Глава восьмая. Основы выбора мощности двигателей в электроприводе

Общие сведения

При разработке систем электропривода задача правильного определения мощности электропривода и выбора двигателей, обладающих достаточной мощностью и перегрузочной способностью, имеет исключительно важное практическое значение. Ограничения, накладываемые на процесс преобразования энергии по условиям нагрева, условиям коммутации тока на коллекторах машин постоянного тока, по максимальному моменту двигателей переменного тока, при выборе двигателей должны учитываться достоверно, с разумным запасом, обоснованным анализом вероятных изменений факторов, определяющих нагрев и перегрузочную способность двигателей, а также оценкой точности используемых методов расчёта.

Ошибки в сторону занижения требуемой мощности электропривода снижают надёжность его работы, вызывают ускоренный износ изоляции и выход двигателей из строя. Ошибки же в сторону запаса также приводят к издержкам, связанных с недоиспользованием дорогостоящего оборудования, ухудшением энергетических показателей недогруженных двигателей и увеличением динамических нагрузок механизмов. От правильности выбора двигателей при проектировании существенно зависят производительность, надёжность и экономичность приводимых в движение машин.

Необходимые сведения о перегрузочной способности различных двигателей, достаточные для правильного выбора двигателей по перегрузочной способности, изложены в разделах 3,4,5 пособия, а также в каталогах, справочниках и клиентских формулярах на электрические двигатели. Главное внимание в данном разделе уделяется выбору двигателей по нагреву, который при работе электропривода определяется потерями энергии в двигателе – обмотках, магнитопроводах, коллекторах и т.п.

При работе электропривода как в установившихся, так и в переходных режимах в двигателе выделяются потери

,

где - постоянные потери, обусловленные потерями в магнитопроводе, механическими потерями, потерями на возбуждение;

- переменные потери;

- номинальные переменные потери (потери в обмотках якоря, статора и ротора),

- для двигателей постоянного тока;

- для асинхронных двигателей;

- для синхронных двигателей.

В переходных режимах переменные потери могут быть определены как

- для двигателей постоянного тока;

– для асинхронных двигателей.

Под действием выделяемых в двигателе потерь энергии происходит его нагрев, который зависит с одной стороны от количества, выделяемого в нём тепла, а с другой – от условий отвода тепла в окружающую среду, т.е. от условий охлаждения. В отношении термостойкости наиболее слабым элементом конструкции двигателя является изоляция его обмоток, которая лимитирует допустимую температуру двигателя и, в конечном итоге, допустимую нагрузку на его валу. Максимально допустимая по нагреву нагрузка на валу двигателя указывается в его паспортных данных как номинальная мощность .