания.

Учитывая эти трудности, а также неточ- • ность заданных расчетных статических мощностей, в большинстве случаев применяют упрощенные методы расчетов, излагаемые ниже.

Выбор двигателя из серии, предназначенной для работы в повторно-кратковременном режиме. Общесоюзным стандартом

установлено пять значений относительной продолжительности включения ПВс: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0 (индекс «с» - означает «стандартный»), для которых завод-изготовитель указывает в каталогах параметры на основе уточненных заводских расчетов и стендовых испытаний.

в процессе расчета вычисляется расчетная ПВр:

ПВр =

или ПВр =

+ Р2 + . + р,п

гр + г

Затем вычисляется эквивалентный ток 4. р для расчетной ПВр:

(1-75)

(1-76)

После этого производится приведение к ближайшей стандартной ПВ по формуле

(1-77)

Полученный по (1-77) эквивалентный ток /а, с сопоставляется с номинальным током двигателя при ПВс, последний должен быть больше тока h, с- Из-за близости значений ПВр и ПВс изменением условий теплоотдачи и постоянными потерями пренебрегают.

Выбор двигателей из серии двигателей, предназначенных для работы в длительном режиме. Так как в повторно-кратковременном режиме потери в двигателях во время пауз отсутствуют или малы (от обмотки возбуждения в двигателях постоянного тока с параллельным возбуждением), то, пренебрегая этими потерями можно вычислить допустимую нагрузку в рабочем периоде при ПВр по формуле

/э,р=/

/пВр +(6+1)(1-ПВр) р

(1-78)

Пересчет мощности двигателей повторно-кратковременного режима работы от одной продолжительности включения к другой. Если известна мощность двигателя для одной продол}кительности включения, то значение мощности для другой ПВ может быть получено путем пересчета:

Р?5 15 = 25 25 = 40 Чо (1-79)

Так как за нормальную длительность одного цикла в повторно-кратковременном

Для двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением из-за этого по формуле (1-78) получается занижение результата на 5-

режиме работы принято время < = 10 мии, то /i5 = 1,5 мин, так как

(1,5-10)-100

= 15%; <25 = 2,5 мин;

4о = 4 мин.

откуда Р?5.1,5 = Р5 •2,5 = Ро-4,0 или

(1-80)

= Р.. ]/~ = 40 ]/ =1.26Р,„.

Длительная мощность от мощности Р25 составляет:

(I-8I)

дв»1гателя Рюо

юо - 25 1/ ,"" - г ho

=P.j/~- = 0,6P2

(1-82)

Допустимое число включений для двигателей с короткозамкнутым ротором, работающих в повторно-кратковременном режиме. Такие двигатели пускаются и тормозятся без применения внешних сопротивлений. Все потери выделяются в самом двигателе, что вызывает интенсивный их нагрев из-за больших пусковых токов и ограничивает допустимое число включений.

Допустимое число включений Z определяется по упрощенной формуле

Z = 3700 (APii+APy)nBp-f АР„Р( 1 -ПВр)

дЛп + дЛт

(1-83)

где ДЛп, ДЛт - энергия потерь, кВт-с, выделяемая в двигателе при пуске и торможении;

энергия потерь при пуске: ДЛп» -ЬДРу--1 1 +

V182 500

энергия потерь при торможении: а) противовключением

АЛт5« -ДР -

V182 500 б) динамическом

"у

182 500 2

В формулах для АЛп и ДЛт приняты следующие обозначения: / - суммарный момент инерции привода, приведенный к валу двигателя, кг-м; щ - синхронная 4aqT0Ta вращения, об/мин; гг --отношение активного Сопротивления фазы стато-

ра к активному сопротивлению фазы ротора, приведенному к статору. Для двигателей краново-металлургического типа МТК это отношение для мощностей 2,2-28 кВт .меняется от 0,735 до 0,46; <п, т, <с - времена пуска, торможения, длительности питания при динамическом торможении, с; /с - постоянный ток в обмотке статора при динамическом торможении, А.

Кратковременный режим работы. За время работы двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы он охлаждается до температуры окружающей среды. Например, двигатели разводных мостов, шлюзов, поворотных кругов, передвижения упора ножниц в прокатных цехах н т. п.

Постоянная времени нагрева двигателя Т есть частное от деления приведенной теплоемкости двигателя на его теплоотдачу. Величина Т в минутах обозначает, что в условиях номинальной длительной нагрузки и номинального перегрева во всех частях двигателя (включая обмотки, изоляцию, активное железо, корпус, вал, подшипники), нагретых до соответствующей стабильной температуры, содержится запас тепла, вьщеляемого в двигателе за Т минут. Величина Т зависит от .массы меди, толщины изоляции, массы активных и конструктивных материалов, от плотности тока в обмотках, связанной с классом изоляции и интенсивностью охлаждения.

При испытании больших машин температура их устанавливается для номинальной нагрузки (т. е. повышение за 1 ч не превосходит ГС) через -10-20 ч, средних- через 5-10 ч, малых - через 3-5 ч.

Связь между постоянной времени двигателя Т, с, временем кратковременной допустимой нагрузки кр, с, допустимым кратковременным током hv. А, потерями мощности при кратковре,менном режиме АРкр, кВт, с ранее при1ленявшимися величинами S, /н, ДРн может быть выражена следующими формулами:

кр н

Т =•

(1-84)

(1-85)

(1-86)

ДР„р - ДРн

Расчет для серии краново-металлурги-ческих двигателей постоянного тока ДП показал на базе одночасовой мощности значения постоянных времени 100-200 мин для малых и 200-240 мин для больших двигателей этой серии.

Для режимов высоких кратностей перегрузок, особенно при тяжелых затяжных, пусках с кратностями тока, достигающими 5-7 номинального, делается проверка на