должны иметь классы вибрации 0,45; 0,7; 1,] и 1,8 мм/с для h 80 мм, 80 < /к 132 мм, 132g/j<225 мм и к 225 мм соответственно.

Выбор по уровню шума. Электрические двигатели в соответствии с ГОСТ 16372-84Е разделены на пять классов: О, 1, 2, 3, 4.

К классу О относятся двигатели, работающие в кратковременном и повторно-кратковременном режимах (S2 - SS по ГОСТ 183-74), двигатели со способами охлаждения IC03, IC13 (по ГОСТ 20459-75), многоскоростные асинхронные двигатели, асинхронные двигатели с повьппенным скольжением и повышенным пусковым моментом.

К классу 1 относятся двигатели постоянного и переменного тока общего назначения.

К классу 2 - двигатели с малошумными подшипниками, малошумными вентиляторами и т. п.

К классу 3 - двигатели с пониженным использованием активных материалов, закрытые, с глушителями вентиляционного шума.

К классу 4 - двигатели со звукоизолирующим кожухом.

Уровни шума, соответствующие каждому классу, приведены в § 1.7. При выборе двигателей по уровню шума следует учитывать нормы шума для производственных помещений, которые оговаривают интегральный допустимый уровень шума всего установленного оборудования. Определение допустимого класса щума электродвигателей представляет поэтому отдельную, сложную задачу.

6.3.2. Выбор электродвигателей по мощности

От правильного выбора электродвигателя по мощности зависят надежность его работы в электроприводе и энергетические показатели в процессе эксплуатации. В тех случаях, когда нагрузка двигателя существенно меньше номинальной, он недоиспользуется по мощности, что свидетельствует об излишних капитальных вложениях, его КПД и коэффициент мощности заметно снижаются.

Если нагрузка превышает номинальную, это приводит к увеличению токов и потерь мощности выше соответствующих номинальных значений, вследствие чего темпер,ч-тура (превышение температуры) обмоток и магнитопровода двигателя может превысить допустимое значение. Рост температуры выше заданных значений приводит к резкому ускорению старения изоляции вследствие из-

менения ее физико-химических свойств и соответственно уменьшению срока службы и надежности двигателя в целом, поэтому одним из основных критериев выбора двигателя по мощности является температура (превышение температуры) обмоток.

Задача выбора электродвигателя по мощности осложняется тем обстоятельством, что нагрузка на его валу в процессе работы, как правило, изменяется во времени, вследствие чего изменяются также потери мощности и соответственно температура двигателя. Если при этих условиях выбрать двигатель таким образом, чтобы его номинальная мощность была равна наибольшей мощности нагрузки, он будет недоиспользован по мошности. Очевидно также, что недопустимо выбирать номинальную мощность двигателя равной минимальной мошности нагрузки.

Для обоснованного решения вопроса выбора электродвигателя по мощности необходимо знать характер изменения нагрузки двигателя во времени, т. е. зависимость от времени мощности, электромагнитного момента и потерь двигателя. С этой целью для машрн, работающих в циклическом режиме, обьмно строится нагрузочная диаграмма, представляющая собой зависимость нагрузки электропривода от времени в течение рабочего цикла.

Зависимость изменения нагрузки от времени позволяет судить об изменениях потерь в электродвигателе, что в свою очередь дает возможность оценить температуру его отдельных частей при известном характере процесса их нагрева.

Этот подход позволяет выбрать двигатель таким образом, чтобы максимальная температура изоляции обмоток не превышала допустимого значения. Это условие является одним из основных для обеспечения надежной работы электродвигателя в течение всего срока его эксплуатации.

Второе условие выбора двигателя заключается в том, что его перегрузочная способность должна быть достаточной для устойчивой работы электропривода в периоды максимальной нагрузки или аварийного снижения напряжения.

Таким образом, для правильного выбора двигателя необходимо знать точную зависимость нагрузки от времени, на базе которой можно рассчитать потери в его отдельных частях. Затем необходимо провести подробный тепловой расчет с учетом в большинстве случаев переходных процессов (пуска, реверса, торможения, перехода от одной нагрузки к другой), на основании которого

можно сделать вывод о том, правильно ли выбран двигатель. Если максимальная температура (превышение температуры) обмоток окажется меньше допустимого, то следует проанализировать возможность применения двигателя меньшей мощности, и наоборот. После теплового расчета двигатель проверяется по условию Л/ тах<Л/тох, ГДе

М тих - максимальный момент нагрузки; Лтох - максимальный электромагнитный момент двигателя.

6.3.3. Выбор электродвигателей для различных режимов работы

Методика выбора электродвигателей для режимов работы S1 -S8 подробно описана в [20]. Она базируется на косвенной оценке температурного режима двигателя на базе сопоставления средних (эквивалентных) потерь с допустимыми, которые определяются режимом длительной номина.пьной нагрузки.

Оценка повышения температуры двигателя через средние суммарные потери Рср носит название метода средних потерь. Условием правильности выбора двигателя в этом случае будет

(6.1)

а сами средние потери за рабочий цикл равны

Icp = ;JEP(t)*,

или для ступенчатого графика нагрузки

(6.2)

(6.3)

где t; - время работы при нагрузке Р;.

