Выбор приводных электродвигателей

Выбор электрического двигателя для конкретного привода начинается с определения его номинальной мощности, для определения мощности служат нагрузочные диаграммы приводных механизмов и нагрузочные диаграммы двигателя. Нагрузочная диаграмма механизма является зависимость момента нагрузки от времени М=f(t).

Другие виды нагрузочных элементов могут быть пересчитаны к f(t), этот нагрузочный момент является нагрузочным для выходного вала приводного двигателя.

Нагрузочная диаграмма двигателя является зависимостью вращающего момента (М) развиваемого двигателем мощности на валу (Р₂) или тока (I) от времени.

Обычно используются диаграммой моментов:

где – приведенный к валу двигателя момент сопротивления

– КПД на передаточное отношение редуктора

Динамический момент нагрузки:

Момент инерции двигателя передачи и самого механизма приведенные к валу двигателя:

При не большой навивке троса при подъеме и опускании можно пренебречь изменением веса троса, тогда момент нагрузки троса:

Пусть задана тривиальная тахограмма зависимости скорости от времени в соответствии с тахограммой привод равномерно ускоряется до скорости M_уст, затем движется с установившейся скоростью в течении времени t_уст и равномерно замедляется в течении времени t_торм, после этого следует пауза, а затем пуск (реверс).

Момент (M) развиваемый двигателем можно найти из выражений:

1). При разгоне двигателя:

2). При установившемся режиме:

3). При торможении:

Если привод движется по гармоническому закону т.е. n=n_­msin(wt) (53),

где w –угловая скорость. То момент M_c по абсолютному значению является постоянной величиной, но изменяет свой знак при изменении направления вращения и динамический момент пропорционален ускорению привода

Если привод работает при неизменной скорости n и не изменяемом нагрузочном моменте M_c в течении всего рабочего времени, то M_д=0 и

Номинальная мощность P_ном двигателя должна быть выбрана с некоторым запасом, в этом случае перегрев частей двигателя не превысит допустимых значений.

Для определении мощности применяются различные методы. Наиболее удобным является метод эквивалентного момента, в его основе лежит допущение о том, что момент, развиваемый двигателем, пропорционален току и потери в двигателе состоят из неизменных потерь, не зависящих от нагрузки и потерь в обмотках, пропорциональных квадрату тока. Эти предположения справедливы для двигателей постоянного тока с независимым возбуждением и для асинхронных двигателей любой конфигурации.

Метод нашел применение для приближенных расчетов мощностей практически всех двигателей. Эквивалентный момент M_экв соответствующий эквивалентному нагрузочному току который определяет потери в двигателе находится как среднеквадратичный момент в виде:

T – цикл работы привода.

В соответствии с этим для нагрузочной диаграммы можно записать:

Учитывая ухудшенные условия охлаждения иногда время разгона t_p и время торможения t_т умножают на коэффициент 0.75, а время паузы t_п на 0.5 и в этом случае преобразуется:

Номинальная мощность P_ном должна быть выбрана с некоторым запасом по сравнению эквивалентной мощностью:

Для соблюдения нагрева двигателя необходимо чтоб M_н>M_э и соблюдается условие перегрузки двигателя, т.е. отношение наибольшего нагрузочного момента

К номинальному моменту не превосходило нагрузочной способности двигателя γ для выбранного двигателя

Исходя из имеющихся условий выбирается:

а). род тока (постоянный, переменный)

б). номинальное напряжение

в). Номинальная скорость

Номинальная скорость выбирается из соответствии со скоростью приводного механизма дл заданного передаточного отношения механической передачи от двигателя к механизму. Механическая передача выбирается по совокупности техникоэкономических показателей: для реверсивных проводов из условия получения номинальных динамических моментов.

г). Исполнение двигателя. Исходя из требований выбираются двигатели либо для горизонтальной установки, либо для вертикальной установки(привод насосов с вертикальным валом).

По защите от воздействия окружающей среды выбирают соответствующий двигатель.