Элементы проектирования электроприводов. Привет студент Расчет искусственных механических характеристик

Современный электропривод, в первую очередь автоматизированный, является сложной электромеханической системой. Проектирование такой системы требует учета большого числа разнообразных факторов и критериев, к числу которых относятся условия функционирования электропривода и его элементов, надежность и экономичность его работы, безопасность для обслуживающего персонала и окружающей среды, совместимость электропривода с другими электротехническими установками.

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ДВИГАТЕЛЕЙ

Задача расчета мощности и выбора двигателя состоит в поиске такого серийно выпускаемого двигателя, который обеспечивает заданный технологический цикл рабочей машины, его конструкция соответствует условиям окружающей среды и компоновки с рабочей машиной и при этом его нагрев не превышает нормативный (допустимый) уровень.

Важность правильного выбора двигателя определяется тем, что недостаточная его мощность может привести к невыполнению заданного технологического цикла и снижению производительности рабочей машины. При этом из-за перегрузки может иметь место повышенный нагрев двигателя и преждевременный выход его из строя.

Недопустимым является также использование двигателей завышенной мощности, так как при этом повышается первоначальная стоимость ЭП, а его работа происходит при пониженных КПД и коэффициенте мощности.

Выбор электродвигателя производится в такой последовательности: расчет мощности и предварительный выбор двигателя; проверка выбранного двигателя по условиям пуска и перегрузки и проверка его по нагреву.

Если выбранный двигатель удовлетворяет всем условиям проверки, то на этом выбор двигателя заканчивается. Если же двигатель не удовлетворяет условиям проверки на каком-то этапе, то выбирается другой двигатель (как правило, большей мощности) и проверка повторяется.

При выборе двигателя в общем случае одновременно должна выбираться и механическая передача ЭП, что позволяет в ряде случаев оптимизировать структуру ЭП. В данной главе рассматривается более простая задача, когда механическая передача уже выбрана и известны ее передаточное число (или ее радиус приведения) и КПД.

Основой для расчета мощности и выбора электродвигателя являются нагрузочная диаграмма и диаграмма скорости (тахограмма) исполнительного органа рабочей машины. При этом также должны быть известны масса (момент инерции) исполнительного органа и элементов механической передачи.

Нагрузочная диаграмма исполнительного органа рабочей машины представляет собой график изменения приведенного к валу двигателя статического момента нагрузки во времени M c (t). Эта диаграмма рассчитывается на основании технологических данных и параметров механической передачи. Для примера приведем формулы, по которым можно рассчитать моменты сопротивления М с, создаваемые на валу двигателя при работе исполнительных органов некоторых машин и механизмов:

Для подъемной лебедки

где G - сила тяжести поднимаемого груза, Н; R - радиус барабана подъемной лебедки, м; i, г| - передаточное число и КПД механической передачи;

Для механизма передвижения подъемных кранов

где G - сила тяжести перемещаемой массы, Н; к х - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движению из-за трения реборд ходовых колес о рельсы, k l = 1,8^-2,5; р - коэффициент трения в опорах ходовых колес, р = 0,015-5-0,15;/ - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, м, / = = (5-И2) 10 -4 ; г - радиус шейки оси ходового колеса, м.

Для вентиляторов

где Q - производительность вентилятора, м 3 /с; Н - напор (давление) газа, Па; г| в - КПД вентилятора, г| в = 0,"4-Д),85; со в - скорость вентилятора, рад/с; к 3 - коэффициент запаса, к 3 = 1,1+1,5; i - передаточное число механической передачи.

Для насосов

где Q - производительность насоса, м 3 /с; Н с - статический напор, м; АН - потери напора в трубопроводе, м;# - ускорение свободного падения, м/с 2 , g = 9,81; р - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м 3 ; к з - коэффициент запаса, к з = 1,1-5-1,3; г н - КПД насоса, г н = 0,45ч-0,75; со н - скорость насоса, рад/с; / - передаточное число механической передачи.

Расчет моментов нагрузки других рабочих машин и механизмов рассмотрен в .

Диаграмма скорости , или тахограмма, представляет собой зависимость скорости движения исполнительного органа от времени Р ио (0 П Р И его поступательном движении или со ио (/) при его вращательном движении. После выполнения операции приведения эти зависимости изображаются в виде графика скорости вала двигателя во времени со(/).

На рис. 10.1, а приведен пример нагрузочной диаграммы. Она показывает, что данный исполнительный орган создает при своем движении в течение времени момент нагрузки М v а в течение времени t 2 - момент нагрузки М г Из тахограммы видно (рис. 10.1, б), что движение И О состоит из участков разгона, движения с установившейся скоростью, торможения и паузы. Продолжительности этих участков соответственно равны / , / у, t T , / 0 , а полное время цикла составляет t u = t p + t y + t T + t Q = t { + t 2 .

Рис. 10.1.

а - нагрузочная диаграмма исполнительного органа; б - тахограмма движения исполнительного органа; е - график динамического момента; г - нагрузочная диаграмма двигателя

Порядок расчета мощности, предварительного выбора и проверки двигателя рассмотрим на примере диаграмм рис. 10.1, а, б.

Определение расчетной мощности двигателя. Ориентировочно расчетный момент двигателя

где М э - эквивалентный момент нагрузки, к з - коэффициент запаса, учитывающий динамические режимы электродвигателя, когда он работает с повышенными токами и моментами.

Если момент нагрузки М с изменяется во времени и нагрузочная диаграмма имеет несколько участков, как это показано на рис. 10.1, а, то М с определяется как среднеквадратичная величина

где М с r t p - соответственно момент и длительность /-го участка нагрузочной диаграммы; п - число участков цикла.

Для рассматриваемого графика движения расчетная скорость двигателя со расч = со уст. Если скорость исполнительного органа регулируется, то расчетная скорость определяется более сложным путем и зависит от ее способа регулирования .

