Порядок расчета мощности по методу средних потерь

1. По нагрузочной диаграмме механизма определяем среднюю мощность на валу двигателя в случае постоянства теплоотдачи и угловой скорости двигателя (рис.4.4):

,

(4.18)

2. На основании полученной расчетной средней мощности Р_ср по каталогу выбираем соответствующий двигатель (Р_н > Р_ср).

3. По КПД двигателя в функции нагрузки определяем потери мощности для каждого интервала нагрузочной диаграммы и строим график DP= f (t) (рис.4.4).

4. По (4.13) определяем средние потери за цикл, которые и сопоставляем с номинальными:

DP_ср£DP_н=P_н(1-h_н)/h_н, (4.19)

где P_ном, h_ном - соответственно номинальная мощность и КПД двигателя, выбранного согласно п.2.

В случае > мощность выбираемого двигателя необходимо увеличить и повторить проверку по пунктам 3, 4.

Метод средних потерь достаточно точен, но трудоемок, в связи с этим применяют другие, более удобные методы среднеквадратичных или эквивалентных величин: эквивалентного тока, эквивалентного момента и эквивалентной мощности, определяемые экспериментальным путем при исследовании графика нагрузки рабочей машины.

Метод эквивалентного тока. Эквивалентный ток - это ток постоянной величины, который вызывает в двигателе те же потери мощности, что и фактически протекающий в нем ток. На рис.4.5 показан пример графика I= f (t) при продолжительной переменной нагрузке.

Рис.4.5. График I= f (t) двигателя, работающего в продолжительном режиме с переменной нагрузкой

Исходя из того, что переменные потери мощности в двигателе пропорциональны квадрату тока, можно вывести формулу для определения эквивалентного тока. Величину эквивалентного тока:

,

(4.20)

где I_э – эквивалентный ток; I_i – величина тока на i-м интервале работы двигателя.

Для обеспечения работы двигателя без перегрева необходимо, чтобы номинальный ток предварительно выбранного по каталогу двигателя был равен или был больше величины эквивалентного тока, т.е. I_н ³ I_э.

Метод эквивалентного момента. При неизменном магнитном потоке, когда момент двигателя прямо пропорционален току (M≡I), можно для проверки выбранного двигателя по нагреву воспользоваться методом эквивалентного момента. Для ступенчатого графика (аналогичного графику тока, рис.4.5) эквивалентный момент определяется по формуле

,

(4.21)

где М_э – эквивалентный момент; М_i – величина момента на i-м интервале работы двигателя.

Для правильно выбранного двигателя должно соблюдается условие М_н ³ М_э.

Метод эквивалентной мощности. Когда нагрузочная диаграмма электропривода и рабочей мощности задана графиком мощности, то выбор и проверку его по нагреву можно произвести методом эквивалентной мощности, которая для ступенчатого графика (рис.4.4) определяется по формуле

,

(4.22)

где Р_э – эквивалентная мощность; Р_i – величина мощности на i – м интервале работы двигателя.

Полученную эквивалентную мощность сравнивают с номинальной мощностью двигателя, при этом должно соблюдаться соотношение Р_н ³ Р_э.