При работе вентиляторов
Mc=kзQH/(ηвΩвηίр), (256)
где Q - производительность вентилятора, м3/с; Н - напор (давление) газа, Па; ηв= 0,4... 0,85 - КПД вентилятора; Ωв - скорость вентилятора, рад/с; kз = 1,1... 1,5 - коэффициент запаса.
Рис.122. Нагрузочная диаграмма исполнительного органа (а), диаграмма скорости (б), график динамического момента (в) и зависимость момента двигателя от времени (г)
При работе насосов
Мс = kзgρQ(Hс + ΔН)/(ηнΩнηίр), (257)
где Q - производительность насоса, м3/с; Нс - статический напор, м; ΔН - потери напора в трубопроводе, м; g = 9,81 - ускорение свободного падения, м/с2; ρ - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3; kз = 1,1-1,3 - коэффициент запаса; ηн= 0,45-0,75 - КПД насоса; Ωн - скорость насоса, рад/с.
На рис. 122, а приведен пример нагрузочной диаграммы, которая показывает, что некоторый исполнительный орган создает при своей работе в течение времени t1 момент нагрузки Мс1, а в течение времени t2 - момент нагрузки Мс2. Из тахограммы (см. рис. 122, б) видно, что его движение состоит из участков разгона, движения с установившейся скоростью, торможения и паузы. Продолжительности этих участков соответственно равны tp, tу, tт, t0, а полное время цикла Тц = tp + tу+tт+t0= tl + t2.
Порядок расчета мощности, предварительного выбора и проверки двигателя рассмотрим на примере этих диаграмм.
Определение расчетной мощности двигателя.
Ориентировочно расчетный момент двигателя
Мрасч≥kзМс. э, (258)
где Мс. э - эквивалентный момент нагрузки; kз - коэффициент запаса, учитывающий динамические режимы электродвигателя, когда он работает с повышенными токами и моментами.
Если момент нагрузки Мс изменяется во времени и нагрузочная диаграмма имеет несколько участков, как это показано на рис. 122, а, то Мс. э определяется как среднеквадратичная величина:
(259)
где Мci, ti, - соответственно момент и длительность i-го участка нагрузочной диаграммы.
Для рассматриваемого графика движения расчетная скорость двигателя Ωрасч = Ωуст. Если скорость исполнительного органа регулируется, то расчетная скорость двигателя определяется более сложным путем и зависит от ее способа регулирования [12].
Расчетная мощность двигателя
Pрасч = М расчΩрасч = kзМс.эΩуст. (260)
Выбор двигателя и проверка его по перегрузке и условиям пуска.По каталогу выбираем двигатель с ближайшими большими значениями мощности и скорости. Выбранный двигатель при этом должен по роду и значению напряжения соответствовать параметрам сетей переменного или постоянного тока или силовых преобразователей, к которым он подключается; по конструктивному исполнению - условиям его компоновки с исполнительным органом и способам крепления на рабочей машине, а по способу вентиляции и защиты от действия окружающей среды - условиям его работы.
Выбранный двигатель проверяется по перегрузочной способности. Для этого рассчитывается зависимость его момента от времени M(t) т. е нагрузочная диаграмма двигателя. Она строится с помощью уравнения механического движения (25), записанного в виде
М = Мс + JdΩ/dt = Мс + Мдин. (261)
Динамический момент Мдин определяется суммарным приведенным моментом инерции J и заданными ускорением на участке разгона и замедлением на участке торможения диаграммы скорости Ω(t) (см. рис. 122, б). Если считать график Ω(t) на участках разбега и торможения линейным, то динамические моменты на этих участках можно записать в следующем виде:
Мдин. р = JΔΩ/Δt = JΩycт/tp = const;
Мдин. т = - JΩycт/tт. (262)
Зная график динамического момента (см. рис. 122, в) при постоянных ускорении и замедлении и зависимость M(t), построенную на основании (261), сопоставим максимально допустимый момент двигателя Мmах с максимальным моментом при разбеге М1 (см. рис. 122, г). Для рассматриваемого случая должно выполняться соотношение
Мmax ≥ М1 . (263)
Если соотношение (263) выполняется, то двигатель обеспечит заданное ускорение на участке разгона (см. рис. 122), если нет - график движения на этом участке будет отличаться от заданного и необходимо выбирать другой двигатель, если такой график скорости должен быть выполнен обязательно.
Для двигателя постоянного тока обычного исполнения и синхронного двигателя Мmах = Мдоп = (1,5-2,5)Мном, для АД с фазным ротором этот момент может быть принят примерно равным критическому.
При выборе АД с короткозамкнутым ротором двигатель должен быть проверен также по условиям пуска, для чего сопоставляется его пусковой момент Мп с моментом нагрузки при пуске Мс. п
Мп >Мс. п . (264)
Для рассматриваемого примера Мсп = Мс1. Если выбранный двигатель удовлетворяет рассмотренным условиям, то далее осуществляется его проверка по нагреву.
Задача 35. Работа ЭП характеризуется рис.122, а, б, при этом: Мс1 = 40 Нм; Мс2 = 15 Нм; t1 = 20 с; t2 = 60 с; tp = 2 с; tт = 1 с; ty = 11 с; Ωуст = 140 рад/с; J= 0,8 кгм2. Определить расчетный момент и мощность двигателя и построить его нагрузочную диаграмму.
Решение: Расчетный момент двигателя определим по (258) с учетом (259), а расчетную мощность - по (260):
Для построения нагрузочной диаграммы двигателя M(t) определим сначала динамические моменты на участках разбега Мдин. р и торможения Мдин. т:
Мдин. р = JΩуст/tр=0,8∙140/2 = 56 Нм; Мдин. т = - JΩуст/tт = -0,8∙140/1 = -112 Нм;
Моменты двигателя на участках разбега М1 и торможения М2 найдем по (98):
М1 =Мс1 + Мдин. р =40 + 56 = 96 Н м,
М2 = Мс2 + Мдин. т =20-112 = -92 Нм.
Моменты двигателя на участках установившегося движения (t1-tр) и (t2- tт) равны моментам нагрузки Мc1 и Mc2 поскольку динамический момент на них равен нулю.
Дата добавления: 2019-02-08; просмотров: 906;