Определим расчетную мощность двигателя

Выбор двигателя и проверка его по перегрузке и условиям пуска. По

каталогу выбираем двигатель ближайшей большей мощности и скорости. Выбираемый двигатель при этом должен по роду и величине 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 момента двигателя от времени M(t), называемая нагрузочной диаграммой двигателя. Она строится с помощью уравнения механического движения (2.12), записанного в виде

Динамический момент М определяется суммарным приведенным моментом инерции J и заданными ускорением на участке разгона и замедлением на участке торможения диаграммы скорости со(/)

(см. рис. 10.1, б). Если принять график со(/) на участках разбега и торможения линейным, то динамический момент на этих участках

Зная график динамического момента (см. рис. 10.1, в) при постоянных ускорении и замедлении и зависимость M(t), построенную на основании (10.8), сопоставим максимально допустимый момент двигателя М тах с максимальным моментом М ] (см. рис. 10.1, г). Для рассматриваемого случая должно выполняться соотношение

Если соотношение (10.10) выполняется, то двигатель обеспечит заданное ускорение на участке разгона (см. рис. 10.1), если нет - график движения на этом участке будет отличаться от заданного. Для обеспечения заданного графика скорости необходимо выбирать другой более мощный двигатель и вновь повторять проверку по перегрузке до нахождения подходящего двигателя.

Для двигателя постоянного тока обычного исполнения и синхронного двигателя для асинхронного

двигателя с фазным ротором этот момент может быть принят примерно равным критическому.

При выборе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором двигатель должен быть проверен также по условиям пуска, для чего сопоставляется его пусковой момент М п с моментом нагрузки при пуске М с п

Для рассматриваемого примера М с = М у Если выбранный двигатель удовлетворяет рассмотренным условиям, то далее осуществляется его проверка по нагреву.

Задача 10.1*. Движение исполнительного органа характеризуется графиками рис. 10.1, а, б, при этом: Л/ с| = 40 Н м; М с2 = 15 Н м; = = 20 с; t 2 = 60 с; t p = 2 с; / т = 1 с; 1 у = 77 с; со уст = 140 рад/с; J = 0,8 кг-м 2 .

Определить расчетный момент и мощность двигателя и построить его нагрузочную диаграмму.

1. Расчетный момент двигателя определяем по (10.5) с учетом (10.6), а расчетную мощность - по (10.7)

2. Для построения нагрузочной диаграммы двигателя M(t) определяем вначале динамические моменты на участках разбега М дин р и торможения М шнт:

3. Моменты двигателя на участках разбега Л/, и торможения М 2 определяем по (10.8):

Моменты двигателя на участках установившегося движения - / р) и (t 2 - t T) равны моментам нагрузки М с1 и М с2 , поскольку динамический момент на них равен нулю.

Задание

1. Составить кинематическую схему электропривода и дать описание назначения и принципа его работы. Описать механизм замыкания (фиксации) главного исполнительного элемента

Произвести кинематический расчет электропривода

Определить коэффициент полезного действия электропривода

Произвести прочностной расчет одного из элементов кинематической схемы

Составить схему управления автошлагбаума ПАШ-I

Определить дальность установки электропривода

Используемая литература

Исходные данные

1. Назначение и принцип работы переездного шлагбаума с двигателем переменного тока ПАШ-1

электропривод замыкание кинематический автошлагбаум

Переездной шлагбаум с двигателем переменного тока ПАШ-1 является составной частью комплекса устройств для ограждения железных дорог в местах их пересечения в одном уровне с автомобильными, пешеходными, а в некоторых случаях и городскими транспортными коммуникациями и предназначен для предупреждения въезда транспортных средств на железнодорожный путь.

Область применения ПАШ-1 - в системе устройств ограждения железнодорожных переездов на станциях, перегонах, подъездных путях железных дорог общего пользования и промышленного железнодорожного транспорта.

ПАШ-1 может выпускаться в трех вариантах исполнения по роду питания электродвигателей: вариант А - переменное трехфазное; вариант Б - переменное однофазное; вариант В-постоянным током.

При отсутствии питания ПАШ-1 работает только на опускание заградительного бруса (ЗБ). ПАШ-1 может работать от однофазной и трехфазной сети переменного тока.

Силовой механизм представляет собой электродвигатель и двухступенчатый редуктор. Первая ступень редуктора - червячный однозаходный самотормозящий механизм. Вторая ступень - цилиндрическая прямозубная передача со встроенной электромагнитной муфтой в зубчатом колесе.

Червячный редуктор предназначен для создания необходимой частоты вращения главного вала и запирания заградительного бруса в крайних положениях.

Кинематическая схема автошлагбаума типа ПАШ-1 показана на рисунке 1.

Принцип работы:

При вступлении поезда на участок приближения к переезду включается звонок и светофорная мигающая сигнализация.

По истечении времени, необходимого для освобождения переезда от транспорта, схемой управления отключается питание электромагнитной муфты, главный вал оттормаживается, и под действием несбалансированности ЗБ главный вал поворачивается, а ЗБ опускается в горизонтальное положение.

В аварийном режиме предусмотрена возможность опускания ЗБ вручную, при помощи курбельной рукоятки.

При отклонении ЗБ от вертикального положения на угол 10-15 о для гашения кинетической энергии ЗБ производится включение гидрогасителя.

Амортизационное устройство обеспечивает плавную остановку ЗБ без качков в конце перевода.

Для гашения кинетической энергии и демпфирования крайних положений ЗБ в шлагбауме предусмотрен гидрогаситель, механическая характеристика которого позволяет автоматически поддерживать равномерную скорость опускания заградительного бруса.

После проследования поезда за пределы переезда в четном или нечетном направлении, на электромагнитную муфту и электродвигатель подается электропитание, вращаясь электродвигатель поднимает ЗБ в вертикальное положение.

Вращение главного вала и отключение электропитания электродвигателя произойдет, когда ЗБ примет вертикальное положение, при этом электромагнитная муфта находится под током (напряжением) и удерживает ЗБ в этом положении.

В момент возвращения ЗБ в вертикальное положение при отключении электродвигателя, отключаются световые и звуковые сигналы.

2. Кинематический расчет электропривода

Выберем электродвигатель АИР 56В4Б переменного тока на напряжение 220В, мощностью 0,18 кВт, 1350 оборотов в минуту.

Определим количество оборотов главного вала за одну операцию:

оборотов

Определим частоту вращения главного вала:

об./сек.об/мин.

Определим передаточное число редуктора:

Автошлагбаум ПАШ-1 имеет двухступенчатый редуктор. Передаточное число червячного редуктора - 90.

Определим передаточное число цилиндрической прямозубной передачи:

Уточненное значение редуктора:

Определим фактическое время поднятия бруса:

с

3. Определение коэффициента полезного действия электропривода номинальной мощности и номинального тока электродвигателя

а) Определим мощность на главном валу:

Вт

б) Найдем дополнительные потери мощности электропривода. Эти потери составляют 2% от полезной мощности на главном валу:

DР доп =0,55 Вт

С учетом этих потерь Р 4 составит:

Р 4 =0,55+27,5=28 Вт

в) Определим потери мощности в редукторе:

Так как , где

КПД цилиндрическо-зубчатой передачи;

КПД червячной передачи;

n - количество пар редукторов.

