Выбор мощности двигателя при длительном режиме нагрузки

Режим, при котором двигатель может работать сколь угодно долго, не перегреваясь свыше допустимой температуры, называется длительным. Нагрузка на двигатель может быть постоянной во времени или переменной. При постоянной нагрузке мощность двигателя определяется мощностью нагрузки рабочего механизма , его КПД и промежуточных передач η:

= . (5.34)

По каталогу выбирается двигатель, с ближайшей большей номинальной мощностью, т.е.

С длительной постоянной нагрузкой работают двигатели приводов вентиляторов, насосов, транспортеров и т.п.

Если нагрузка двигателя в длительном режиме работы изменяется по известному графику, то его мощность выбирается по методу эквивалентных величин.

Рис.5.12. Нагрузочная характеристика двигателя при переменном

моменте нагрузки

Эквивалентный момент рассчитывается по нагрузочной характеристике по уравнению:

. (5.35)

Механическая мощность на валу двигателя:

= . (5.36)

После расчета мощности двигателя по каталогу выбирают двигатель, отвечающий условиям:

≥ , ≈ n,

где - номинальная (паспортная) мощность двигателя;

n – заданная скорость вращения механизма.

Выбранный двигатель проверяется на допустимую перегрузку, его максимальный момент должен быть больше наибольшего тормозящего момента, создаваемого на валу, рабочим механизмом:

> ,

где - наибольший момент на валу двигателя (определяется по нагрузочной характеристике).

Если выбранный двигатель не удовлетворяет условию перегрузки, необходимо выбрать по каталогу двигатель большей мощности.

Выбранный двигатель должен иметь пусковой момент больше, чем тормозящий момент, создаваемый рабочим механизмом в момент пуска, т.е.:

≥М,

где – кратность пускового момента (определяется по каталогу);

М – тормозящий момент нагрузки на валу двигателя в момент пуска (определяется по нагрузочной характеристике).

При частоте вращения рабочего механизма n < 3000 об/мин и отсутствии требований по ее регулированию следует выбирать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

6.5.7.Задачи для самопроверки по разделу «Электрические машины»

Задача 1.Найдите частоту вращения четырехполюсного асинхронного двигателя, включенного в сеть промышленной частоты и работающего со скольжением 5%.

Задача 2.Асинхронный шестиполюсный двигатель номинальной мощности 10 кВт работает со скольжением 5%.

Найдите вращающий момент, развиваемый двигателем.

Задача 3.Паспортные данные двигателя приведены в таблице.

Найдите скольжение, при котором двигатель будет развивать максимальный момент.

Задача 4.Асинхронный двигатель работает с КПД η=78% и при частоте вращения n_н=2910 об/мин развивает вращающий момент М_ном.=7 Н∙м. Найдите активную мощность, потребляемую двигателем из сети.

Задача 5. Паспортные данные двигателя приведены в таблице.

Найдите ток, потребляемый двигателем.

Задача 6. Паспортные данные двигателя приведены в таблице.

При какой частоте вращения момент двигателя будет максимальным?

Задача 7. Асинхронный двигатель номинальной мощностью Р_н=3 кВт, включенный в сеть с линейным напряжением U_л.=220 В, работает с КПД η=84,5% и потребляет ток I_л=10,6 А.

Найдите коэффициент мощности двигателя.

Задача 8.Паспортные данные двигателя приведены в таблице.

Найдите пусковой ток двигателя при питании его от сети с линейным напряжением U_л.= 380 В.

Задача 9. Найдите скольжение и число полюсов двигателя, включенного в сеть промышленной частоты, номинальная частота вращения которого

n₂=730 об/мин. Каким было скольжение в момент пуска?

Задача 10.Номинальная мощность двигателя Р_н=3 кВт, номинальная частота вращения n₂=720 об/мин.Как изменится вращающий момент двигателя при уменьшении напряжения сети на 10%?

(Вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения.)

Задача 11.Трехфазный асинхронный двигатель, поставленный под напряжение 220 В, работает с коэффициентом мощности 0,8, потребляя ток I_л=30 А. Найдите КПД двигателя, если суммарные потери в нем 1000 Вт.

6.5.8.Тест для самопроверки по разделу «Асинхронный двигатель»

1. Номинальное скольжение шестиполюсного асинхронного двигателя 2%, а номинальная частота вращения …

2. Двухполюсный асинхронный двигатель номинальной мощности 1,1 кВт и номинальным скольжением 3% развивает вращающий момент …

3.Трехфазный асинхронный двигатель номинальной мощностью 1,1 кВт работает с КПД 87%, Cosφ=0,835 и потребляет из сети с U_л=380 В ток …

4. Двигатель, подключенный к сети с f=400 Гц работает с частотой вращения 7760 об/мин, со скольжением …

5. Асинхронный двигатель номинальной мощности 1,1 кВт работает с КПД 87% и потребляет из сети активную мощность …

6. Скольжение рассчитывается по формуле …

7. При пуске двигателя напряжение понижают для …

8. Номинальной мощностью называется …

9. При понижении напряжения вращающий момент двигателя …

10.Термин: «Рабочий участок механической характеристики жесткий» означает …

11. При обрыве одной фазы на ходу двигателя потребляемый ток …

12. При обрыве одной фазы на ходу двигателя частота вращения …

13. Работа двигателя устойчива, если …

14. При увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение …

15. КПД двигателя при увеличении нагрузки …

16. Критическое скольжение рассчитывается по формуле …

17. При пуске двигателя скольжение равно …

18. Для изменения направления вращения двигателя необходимо …

19. Магнитная система двигателя выполняется из листовой стали для …

20. Частота вращения поля статора рассчитывается по формуле …

21. При уменьшении нагрузки частота вращения двигателя …

22. Коэффициент мощности при увеличении нагрузки …

23. Кратность пускового тока показывает …

24.Частота вращения двигателя при увеличении частоты тока …

25. Предельная частота вращения поля статора при частоте 400 Гц равна …