Надежная продолжительная работа двигателя возможна только в том случае, когда он правильно рассчитан и выбран по тепловому и динамическому режимам и соответствует условиям окружающей среды. Надежность электропривода связана с конструкцией двигателя.
Применение двигателя любого типа прежде всего связано с подбором его по мощности. Необходимую мощность двигателя при заданном графике статической нагрузки Р ст (t) определяют таким образом, чтобы можно было воспользоваться номинальными (паспортными) данными двигателя.
Продолжительная неизменная нагрузка(режим S1). При такой нагрузке номинальная мощность двигателя (Pном) должна удовлетворять условию:
Pном≥Рст . (3)
Угловая скорость должна отвечать необходимой угловой скорости производственного механизма. При соблюдении такого условия выбора двигателя потери в двигателе при пуске и в режиме нагрузки не превышают допустимых, а превышение температуры является установившимся и не превышает допустимого значения.
Кратковременная нагрузка (режим S2). Выбор мощности двигателя для такой нагрузки основан на предположении, что за время работы двигателя τ≤ τдоп (τ-превышение температуры двигателя, τдоп – допустимое превышение температуры). При этом двигатель полностью используется по перегрузочной способности.
Нагрузочная диаграмма при этом может быть не только одноступенчатой (рис. 1.б), но и двух- трехступенчатой.
Использование для кратковременной работы двигателей общего назначения нецелесообразно, так как во всех случаях из-за невысокой перегрузочной способности (2 – 2,5 раза) они оказываются недоиспользованными по допустимому превышению температуры. Поэтому для кратковременной работы создана специальная серия двигателей.
При кратковременном режиме работы специальных двигателей, отвечающих режиму S2, необходимо, чтобы действительное время кратковременной работы t раб было равно одному из значений времени t раб.ном, для которого выполнен двигатель (10, 30, 60 и 90 мин). Тогда двигатель выбирается из условия:
Pном≥Ррасч или Мном≥Мрас,, (4)
где Ррасч и Мрасч – расчетная мощность и момент при одноступенчатом графике нагрузки.
Если t раб≠ t раб.ном, то предварительно выбирается двигатель, имеющий по каталогу t раб.ном и Pном, ближайшие к заданным значениям t раб и Ррасч. Затем двигатель обязательно проверяется по перегрузочной способности, с тем, чтобы максимальный момент нагрузки не оказался больше максимального момента двигателя.
Повторно-кратковременная нагрузка (режим S3). Нагрузочная диаграмма показана на рис.2. Мощность двигателей при этом режиме работы выбирается, исходя из эквивалентных значений тока, момента или мощности и сравнения их с номинальными.
Рис. 2. Нагрузочная диаграмма двигателя в повторно-кратковременном режиме
Продолжительность цикла (Т Ц), т.е. суммарное время работы и пауз в повторно-кратковременном режиме, не должна превышать 10 мин, в противном случае двигатель должен выбираться как для продолжительного режима.
Для улучшения экономических показателей электроприводов, работающих в повторно-кратковременном режиме, также выпускается специальная серия двигателей с повышенным пусковым и максимальным моментами. Для двигателей этой серии в паспорте данных кроме основных величин указывается продолжительность включения (ПВ%).
В специальных каталогах для двигателей повторно-кратковременного режима указывается мощность, которую он может развивать при каждом из нормируемых значениях ПВст = (15, 25, 40, 60 и 100)%.
Если при повторно-кратковременном режиме статическая нагрузка двигателя, время работы и пауз от цикла а циклу не меняется и ПВ, подсчитанная по нагрузочной диаграмме (ПВрасч), равна одному из указанных стандартных значений ПВ, то двигатель выбирается путем сравнения расчетной мощности с номинальной ПВ:
Рном ≥ Ррасч, (5)
где Рном –- номинальная мощность двигателя при стандартной продолжительности включения.
Если действительная ПВ, рассчитанная по (2), отличается от стандартной, то двигатель выбирается по ближайшему стандартному ее значению, но при этом мощность двигателя пересчитывается по выражению:
, (6)
где Рном –мощность двигателя, соответствующая стандартной ПВст,
Ррасч – мощность двигателя, рассчитанная для действительной ПВрасч.