Вт

Определим потери мощности в редукторе:

DР ред =Р 3 - Р 4 = 37,3 - 28 =9,3 Вт

г) Определим потери мощности в подшипниках (качения):

DР п = Р 2 - Р 3 = 41,9 - 37,3=4,6 Вт

Полезная мощность на валу электродвигателя:

Вт,

где h п - КПД подшипниковых опор

h п = h 6 пк =0,98 6 =0,89

h пк = 0,98 - КПД опор подшипников качения.

д) Определим мощность, потребляемую электродвигателем из сети:

Определим потери мощности в электродвигателе:

DР д = Р 1 - Р 2 = 63,5 - 41,9=21,6 Вт

Энергетическая диаграмма потребляемой мощности из сети Р 1 с учетом различных потерь представлена на рисунке 2.

е) Определим КПД электропривода и номинальный ток электродвигателя:

Мощность, потребляемая трехфазным электродвигателем переменного тока, работающим от однофазной сети:

Откуда номинальный ток электродвигателя:

А

4. Прочностной расчет элемента кинематической схемы

Определение размеров шпонки крепления бруса на элементе 9.

Для крепления бруса на элементе 9 применяется призматическая шпонка. Необходимо определить размеры шпонки при диаметре вала () 40 мм.

Призматические шпонки выполняют прямоугольного сечения с отношением высоты к ширине сечения 1:1. Призматические шпонки изготавливают из чистотянутой стали.

Ширину шпонки (b) выбирают равной .

Определим ширину шпонки:

мм

Зная ширину шпонки можно определить высоту шпонки по стандартным размерам сечений призматических шпонок.

Мм, следовательно, размер сечений шпонки 20х12 мм.

Определим напряжение среза шпонки на элементе 9.

кПа

При максимальном усилии поднятия бруса:

кПа

Так как, согласно допустимое напряжение на срез 40 МПа, то напряжение среза шпонки на элементе 9 при номинальном и максимальном моменте удовлетворяет норме.

5. Схема управления шлагбаумом ПАШ- I

Схема выполнена для открытого состояния переезда. Брус шлагбаума поднят, светофоры переездной сигнализации выключены.

Электромагнитная муфта каждого шлагбаума находится под током и обеспечивает сцепление бруса с редуктором. Электродвигатель шлагбаума М трехфазный, фаза С2-С5 изолирована, а фаза С3-С6 с последовательно включенными конденсаторами подключена параллельно фазе С1-С4. Блок-контакты БК обеспечивают отключение двигателя после подъема бруса шлагбаума.

В1, В2 - контакты автопереключателя, контролирующие соответственно опущенное и поднятое положение бруса шлагбаума.

Реле схемы имеют следующее назначение:

ВМ - обеспечивает выдержку времени на опускание бруса шлагбаума после включения красных мигающих огней на переездном светофоре (13 с);

ВЭМ - реле выключения электромагнитной муфты;

ОША, ОШБ - реле открытия (включения подъема бруса) шлагбаума;

ВЭД - реле выдержки времени 15-20 с для выключения двигателя при работе на фрикцию;

У1, У2, У3 - реле контроля поднятого состояния брусьев шлагбаумов;

ЗУ - реле контроля опущенного (закрытого положения) брусьев шлагбаумов;

ВДА, ВДБ - реле, контролирующие промежуточное положение брусьев шлагбаумов;

АО1, АО2, БО1, БО2 - огневые реле, контролирующие целостность нитей ламп переездных светофоров;

УБ1, УБ2 - реле повторители кнопки поддержания бруса шлагбаума;

ПВ1, ПВ2 - реле, включающие переездную сигнализацию.

С целью повышения надежности горения огней светофорной сигнализации лампы огней переездных светофоров получают питание от двух различных источников питания. Нормально, при отсутствии поездов, брус шлагбаума находится в поднятом состоянии. Реле ОША, ОШБ, ВЭД, ВДА, ВДБ и ЗУ находятся в обесточенном состоянии. Под током находятся реле У1, У2, У3, ВМ и ВЭМ, электромагнитная муфта.

При вступлении поезда на участок приближения, в соответствии с известными схемами типовых решений, обесточиваются реле ПВ1 и ПВ2 (извещение о приближении) и размыкают цепь питания реле У1 и У2, а последние цепь питания реле ВМ. Включаются реле М1 и М2, срабатывает реле КМК и огни переездных светофоров начинают сигнализировать в сторону автотранспорта красными мигающими огнями. Через некоторое время, необходимое для проследования ранее двигавшегося под шлагбаумом автотранспорта, отпускает якорь реле ВМ и выключает реле ВЭМ, а последнее размыкает цепь питания электромагнитной муфты. Брус шлагбаума начинает опускаться под действием собственного веса. После того как брус шлагбаума займет горизонтальное положение замкнуться контакты В1 автопереключателя и встает под ток реле ЗУ, сигнализирующее о закрытом положении шлагбаума. При вступлении поезда на участок приближения через тыловые контакты У1, У1, ПВ1, ПВ2 получит питание и притянет якорь реле ВЭД, параллельно которому подключен конденсатор большой емкости. Реле ВЭД подготовит цепь включения реле открытия шлагбаумов ОША и ОШБ.

После того как поезд проследует переезд и притянут якорь реле ПВ1 и ПВ2 замкнется цепь питания реле ВЭМ, ОША и ОШБ. Реле ВЭМ включит электромагнитную муфту, а реле ОША и ОШБ замкнут цепь питания электродвигателей привода брусьев автошлагбаумов и последние начнут подниматься в вертикальное положение. После того как оба бруса займут вертикальное положение (80 о -90 о), замкнутся контакты автопереключателей В2 и создадут цепь питания реле У1, У2 и их повторителей, а последние разомкнут питание реле ОША и ОШБ и схема перейдет в исходное состояние.

Если по какой-либо причине, например, при заклинивании один из брусьев шлагбаумов, например шлагбаума Б, остановится в среднем положении, то после того как брус шлагбаума А достигнет вертикального положения, притянет якорь реле ВДА и разомкнет цепь питания реле ОША, которое в свою очередь разомкнет цепь питания двигателя. Реле ОШБ будет оставаться под током и двигатель привода шлагбаума Б будет работать на фрикцию до тех пор пока не закончится разряд конденсатора К3, подключенного параллельно катушке реле ВЭД и последнее не отпустит свой якорь.

