6 Проверка электродвигателя по нагреву и на работоспособность

6.1 Проверка электродвигателя на работоспособность

Проверка сводится к определению наличия следующих необходимых условий.

Начальный пусковой момент электродвигателя М_п должен быть больше или равен статическому моменту нагрузки при пуске

М_п=_ Нм ³ М_с.п=_ Нм (67)

где М_п=_ Нм, – пусковой момент (для 6 полюсов), из каталожных данных;

М_с.п.=М_с=_ Нм – из таблицы 1 (при n=1 об/мин).

Установившийся вращающий момент электродвигателя должен быть больше или равен статическому моменту нагрузки при установившемся движении

М_дв.уст.=_ Нм ³ М_с.уст.=__ Нм (68)

где М_дв.уст.=М_ном=__ Нм; из каталожных данных;

М_с.уст=М_с=_ Нм – из таблицы 1 (при n=1000 об/мин).

6.2 Проверка электродвигателя по нагреву

Для проверки по нагреву необходимо построить график изменения тока за весь цикл работы лифта (рисунок 7), для чего сначала необходимо определить параметры переходных процессов (время пуска и генераторного торможения, величину замедления и рывка).

Определение времени пуска. Время пуска определяется графоаналитическим методом – методом конечных приращений для случая, когда время разгона наибольшее, т.е. при подъеме нагруженной кабины.

Для определения продолжительности пускового режима строят кривую М_д=f() из условия

М_д=М_дв–М_с= (69)

где М_д, М_дв – динамический и вращающий моменты двигателя, Нм (механические характеристики электродвигателя, рисунок 3);

М_с – статический момент нагрузки, Нм.

Данные расчетов сводим в таблицу 2.

Таблица 2. Параметры пускового, динамического, вращающего, статического моментов и времени разгона.

n, об/мин	ω, рад/с	Мдв, Нм	Мс, Нм	Мд, Нм	n, об/мин	Мд.ср.i, Нм	tп, c	tп, с
1	0,105				–	–	–	–
50	5,236				50
100	10,471				50
200	20,942				100
300	31,414				100
400	41,885				100
500	52,356				100
600	62,827				100
700	73,298				100
800	83,769				100
900	94,241				100

По данным таблицы 2 строим кривую М_д=f() (рисунок 5).

, рад/с

М_д, Нм

Рисунок 5 – График изменения динамического момента в процессе разгона электродвигателя.

Время разгона для каждого участка, с

(70)

где t – время разгона на участке, с;

М _{ср. i} – средний динамический момент на участке, Нм;

n – приращение скорости на рассматриваемый участок, об/мин;

J_пр.max. – максимальный момент инерции системы, приведенный к валу электродвигателя, кгм²;

(71)

где J_р – момент инерции ротора, кгм²;

J_м – момент инерции вращающихся масс лебедки, тормоза и соединительных муфт, J_м=0,1J_р; [-]

J_{пр.пост.max} – максимальный момент инерции поступательно движущихся масс, приведенный к валу электродвигателя, кгм².

Максимальный момент инерции поступательно движущихся масс, приведенный к валу электродвигателя, кгм²

(72)

где G_max – максимальный вес поступательно движущихся масс, Н

(73)

Определение времени замедления при переходе с большой скорости на малую (генераторное торможение). Время замедления определяется для того же случая, что и время пуска. Находят тем же методом, для чего строится кривая М_д.г=f() из условия, Нм

(74)

где М_д.г. – динамический генераторный момент, Нм;

М_г – генераторный момент, Нм;

М_с – статический момент нагрузки, Нм.

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.

Таблица 3. Параметры динамического, генераторного, статического, среднего динамического генераторного моментов и времени замедления.

n, об/мин	ω, рад/с	Мг, Нм	Мс, Нм	Мдг., Нм	n, об/мин	Мдг.ср.i, Нм	tг, c	tг, c
		-		-	–	–	–	–
900	94,241	-		-		-
800	83,769	-		-	-100	-
700	73,298	-		-	-100	-
600	62,827	-		-	-100	-
500	52,356	-		-	-100	-
400	41,885	-		-	-100	-
300	31,414	-		-	-100	-
250	26,178	0		-	-50	-

Время замедления на каждом участке рассчитывается аналогично, как и для времени разгона.

Время замедления для каждого участка, с

(75)

где t_г – время замедления на участке, с;

М_д.г.ср.i – средний динамическо-генераторный момент на участке.

П о данным таблицы 3 строим кривую М_дг=f(ω) (рисунок 6).

