§ 1-9]

Тепловой расчет резисторов

« 18 3fi 3,2 3 2,8 2,6 2,4- 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Рис. I-I3. Механические характеристики синхронного двигателя.

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

ОЛ 0,3

1 - =2f

Rc -

2c,h

•if-p 7

,v~dJoJdfi~oJ

Рис. 1-14. Кривые тока статора /с при динамическом торможении синхронного двигателя.

2 2,6 Z,4 2,2: 2 %8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2

го двигателя, работающего в номинальном режиме, т. е. при номинальной мощности н cos <р=0,8 опережающем. Наиболее благоприятные характеристики соответствуют /?*c = 0,4-i-0,6. Сопротивление динамического торможения определяется методом выбора из рассчитанных кривых.

1-9. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РЕЗИСТОРОВ

Задачей теплового расчета резисторов является нахождение длительного постоянного по значению аквивалентяого тока /э.в по перегреву, который вызовет такой же перегрев резистора, как и заданный изменяющийся ток. Из-за сложности расчетов прн нахождении тока h,n часто пользуются эквивалентным током /э,т по теплу (средне-

квадратичный ток), который за рассматриваемый промежуток времени выделяет в резисторе такое же количество тепла, как и данный изменяющийся ток. При любых графиках тока h.uh.i. Чем меньще периоды нагрузки по отношению к постоянной времени нагрева резистора, тем ближе указанные токи друг к другу. Номинальный ток резистора выбирается равным или несколько больши.м эквивалентного тока.

Длительный режим при неизменной нагрузке. Здесь ток 7а,п равен току нагрузки /р.

Длительный режим при изменяющейся нагрузке (перемежающийся режим). При этом режиме ток протекает непрерывно, а значение его меняется. График тока разбивают на участки работы с временами tpi,

и,2 И т. д. с неизменными токами соответственно /pi, /р2 и т. д. Получается график с повторяющимся циклом работы. Если ток на каком-либо участке имеет форму кривой, ее удобно заменить усредненной наклонной прямой с граничными токами h, h и найти неизменный эквивалентный по теплу рабочий ток участка по формуле

(1-55)

Расчет производится для одного цикла повторяющейся нагрузки. Если время цикла по отношению к постоянной времени мало, можно получить удовлетворительные результаты, если вместо эквивалентного тока по перегреву /э,п определять эквивалентный ток по теплу /э,т по формуле

, (1-56)

100-Длительный, режим

где k - число участков одного цикла работы.

На практике перемежающийся режим может быть для постоянно включенных резисторов в силовых цепях двигателей с периодически меняющейся нагрузкой.

Повторно-кратковременный режим. При этом через резистор в периоды нагрузки протекает неизменный ток /р. Если фактический ток - меняющийся, его приводят к неизменному по формулам (1-55) и (1-56). Эквивалентный ток по перегреву, учитывающий максимальную температуру в конце периода нагрузки, определяется по формуле

(1-57)

где - время работы, с; Г - постоянная нагрева резистора, с; ПВ=/р/7ц -относительная продолжительность включения; Гц - время цикла, с.

Для облегчения расчетов на рис. 1-15 построено семейство кривых h,nlh=i{hlT)

1,0 0.3 0,8

.0,7 0,6 0,5

0,3 0,2 0.1

О 0,0f 0,08 0,12 0,16 0,20 /7,2 0,28 0,32 0,36 0,40 Pvi. 1-15.Кривые 7э,п р в зависимости от tlT для резисторов при различных ПВ%.

§ i-10]

Выбор мощности двигателя

при различных ПВ по формуле (1-57). Эта формула справедлива для любых значений ПВ,-поэтому охватывает не только повтор -но-кратковремеиный, но и длительный (ПВ = 1) и кратковременный (ПВ=0) режимы.

Q увеличением tp/T колебания температуры растут, ток /э,и увеличивается и все кривые приближаются к кривой ПВ=1 (ПВ=100%). Зиая величины fp/T, /р и ПВ, из кривых можно находить эквивалентный ток по перегреву h.n. При малых значениях tp/T колебания температуры резистора делаются меньше и ток/э,п уменьшается, приближаясь к току /э,т (при tplT=0, /э,п =

=/8,т). В этих случаях вместо тока /э,п можно находить эквивалентный ток по теплу (среднеквадратичный) по формуле

(1-58)

На рис. 1-15 даны две граничные кривые для постоянного отношения /э,п э,т=

= 1,025 и 1,05. Для областей семейства кривых левее граничных точек кривых ток /э,п не может превышать ток /э,т более чем на 2,5 или 5% и здесь можно вести расчеты по формуле (1-58), определяя ток /э.т. В областях правее граничных кривых нужно пользоваться семейством кривых на рис. 1-15.

Кратковременный режим характеризуется тем, что рабочий период tp (при неизменном токе 1р) меньше 4 7", а время паузы больше 4 Т. Эквивалентный по перегреву длительный ток /э,п, который вызовет такой же перегрев резистора, как и данный кратковременный /р, найдется из формулы (1-57) при ПВ=0:

h.i = h Кпв.

В. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛ ЕКТРОДВИ ГАТЕЛ Ей

1-10. ВЫБОР МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

При проектировании электропривода мощность двигателя выбирается ближайшей большей по отношению к расчетной из выпускаемой электром ашиностроительными заводами нормальной шш спепиализирован-ной серии. Так, для прокатного производства двигатель выбирают из серии прокатных двигателей, для кранов - из серии крановых двигателей и т. п. Там, где производство не предъявляет специальных требований, выбирают двигатели из серии общего применения.

Мощность двигателя должна быть выбрана таким образом, чтобы он работал по возможности при температуре, близкой к допустимой для примененной в нем изоляции.

Характеризуя мощность электродвигателя и электрической машины вообще, необ-

ходимо различать следующие категории мощности: номинальную длительную, кратковременную, мгновенную перегрузочную или отключающую.

в соответствии с условиями нагрева двигателей различают три основных режима их работы: длительный, повторно-кратковременный и кратковременный.

Длительный режим работы. Рабочий период работы настолько велик, что температура двигателя достигает своего установившегося значения, например у двигателей длительно работающих насосов, компрессоров, вентиляторов и т. п., у которых периоды работы измеряются часами.

Для выбора мощности двигателя составляется график нагрузки, заданный в ви-де /=f{t); P=f{t); M=f{f); AP=f(0; каждый график разбивается на отдельные участки времени h, (2, ts и т. д., после этого выполняется расчет по одному из следующих методов.

а) По методу средних потерь ДРср:

APii-f ДР,/,+ ... +AP„tn

(1-60)

Если средняя за цикл мощность потерь ДРср меньше номинальной мощности потерь АРн (желателен запас 10-20%)

ДР.. :-.

то предварительно выбранный двигатель удовлетворяет требованиям нагрева, где Рн, tjh - соответственно номинальные мощность и к. п. д. двигателя.

б) По методу эквивалентного момента Мэ:

-ср<АРн = -:(1-Чн). (1-61)

1 + 4+ ... +tn

tit+ ... +<„

(1-62)

в) По методу эквивалентного тока /э:

(1-63)

г) По методу эквивалентной мощности Ра:

(1-64)

При правильно выбранном двигателе должны соблюдаться следующие условия:

Мэ<Мн; 1э<1н; /*<Рн, (1-65)

где Мн, /н, Рн - соответственно номинальныемомент, ток и мощность двигателя.

Методы расчетов по формулам (1-60) - (1-64) основаны на допущении равенства среднего и. максимального , перегревов;это