В случае выключения питания переменного тока брусья шлагбаумов останутся в поднятом положении до приближения к переезду первого поезда, после чего брусья опустятся автоматически, а подъем брусьев после проследования поезда будет осуществляться вручную. Выключение красных мигающих огней переездных светофоров осуществляется только после полного подъема брусьев обоих шлагбаумов контактами реле У1 и У2.

Схема управления шлагбаумом ПАШ-I показана на рисунке 3.

6. Определение дальности установки электропривода

Определить длину кабеля без дублирования жил:

м

где L - длина кабеля, без дублирования жил;

U n - напряжение источника питания;

U д - напряжения на зажимах двигателя;

r 1 - сопротивление медной жилы кабеля диаметром 1 мм.

Согласно , дублирование жил для управления двигателем до расстояния 100 м не требуется.

Рассчитаем емкость пускового конденсатора:

U ф - номинальное фазное напряжение;

f = 50 Гц - частота;

Коэффициент мощности.

Учитывая, что работа двигателя происходит под нагрузкой, необходимо увеличить рабочую емкость. Электродвигатель шлагбаума работает 10-12 с при мощности, превосходящей расчетную на 35%. Поэтому рабочую емкость следует увеличить на 50-70%. Тогда:

мкФ

Используемая литература

1. Задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов VI курса. Москва 2005 год.

Переездной шлагбаум ПАШ-I. Технология обслуживания, ремонта и проверки в условиях дистанций сигнализации и связи железных дорог. Москва 1998 год.

Методические указания по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи на ж.д. транспорте И-234-95 «Переездной шлагбаум с двигателем переменного тока». Санкт-Петербург 1995 год.

Грузоподъемные механизмы (ГПМ) предназначены для погрузки оборудования, сырьевых ресурсов с пирса в люки трюмов и наоборот. Они подразделяются на грузовые, траловые, шлюпочные и другие лебёдки, а также крановые механизмы. Судовые краны являются автономными механизмами и в отличие от лебедок не требуют дополнительного такелажа.

Грузовые краны имеют три механизма: механизм подъема груза, механизм изменения вылета стрелы и механизм поворота. Кормовые краны имеют два механизма: механизм подъема и механизм передвижения. Грузовые краны более эффективны и маневренны, поэтому большинство сухогрузов и рефрижераторов снабжены кранами.

По механической части краны и лебедки могут иметь червячный или цилиндрический редуктор. Червячные редукторы имеют меньший КПД, чем цилиндрические.

Рассмотрим пример расчёта, проверки выбора электропривода грузоподъёмного механизма:

масса груза - =2500 кг ;

скорость подъёма – =50 ;

скорость опускания – =25 ;

высота подъёма – =25 ;

диаметр барабана – =0,42 ;

передаточное число редуктора – =36;

к.п.д. механизма – =0,85;

время паузы между – =110с;

напряжение сети – ;

длина кабеля – =60 .

Предварительный выбор двигателя.

Момент на валу электродвигателя при подъёме номинального груза

Момент на валу электродвигателя при опускании номинального груза в режиме тормозного спуска

Скорость электродвигателя (на быстроходной обмотке), необходимая для обеспечения заданной скорости подъёма номинального груза

или частота вращения

Скорость электродвигателя, необходимая для обеспечения опускания груза

или частота вращения

Мощность электродвигателя при подъёме номинального груза на быстроходной обмотке

Мощность электродвигателя при опускании груза на обмотке средней скорости

В качестве электродвигателя выбираем судовой трёхскоростной асинхронный электродвигатель для якорно-швартовных механизмов серии МАП 622-4/8/16 ОМ1 с параметрами для работы на двух скоростях.

Число полюсов
Мощность
Частота вращения
Угловая скорость	151,24	72,2
Номинальный ток
Пусковой ток
Максимальный момент
Пусковой момент
Коэффициент мощности	0,86	0,68
Момент инерции	без тормоза	1,375
с тормозом	1,625
Напряжение

Определяем номинальный момент двигателя на быстроходной обмотке

Определяем номинальный момент двигателя на тихоходной обмотке:

Таким образом, работая с и двигатель не перегружается.

Механическая характеристика электродвигателя строится по следующим точкам:

а) для быстроходной обмотки:

· точка идеального холостого хода для быстроходной обмотки ,

где - частота сети, - число пар полюсов;

· точка номинального режима ;

· точка пуска - кратность пускового момента.

характерные точки режима для быстроходной обмотки:

точка холостого хода

точка номинального режима

точка критического момента

точка пускового момента

промежуточная точка1

промежуточная точка2

б) для тихоходной обмотки:

· точка идеального холостого хода для тихоходной обмотки:

· точка номинального режима ;

· точка, соответствующая критическому моменту ,

где - кратность максимального момента, , причём критическое скольжение определяется по выражению:

· точка пуска ,

где - кратность пускового момента.

Дополнительные точки определяются по формуле Клосса:

промежуточные точки при скольжении, равном и

характерные точки режима для тихоходной обмотки:

точка холостого хода

точка номинального режима

точка критического момента

точка пускового момента

промежуточная точка1

промежуточная точка2

На рисунке приведены механические характеристики АД Рис.7.1.

Построение нагрузочной диаграммы.

1) При подъёме номинального груза приведённый к валу двигателя момент инерции электропривода определяется:

где - опускаем из-за её малости.

Тогда для двигателя без тормоза

2) Время разгона двигателя на подъёме груза

3) Расчётный тормозной момент

4) Время торможения при подъёме груза и отключения двигателя

где , - коэффициент запаса тормоза .

5) Время пуска двигателя на спуск груза

6) Время торможения при спуске груза

7) Пути, пройденные при разгоне и торможении двигателя во время подъёма:

8) Пути, пройденные при разгоне и торможении двигателя во время спуска:

9) Установившаяся скорость подъёма груза с учётом выбранного двигателя и время подъёма:

10) Установившаяся скорость опускания груза с учётом выбранного двигателя и время спуска:

11) На основе расчёта строим нагрузочную, скоростную и токовую диаграммы (рис.7.2).

Рис.7.2а. Нагрузочная диаграмма.

t,c

Рис 7.2б. Скоростная диаграмма.

t,c

Рис.7.2в. Токовая диаграмма.

