Stanovení výkonu motoru při opakovaném přechodném provozu
Provozní režim elektrického pohonu, ve kterém jsou doby provozu tak dlouhé, a tak se střídají s přestávkami určité délky, že teplota všech zařízení tvořících elektrický pohon nedosahuje stabilní hodnoty, ani během každé pracovní doby, ani během každé přestávky se nevolá přerušení.
Režim periodického zatížení odpovídá grafům podobným těm na Obr. 1. Přehřívání elektromotoru se mění podél přerušované čáry pily sestávající ze střídajících se segmentů křivek ohřevu a chlazení. Režim přerušovaného zatížení je typický pro většinu pohonů obráběcích strojů.
Rýže. 1. Plán přerušovaného zatížení
Výkon elektromotoru pracujícího v periodickém režimu je nejvýhodněji určen vzorcem pro průměrné ztráty, který lze zapsat jako
kde ΔA je ztráta energie při každé hodnotě zatížení, včetně procesů spouštění a zastavování.
Když elektromotor nepracuje, výrazně se zhorší podmínky chlazení. To je zohledněno zavedením experimentálních koeficientů β0 <1. Doba pauzy t0 se násobí koeficientem β0, v důsledku čehož se jmenovatel vzorce snižuje a ekvivalentní ztráty ΔREKV se zvyšují a v souladu s tím se zvyšuje jmenovitý výkon elektromotoru.
Pro asynchronní chráněné motory řady A se synchronními otáčkami 1500 ot./min a výkonem 1-100 kW je koeficient β0 0,50-0,17 a pro odkalovací motory β0 = 0,45-0,3 (se zvýšením Пн , koeficient β0 klesá). U uzavřených motorů se β0 blíží jednotce (0,93-0,98). Je to proto, že účinnost ventilace uzavřených motorů je nízká.
Při rozběhu a zastavení jsou průměrné otáčky elektromotoru nižší než jmenovité, v důsledku čehož se zhoršuje i chlazení elektromotoru, které je charakterizováno koeficientem
Při stanovení koeficientu β1 se podmíněně předpokládá, že změna frekvence otáčení nastává podle lineárního zákona a koeficient β1 na ní lineárně závisí.
Když známe koeficienty β0 a β1, dostaneme
kde ΔР1, ΔР2, — ztráty výkonu při různém zatížení, kW; t1 t2 — doba působení těchto zatížení, s; tn, tT, t0 — čas začátku, zpoždění a pauzy, s; ΔАп ΔАТ — ztráty energie v motoru při spouštění a vypínání, kJ.
Jak je uvedeno výše, každý motor musí být vybrán pro podmínky zahřívání a přetížení. Pro uplatnění metody průměrných ztrát je nutné předem nastavit určitý elektromotor, který se v tomto případě doporučuje volit i podle podmínek přetížení.Vzorec ekvivalentního výkonu lze použít pro hrubý výpočet v případech, kdy jsou rozběhy a zastavení vzácné a výrazně neovlivňují zahřívání elektromotoru.
Ve strojírenství se pro provoz v režimu přerušovaného zatížení používají elektromotory určené pro provoz s nepřetržitou zátěží. Elektrotechnický průmysl také vyrábí motory speciálně navržené pro manipulaci s přerušovaným zatížením, které jsou široce používány ve zvedacích a přepravních konstrukcích. Takové elektromotory se vybírají s ohledem na relativní dobu trvání zahrnutí:
kde tp je doba chodu motoru; t0 — trvání pauzy.
Příklad výběru motoru podle výkonu v režimu vícenásobného krátkodobého provozu.
Určete výkon elektromotoru při n0 — 1500 ot./min.; motor pracuje podle plánu zatížení znázorněného na obr. 2, a. Výkon hřídele elektromotoru při volnoběhu stroje Pxx = 1 kW. Snížený moment setrvačnosti stroje Jc = 0,045 kg-m2.
Odpovědět:
1. Předvolte elektromotor podle podmínek přetížení, jako je λ = 1,6:
Dle katalogu volíme elektromotor s chráněnou verzí nejbližšího vysokého výkonu (2,8 kW), ve kterém mon = 1420 ot./min;
Pro tento motor λ = 0,85 • 2 = 1,7. Tímto způsobem je zvolen motor s určitým limitem přetížení.
Závislost η = f (P / Pн) tohoto motoru je znázorněna na Obr. 2, b.
Rýže. 2. Závislosti N = f (t) a η = f (P / Pн)
2. Podle vzorce
zjišťujeme ztráty u mocnin 1; 3; 4,2 kW (podle plánu). Ztráty jsou 0,35; 0,65 a 1 kW. Ztráty najdeme při Pn = 2,8 kW, což je ΔPn = 0,57 kW.
3. Určete čas zahájení a čas ukončení podle opozice:
kde:
Dostaneme tn = 0,30 s; tt = 0,21 s.
4. Určete počáteční a koncové ztráty:
Dostaneme ΔAp = 1,8 kJ a ΔAt = 3,8 kJ.
5. Najděte ekvivalentní ztráty ve smyčce:
kde
Dostaneme ΔREKV = 0,44 kW. Protože ΔPn = 0,57, pak ΔREKV <ΔPn a tedy motor je správně zvolen.