, рад/с

М_дг, Нм

Рисунок 6 – График динамического генераторного момента нагрузки и характер ее изменение

в процессе замедления электродвигателя.

Определение замедления при переходе с большой скорости на малую. Замедление лифта регламентируется правилами устройства и безопасной эксплуатации лифтов (ПУБЭЛ). Наибольшая величина замедления допускается при переходе с большой скорости на малую при спуске порожней кабины.

Величина замедления на участке, м/с²

(76)

где J_пр.min – минимальный момент инерции системы, приведенный к валу электродвигателя, кгм²

(77)

Минимальный момент инерции поступательно движущихся масс, приведенный к валу электродвигателя, кгм²

(78)

где G_min – минимальный вес поступательно движущихся масс, Н

(79)

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.

Определение рывка. Плавность протекания переходных процессов характеризуется ускорением и рывком. Рывком называется изменение ускорения в единицу времени.

Величина рывка, м/с³

(80)

где t_гi – время протекания переходного процесса на участке, с.

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.

Таблица 4. Замедление с большей скорости на малую скорость и время рывка с большей скорости на малую.

n, об/мин	ω, рад/с	Мд.г.ср.i, Нм	азi, м/с2	азi, м/с2	tг,c	, м/с3
		–	–	–	–	–
900	94,241	-	-	–	–	–
800	83,769	-	-	-		-
700	73,298	-	-	-		-
600	62,827	-	-	-		-
500	52,356	-	-	-		-
400	41,885	-	-	-		-
300	31,414	-	-	-		-
250	26,178	-	-	-		-

Проверка электродвигателя на нагревание методом эквивалентного тока. Проверку осуществляют при величинах ПВ % и Z.

Эквивалентный ток по нагреву для двухскоростных асинхронных электродвигателей определяют за один цикл, состоящий из периода разгона установившейся большой скорости, генераторного торможения, установившейся малой скорости величены замедления, рывка и паузы.

Электродвигатель не будет перегреваться при условии:

I_э  К_I  I_ном, (81)

где К_I=1,4÷1,55 – коэффициент, учитывающий приведение обмотки малой скорости к обмотке большой скорости; [-]

I_ном=_ А – номинальный ток электродвигателя.

Эквивалентный ток по нагреву, А

(82)

где _п=(1,11,5) и _г=(1,21,9) – коэффициенты токов переходных процессов при пуске и генераторном торможение; [-]

_м=(2,72,9) – коэффициент приведения; [-]

I_б=I_н.б.=__ А – величина тока при работе электродвигателя на большой скорости;

I_м=I_н.м.=_ А – величина тока при работе электродвигателя на малой скорости.

Приведенное время цикла, с

(83)

где – коэффициенты ухудшения теплоотдачи при пуске, генераторном и механическом торможении, работе на малой скорости, паузе;

– время пуска, работы на большой и малой скорости, генераторном и механическом торможении и паузы;

_п=_г=_т=_; [-]

_м=_; [-]

_о=_. [-]

Время цикла, с

(84)

где Z=_ вкл/ч – число включений в час.

Время работы на большой скорости, с

(85)

где ПВ=_ – продолжительность включения;

t_ц – время цикла.

(86)

Время работы на малой скорости, с

(87)

Отсюда, с

Время паузы, с

(88)

где t_ц – время цикла, с;

t_раб.б – время работы на большой скорости, с;

t_раб.м – время работы на малой скорости, с.

(89)

Время торможения

t_т=0,3 с

Время пуска (берем из таблицы 2)

t_п=_ с

Время генераторного торможения (берем из таблицы 3)

t_г=_ с

По результатам расчета строим тахограмму (рисунок 7) и график нагрузки (рисунок 7) двухскоростного электродвигателя.

Среднеквадратичный ток привода разгона, А

(90)

Период разгона разбивается на три участка (рисунок 7). На каждом участке определяется средний ток I_п.ср.1, I_п.ср.2, I_п.ср.3 и время t_п1, t_п2, t_п3. Из графика нагрузки двухскоростного электродвигателя, I_п.ср.1=_ А; I_п.ср.2=_ А; I_п.ср.3=_ А; t_п1=t_п2=t_п3=t_п/3=_ с.

Среднеквадратичный ток периода генераторного торможения, А

(91)

Период генераторного торможения разбивается на два участка (рисунок 7). На каждом участке определяются средний ток I_г.ср.1, I_г.ср.2,и время t_г1, t_г2. I_г.ср.1=_ А; I_г.ср.2=_ А; t_г1=t_г2=t_г/2=_ с.