Время цикла

Мощность электродвигателя соответствует пуску, торможению и установившемуся режиму. Однако на этих этапах необходимо убедиться в отсутствии перегрева электродвигателя путём оценки его эквивалентного (среднеквадратичного) тока в цикле.

Эквивалентный (по нагреву) ток нагрузки электродвигателя определяется с помощью:

где - интервала цикла.

Можно полагать, что на каждом этапе цикла ток электродвигателя постоянный.

Во время разгона двигатель работает в режиме пуска , следовательно

Во время подъёма груза с установившейся скоростью на быстроходной обмотке электродвигатель работает в режиме близком к номинальному

При опускании груза электродвигатель работает в тормозном режиме. Во время разгона двигатель работает в режиме пуска , на тихоходной обмотке

Во время спуска груза с установившейся скоростью на тихоходной обмотке электродвигатель работает в режиме близком к номинальному

Тогда эквивалентный ток двигателя

Фактическая продолжительность включения двигателя

или ПВ=34%.

Допустимое значение эквивалентного тока двигателя определяется соотношением

Следовательно, эквивалентный ток рабочего режима (50,2А) меньше допустимого (70,3А) при фактической продолжительности включения ПВ=34%, что доказывает возможность использования (по температурным условиям) выбранного двигателя.

Выбор кабеля от распределительного щита

до электродвигателя

При выборе питающего кабеля исходят из расчёта величины эквивалентного тока, вида прокладки, температуры окружающей среды и т.д.

Величина расчётного тока кабеля определяется по формуле

где - эквивалентный ток, определённый в п.7; - коэффициент, учитывающий уменьшение допустимой нагрузки кабеля находящегося в пучке; для однорядных пучков - , - коэффициент, учитывающий число часов работы в сутки, к 2 =1,41, определяемый как

В трёхфазной системе для вычисления потери напряжения определяют как

где - коэффициент мощности выбранного двигателя.

Ниже приведены величины активных и реактивных сопротивлений одной жилы кабеля при температуре 65 о С и частоте сети 50 Гц, для 1000 метров кабеля.

Таблица 3

Обычно потеря напряжения выражается в процентах от номинального напряжения

Допустимые потери для сетей освещения – 5%, сетевых потребителей – 7%, норма не превышена.

Выбор коммутационной аппаратуры

Автоматический выключатель (автомат) предназначен для автоматического размыкания электрических цепей при аварийной ситуации, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах работы.

Автоматы снабжены расцепителями, контролирующими величину соответствующего параметра (в данном случае - тока).

Для включения и отключения электропривода выбираем автоматический выключатель А3114Р с комбинированным максимальным расцепителем на номинальный ток 100А.

Управление режимами электропривода

Регулирование скорости в электроприводах на переменном токе осуществляется за счёт использования многоскоростных асинхронных

электродвигателей и контроллеров управления (см. рис.7.3).

Статор асинхронного двигателя имеет две группы обмотки С2, и С3 комбинации которых обеспечивают изменение механической характеристики электродвигателя с синхронными скоростями вращения. Обмотки подключаются через общий автоматический выключатель АВ и контакты силового кулачкового контроллера 1-ХП согласно таблице 4.

В этой же цепи включены реле тепловой защиты от перегрузки РТ1, РТ2 и РГ. При превышении тока величины установки реле оно срабатывает и разрывает цепь контакторов грузовой защиты КГ1 и КГ2.

Цепи управления питаются через трансформатор Тр и выпрямитель Вп. В аварийных ситуациях, не допускающих остановки электродвигателя, несмотря на его перегрузку, тепловая защита шунтируется кнопкой К. При отключении автомата АВ, ротор двигателя заторможен дисковым тормозом Т, который растормаживается электромагнитом ТМ при включении АВ.

Работа электропривода в направлении выбирать (подъём груза) и травить (опускание груза) определяется только направлением вращения магнитного поля. Реверс осуществляется контактами IV и VI. При положении рукоятки в секторе «выбирать» замкнуты контакты II, III, V, (см. таблицу), а в положении «травить» - II, IV, VI.

При пуске двигателя катушка ТМ растормаживает дисковый тормоз. В первом положении рукоятки силового кулачкового контроллера получает питание обмотка С3, т.к. контакты грузового контактора КГ1 шунтируют фазы обмотки С2. Двигатель разгоняется по характеристике I до частоты первой ступени. Рукоятка переводится во второе положение, размыкаются контакты КГ1 и замыкаются контакты КГ2 и I,шунтируя обмотку С3 и включая звёздочкой обмотку С2. Двигатель переходит на характеристику 2 и разгоняется до частоты второй ступени. Но если нагрузка на двигатель возрастает выше допустимой, тогда срабатывает грузовое реле РГ и размыкает цепь катушек КГ1 и КГ2. Схема обеспечит переключение двигателя на характеристику 1, т.к. обмотка С2 будет отключена, а С3 включена.

Таблица 4

Контакты	Травить		Выбирать
		Х			Х
	Х	Х		Х	Х
				Х	Х
	Х	Х
				Х	Х
	Х	Х

Рис.7.3. Принципиальная схема грузоподъемного механизма.

Кафедра: «Электрооборудования Судов и Электроэнергетики»
Курсовая работа
на тему:

«Расчёт электропривода грузоподъёмного механизма»

Калининград 2004

1. 
   Исходные данные для расчётов……………………………………………
2. 
   Построение упрощённой нагрузочной диаграммы механизма

и предварительный выбор мощности двигателя………………………….

1. 
   Построение упрощённой нагрузочной диаграммы двигателя………….

2.2 Расчёт статической мощности на выходном валу механизма…………...

2.3 Расчёт статической мощности на валу двигателя………………………...

2.4 Построение упрощённой нагрузочной диаграммы двигателя…………..

2.5 Расчёт требуемой мощности двигателя по упрощённой нагрузочной

диаграмме…………………………………………………………………...

3. Построение механической и электромеханической характеристики……..

3.1 Расчёт и построение механической характеристики……………………...

3.2 Расчёт и построение электромеханической характеристики……………..

4. Построение нагрузочной диаграммы………………………………………..

4.1 Подъём номинального груза………………………………………………..

4.2 Тормозной спуск груза……………………………………………………...

4.3 Подъём холостого гака……………………………………………………..

4.4 Силовой спуск силового гака………………………………………………

5. Проверка выбранного двигателя на обеспечение заданной

производительности лебёдки………………………………………………...

6. Проверка выбранного двигателя на нагрев…………………………………

7. Силовая схема преобразователя частоты с инвертором напряжения……..

8. Список используемой литературы…………………………………………..

1. 
   Исходные данные для расчётов

Род тока Грузоподъёмность G гр кг Высота подъёма l п,м Высота спуска l с,м Переменный Продолжение таблицы 1 Вес грузозахватывающего устройства G х.г,кг Диаметр грузового барабана D,м Время пауз нагрузочной диаграммы t i ,с t п1 t п2 t п3 t п4 Продолжение таблицы 1 Продолжение таблицы 1
	Посадочная скорость υ` с, м/с	Наименование исполнительного механизма	Система управления	Род тока
		Асинхронный двигатель	Преобразователь частоты с инвертором напряжения	Сеть переменного тока 380В

Таблица -1- Исходные данные для расчётов
2. Построение упрощённой нагрузочной диаграммы механизма

и предварительный выбор мощности двигателя

2.1 Построение упрощённой нагрузочной диаграммы двигателя
Продолжительность включения рассчитываем по формуле:

(1)
где
(2)

Время работы двигателя при подъёме груза:

Время работы двигателя при спуске груза:

(5)
Время работы двигателя при подъёме холостого гака:
(6)
Время работы двигателя при спуске холостого гака:

Здесь скорость спуска холостого гака равна скорости подъёма холостого гака

Суммарное время включённого состояния двигателя:

Определяем продолжительность включения двигателя

2.2 Расчёт статической мощности на выходном валу механизма.
Статическая мощность на выходном валу при подъёме груза:

(8)
Статическая мощность на выходном валу при спуске груза:

Статическая мощность на выходном валу при посадке груза:

(10)
Статическая мощность на выходном валу при подъёме холостого гака:

(11)
Статическая мощность на выходном валу при спуске холостого гака:

2.3 Расчёт статической мощности на валу двигателя.
Статическая мощность на валу двигателя при подъёме груза:

(13)
Статическая мощность на валу двигателя при спуске груза:

(14)
Статическая мощность на валу двигателя при посадке груза:

Статическая мощность на валу двигателя при подъёме холостого гака:

Здесь η х.г =0,2

Статическая мощность на валу двигателя при спуске холостого гака:

2.4 Построение упрощённой нагрузочной диаграммы двигателя.

Рисунок 1 – Упрощённая нагрузочная диаграмма двигателя

2.5 Расчёт требуемой мощности двигателя по упрощённой нагрузочной диаграмме

Средне квадратичную мощность рассчитываем по формуле:

(18)
где β i - коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи и рассчитывается для всех рабочих участков по формуле:

(19)
Здесь β 0 - коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи при неподвижном роторе

Для двигателей открытого и защищённого исполнения β 0 =0,25÷0,35

Для двигателей закрытого обдуваемого исполнения β 0 =0,3÷0,55

Для двигателей закрытых без обдува β 0 =0,7÷0,78

Для двигателей с принудительной вентиляцией β 0 =1
Принимаем β 0 =0,4 и υ ном = м/с
При подъёме груза:

(20)
При спуске груза до одного метра:
(21)
При посадке груза:

(22)
При подъёме холостого гака:

(23)
При спуске холостого гака:

(24)
Таблица 2 – Сводная таблица данных для расчёта среднеквадратичной

мощности

Участок	Р с	t р,с	υ, м/с	υ н	β
1
2
2 посадочный
3
4

Запишем выражение для расчёта среднеквадратичной мощности двигателя:

=

Номинальную мощность двигателя находим по формуле:

(26)
где k з =1,2 – коэффициент запаса

ПВ ном =40% - номинальная продолжительность включения

По справочнику выбираем двигатель марки, который имеет следующие характеристики:
Номинальная мощность Р н = кВт

Номинальное скольжение s н = %

Частота вращения n= об/мин

Номинальный ток статора I ном = А

Номинальный КПД η н = %

Номинальный коэффициент мощности cosφ н =

Момент инерции J = кг·м 2

Число пар полюсов р =

3. Построение механической и электромеханической характеристики.
3.1 Расчёт и построение механической характеристики.

Номинальная угловая скорость вращения:

(26)

Н
(27)
оминальный момент:

Определяем критическое скольжение для двигательного режима:

где

перегрузочная способность λ=

(29)

Критический момент вращения находим из выражения 29:

По уравнению Клосса находим М дв:

(31)
Запишем выражение для угловой скорости:

(32)
где ω 0 =157 с –1
Используя формулы 31, 32 составим расчётную таблицу:
Таблица 3 – Данные для построения механической характеристики.

ω, с -1
М, Н·м

3.2 Расчёт и построение электромеханической характеристики.
Ток холостого хода:

(33)
где

(34)

Ток, значение которого обусловлено параметрами скольжения и момента на валу:

(35)
Используя формулы 33, 34, 35 составим расчётную таблицу:
Таблица 4 – Данные для построения электромеханической характеристики.

М, Н·м
I 1 , A

Рисунок 2 – Механическая и электромеханическая характеристики асинхронного

двигателя типа при 2р= .

4. Построение нагрузочной диаграммы
4.1 Подъём номинального груза.

(36)
Передаточное число:

(37)
Момент на валу электродвигателя:

Время разгона:

(39)
где угловая скорость ω 1 определена по механической характеристике двигателя и соответствует моменту М 1ст.
Выбранный двигатель типа снабжён дисковым тормозом типа с М т = Н·м
Постоянные потери в электродвигателе:

(40)
Тормозной момент, обусловленный постоянными потерями в электродвигателе:

(41)

Суммарный тормозной момент:

Время остановки поднимаемого груза при отключении двигателя:

(43)

Установившаяся скорость подъёма номинального груза:

(44)

Время подъёма груза при установившемся режиме:

Ток, потребляемый двигателем, в пределах допустимых нагрузок пропорционален моменту на валу и может быть найден по формуле:

4.2 Тормозной спуск груза.
Момент на валу электродвигателя при опускании номинального груза:

Поскольку в пределах допустимых нагрузок механическую характеристику для генераторного и двигательного режимов можно представить одной линией, скорость рекуперативного торможения определяется по формуле:

(49)
где угловая скорость ω 2 определена по механической характеристике двигателя и соответствует моменту М 2ст.
Если ток тормозного режима I 2 принять равным току двигателя, работающего с моментом М 2ст, то:

Время разгона при опускании груза с включённым двигателем:

(51)
Тормозной момент при отключении двигателя от сети:

Время остановки опускаемого груза:

Скорость опускания груза:

(54)
Путь, пройденный грузом при разгоне и торможении:

(55)
Время опускания груза при установившемся режиме:

(56)

1. 
   Подъём холостого гака.

Момент на валу электродвигателя при подъёме холостого гака:

(57)
Моменту М 3ст = Н·м соответствует, согласно механической характеристике, скорость двигателя ω 3 = рад/с

Ток, потребляемый двигателем:

(58)
Приведенный к валу двигателя момент инерции электропривода:

(59)
Время разгона при подъёме холостого гака:

(60)
Тормозной момент при отключении двигателя в конце подъёма гака:

Время остановки поднимаемого гака:

(62)

Скорость подъёма холостого гака:

(63)

(64)
Время установившегося движения при подъёме холостого гака:

1. 
   Силовой спуск силового гака.

Момент на валу электродвигателя при опускании холостого гака:

(66)
Моменту М 4ст = Нм соответствует скорость двигателя ω= рад/с

и потребляемый ток:

(67)
Время разгона при опускании холостого гака:

(68)
Тормозной момент при отключении двигателя:

(69)
Время остановки опускаемого гака:

(70)
Скорость опускания холостого гака:

Путь, пройденный гаком при разгоне и торможении:

(72)
Время установившегося движения при опускании холостого гака:

(73)
Расчётные данные работы двигателя сводим в таблицу 5.

Таблица 5 – Расчётные данные работы двигателя.

Режим работы	Ток, А	Время, с
Подъём номинального груза: разгон………………………………………… установившийся режим……………………… торможение…………………………………… Горизонтальное перемещение груза……………. Тормозной спуск груза: разгон………………………………………… установившийся режим……………………… торможение…………………………………… Расстроповка груза……………………………….. Подъём холостого гака: разгон………………………………………… установившийся режим……………………… торможение…………………………………… Горизонтальное перемещение гака……………... Силовой спуск холостого гака: разгон………………………………………… установившийся режим……………………… торможение…………………………………… Застроповка груза…………………………………		t 01 = t 2п = t 02 = t 3 п = t 03 = t 4п = t 04 =

5. Проверка выбранного двигателя на обеспечение

заданной производительности лебёдки.

Полная продолжительность цикла:

Число циклов в час:

6. Проверка выбранного двигателя на нагрев.

Расчётная продолжительность включения:

(76)
Эквивалентный ток при повторно-кратковременном режиме,

соответствующий расчётной ПВ% (полагая ток плавно спадающим

от пускового до рабочего, берём для расчёта его среднее значение,

тем более что время переходного процесса ничтожно мало):

Эквивалентный ток при повторно-кратковременном режиме, пересчитанный на стандартную ПВ% выбранного двигателя, по уравнению:

(78)
Таким образом, I ε н = А
8. Список используемой литературы.

1. 
   Чекунов К. А. “Судовые электроприводы электродвижение судов”. – Л.:

Судостроение, 1976.- 376с.

2. Теория электропривода. методические указания к курсовой работе для

студентов дневных и заочных факультетов высших учебных заведений по

специальности 1809 “Электрооборудование и автоматика судов”.-

Калининград 1990г.

3. Чиликин М. Г. “Общий курс электропривода”.- М.: Энергия 1981г.

7. Силовая схема преобразователя частоты с инвертором напряжения.

Преобразователь с инвертором напряжения включает следующие основные силовые узлы (рисунок 3): управляемый выпрямитель УВ с LC-фильтром; инвертор напряжения – АИ с группами вентилей прямого ПТ и обратного ОТ тока, отсекающими диодами и коммутирующими конденсаторами ; ведомый инвертор ВИ с LC-фильтром. Обмотки дросселя фильтров УВ и ВИ выполнены на общем сердечнике и включены в плечи вентильных мостов, выполняя при этом также функции токоограничения. В преобразователе осуществляется амплитудный метод регулирования выходного напряжения посредством УВ, а АИ выполнен по схеме с одноступенчатой междуфазовой коммутацией и устройством подзаряда конденсаторов от отдельного источника (на схеме не показано). Ведомый инвертор ВИ обеспечивает режим рекуперативного торможения электропривода. При построении преобразователя принято совместное управление УВ и ВИ. Поэтому с целью ограничения уравнительных токов система регулирования должна обеспечить более высокое напряжение постоянного тока ВИ, чем у УВ. Кроме того, система регулирования должна обеспечить заданный закон управления напряжением и частотой преобразователя.

Поясним формирование кривой выходного напряжения. Если первоначально в проводящем состоянии были тиристоры 1 и 2, то при открывании тиристора 3 заряд кондесатора прикладывается к тиристору 1, и онзакрывается. Проводящими оказываются тиристоры 3 и 2. Под действием ЭДС самоиндекции и фазы А открываются диоды 11 и 16, так как разность потенциалов между началами фаз А и В оказывается наибольшей. Если продолжительность включения обратных диодов, определяемая самоиндукцией фазы нагрузки, меньше длительности рабочего интервала, диоды 11 и 16 закрываются.

В звено постоянного тока параллельно инвертору включается конденсатор, ограничивающий пульсации напряжения , возникающие при переключении тиристоров инвертора. В результате звено постоянного обладает сопротивлением для переменной составляющей тока, и напряжение входа и выхода инвертора при постоянных параметрах нагрузки связаны постоянным коэффициентом.

Плечи инвертора обладают двухсторонней проводимостью. Для обеспечения этого в плечах инвертора используются тиристоры, зашунтированные встречно включёнными диодами.

В общем случае основа расчета мощности двигателя электропривода - нагрузочная диаграмма (рис. 1.32), которую рассчитывают или определяют экспериментально. На основании нагрузочной диаграммы методом эквивалентных величин рассчитывают постоянную эквивалентную нагрузку (1.114), действующую на валу двигателя ЭП. Далее с учетом возможных технологических пауз в работе ЭП рассчитывают требуемый номинальный показатель нагрузки электродвигателя:

где L„ - номинальный показатель нагрузки двигателя; L*, - эквивалентный показатель нагрузочной диаграммы, рассчитанный по (1.114); р„ - коэффициент механической (токовой pj= / кр // н) перегрузки двигателя, р м = Р кр /Р н, Р кр (/ кр) - кратковременно допускаемая мощность (ток) двигателя, Р н (/ н) - номинальная мощность (ток) двигателя.

В длительном режиме работы S1, когда продолжительность непрерывной работы двигателя ЭП превышает 90 мин и двигатель полностью использован по нагреву, достигнув установившейся температуры, значение коэффициента р м = 1.

Если режим работы электродвигателя отличается от длительного S1, то с учетом возможных технологических пауз в работе его коэффициент механической (токовой) перегрузки р м рассчитывают через коэффициент тепловой перегрузки pj, который представляет собой отношение повышенных кратковременных потерь мощности Л/™ в двигателе к его номинальным АР Н, то есть Pj = АР кр /АР н. На основании (1.118) коэффициент тепловой перегрузки двигателя можно выразить в виде:

Из (1.130) получаем взаимосвязь между коэффициентами механической (токовой) и тепловой перегрузок:

где а = &Р С /ЬР ЭЯМ - отношение постоянных потерь мощности в двигателе к номинальным переменным (электрическим потерям), см. подразд. 1.5.3.

С учетом занижения неустановившихся расчетных температур двигателя по общей теории нагрева из-за принятых допущений целесообразно для компенсации возникающей погрешности считать, что все потери мощности в электродвигателе переменные. То есть АР с = 0 и а = 0. Тогда формулу (1.131) можно привести к более простому виду:

Если в общем случае периоды нагрузки электродвигателя чередуются с его периодическими отключениями, то при правильно выбранной мощности двигателя его превышение температуры должно изменяться от некоторого начального значения Ф 0 до нормированного Ф Н орм Для соответствующего класса нагревостойкости изоляции. Исходя из этого и используя формулы (1.117) и (1.121) с учетом соотношения (1.124), можно записать:

Подставляя значение О 0 из (1.134) в (1.133) и учитывая, что отношение О у /$ н =р т = &Р кр /АР Н1 получим формулу расчета коэффициента тепловой перегрузки в общем виде:

где е = 2,718; / ра б, "откл - продолжительности работы и отключенного состояния электродвигателя или работы на холостом ходу для режима S6, мин; 0 О - 0,5 - коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи самовентилируемых двигателей закрытого обдуваемого исполнения в отключенном состоянии (при работе на холостом ходу в режиме S6 р 0 = 1); Т нац> - постоянная времени нагрева электродвигателя, мин. Для большинства электродвигателей постоянная времени нагрева Г наГ р = 15...25 мин и при предварительном расчете мощности двигателя по допустимому нагреву может быть принята на уровне 7" наф = 20 мин. После выбора электродвигателя среднее значение постоянной времени нагрева (мин) может быть уточнено по формуле (1.122).

Дальнейший переход от коэффициента тепловой перегрузки р т к коэффициентам токовой р г и механической р м перегрузок ведут по рассмотренным ранее формулам (1.131), (1.132), а определение необходимой мощности электродвигателя по соотношению (1.129) с предварительным расчетом эквивалентной мощности нагрузки по (1.114).

Для кратковременного режима работы S2, когда в течение технологических пауз в работе электродвигатель полностью охлаждается до температуры окружающей среды, то есть /о™ -> ©о, то по формуле (1.135) получим более простое соотношение:

В длительном режиме работы S1 /раб-» 00 и согласно (1.135) р т = 1, то есть электродвигатель не допускает тепловой перегрузки.

Окончательно правильность расчета по методу эквивалентных величин уточняют по методу средних потерь. Для правильно выбранного по допустимому нагреву электродвигателя должно выполняться условие:

где A/> C p - средние потери мощности в двигателе при работе, Вт;

где ДPi, /,- потери мощности и продолжительность нагрузки двигателя на /-м участке нагрузочной диаграммы.

Потери мощности на участках нагрузочной диаграммы, преобразованной к виду Р= fit), равны:

где т- частичный КПД электродвигателя при Р, нагрузке на валу, определяют по рабочей характеристике двигателя ч* = ЛЛ/А) или П Р И отсутствии таковой рассчитывают по формуле

где а -отношение постоянных потерь мощности в двигателе к его номинальным переменным потерям (коэффициент потерь), а = Д/уд/Ц.,: для электродвигателей общего назначения а = 0,5...0,7, для крановых- а = 0,6...1,0; х- степень загрузки двигателя, х= PJP H .

Постоянные потери мощности АР с, которые выделяются в двигателе при работе на холостом ходу (Д = 0, л = 0) и которые необходимо учитывать, например в режиме S6 при расчете средних потерь по (1.138), рассчитывают по формуле

Для повышения точности теплового расчета мощности АД общего применения продолжительного режима S1 для использования в кратковременном S2 или повторно-кратковременном S3 режимах работы целесообразно воспользоваться номограммой рисунка 1.34, рассчитанной автором с учетом непостоянства тепловых параметров АД. При этом установившееся значение Т н у, так называемой «постоянной времени нагрева», рассчитывают по среднему значению Т иагр, вычисляемому по формуле (1.122): Т н у = (4/3)r Har p.

При отсутствии данных о токе холостого хода АД его относительное значение рассчитывают по (1.34).

Порядок пользования номограммой для определения коэффициентов перегрузок показан пунктирными линиями. Необходимую мощность двигателя ЭП рассчитывают на основании обоб-

Рис. 1.34. Номограмма для определения коэффициентов перегрузок АД продолжительного режима нагрузки S1 при работе в режимах кратковременном S2 и повторнократковременном S3

щенной расчетной формулы (1.129) с использованием эквивалентной (среднеквадратической) мощности, определенной по нагрузочной диаграмме двигателя.

При использовании специальных электродвигателей, когда в режим работы S2 ставится двигатель режима S2, в режим S3 - двигатель режима S3, а в режим S6 - двигатель режима S6, расчет номинальной мощности Р н двигателя ведется по формулам соответственно:

где Р х - эквивалентная мощность на валу двигателя за период нагрузки; ПВ Д, ПН Х -длительность рабочего периода по нагрузочной диаграмме; /ра бн, ПВ норм, ПН норм -длительность рабочего периода стандартная (нормированная).

В случае использования электродвигателя длительного режима нагрузки S1 в повторно-кратковременном режиме S3 его можно трактовать как электродвигатель режима нагрузки S3 со стандартным значением ПВ норм = 100%. При этом необходимо учитывать ухудшение теплоотдачи двигателя в отключенном состоянии и при перерасчете по формуле (1.143) пользоваться так называемой приведенной продолжительностью включения с использованием значения коэффициента р 0.