Однако условие (6.1) является средством проверки, а не выбора двигателя, так как значение Рср определяется не только нагрузкой, но и параметрами двигателя и приводимого механизма. В связи с этим на практике при выборе двигателей по мощности используются методы косвенной оценки потерь, а следовательно, и превышения температуры.

С этой целью вводятся понятия эквивалентных по условиям нагрева величин тока главной цепи двигателя /эк, момента Мэк и мощности Рэ. Указанные эквивалентные величины вводятся из условия равенства обусловленных ими тепловых потерь в двигателе и средних за цикл потерь. Как известно, все потери в электрической машине

могут быть разделены на две составные части: не зависящие от нагрузки двигателя постоянные потери к и переменные потери v, обусловленные нагрузкой двигателя. Последние являются электрическими потерями и определяются потерями в активных сопротивлениях главных цепей двигателя (якоря для двигателей постоянного тока и синхронных, статора и ротора для асинхронных). Тогда переменные потери, пропорциональные квадрату тока главной цепи, и потери, обусловленные эквивалентным током двигателя, равны

С учетом (6.2), (6.3) можно получить связь между эквивалентным и реальным токами в предположении постоянства активных сопротивлений в виде

J I4t)dt;

L..=

(6.4)

Полученные значения эквивалентного тока могут использоваться лишь для проверки правильности выбора двигателя по условиям нагрева. Двигатель выбран правильно, если

1ш In

(6.5)

где 1ном - значение тока главной цепи двигателя, соответствующее его номинальному режиму.

Если момент двигателя пропорционален току главной цепи (Ф = const), то вводится понятие эквивалентного момента

J Л/(ОЛ;

-EM?t,.

(6.6)

Метод эквивалентного момента может быть использован для выбора двигателя, если известна нагрузочная диаграмма электропривода в виде зависимости M(t), а для выбираемого двигателя соблюдаются условия г = const, Ф = const. Условие правильного выбора по нагреву соблюдается при

(6.7)

где Л/ ом - момент двигателя, соответствующий его номинальному режиму.

Когда мощность, развиваемая двигателем, пропорциональна току, т. е. если Ф = - const и ш = const, может быть использовано понятие эквивалентной мощности

(6.8)

Метод эквивалентной мощности также используется для выбора двигателя по мощности, если известны нагрузочная диаграмма электропривода в виде зависимости P(t), а для выбираемого двигателя соблюдаются условия г = const, Ф = const, ш = const. Условие правильного выбора по нагреву

Рэ.Р ом, (.6.9)

где Р ом - мощность, развиваемая двигателем в номинальном режиме.

Когда в процессе работы может иметь место заметное ухудшение теплоотдачи, связанное со снижением частоты вращения электродвигателя, в приведенные формулы эквивалентных величин следует внести коррективы. В соответствии с методикой [20] в этом случае вводится коэффициент ухудшения теплоотдачи Р,- = Aj /А, где Ai и А - теплоотдачи при /-Й и номинальной частотах вращения.

Выражения (6.4), (6.6) в этом случае преобразуются к виду

E(/ft,)

11 imfu) Тп 1(Рл)/Ел-

(6.10)

Выбор двигателя для работы в режиме

S1. Поскольку в этом случае длительность нагрузки существенно больше постоянной нагрева, целесообразно выбирать двигатель, для которого этот режим является номинальным. Иными словами, должны выполняться условия

М М о ; Р Р о . (6.11)

К этому же режиму относят циклическую нагрузку. В случае длительности цикла более 10 мин условия выбора определяются по (6.11). При циклической нагрузке и длительности цикла, не превосходящей постоянную нагрева, условия выбора определяются по (6.7) и (6.9).

Выбранный двигатель должен быть проверен по условиям пуска и перегрузочной способности:

М >М ; Мг ах>М.

(6.12)

Выбор двигателя для работы в режиме

S2. Для. электроприводе в, работающих в режиме S2, нецелесообразно выбирать двигатели, предназначенные для работы в режиме S1, так как последние, как правило, обладают ограниченной перегрузочной способностью, в связи с чем в данном случае они недоиспользуются по нагреву.

При выборе двигателей, предназначенных для работы в режиме S2, приходится сталкиваться с тем, что время работы не совпадает с временем продолжительности кратковременной работы, определяемым стандартом: 10, 30, 60 и 90 мин. Кроме того, нагрузка привода в течение рабочего периода tp может ступенчато изменяться. В этих случаях рассчитываются эквивалентные величины, которые приводятся к стандартному значению продолжительности кратковременной работы Грет, ближайщему к реальному значению tp.

При выборе двигателя должны соблюдаться следующие условия:

Мэк,р, = /(lM?t.)Ap,cT < ; j

экгрст = l/(Z ?ti)Ap,cT ном1р ст> i

где М о ,р, Рном1р,ст номинальные значения момента и мощности двигателя, соответствующие продолжительности кратковременной работы tp.(,T-

В частном случае, когда нагрузка в течение tp не изменяется.

экф.ст

= /l/fp/W

эк tp,c

Выбранный двигатель также должен быть проверен по условиям пуска и перегрузочной способности в соответствии с (6.12).

Выбор двигателя для работы в режиме S3. Для электроприводов, работающих в режиме S3, целесообразно выбирать двигатели, предназначенные для этого режима. Последовательность расчета в этом случае следующая.

По нагрузочной диаграмме для времени цикла Гц 10 мин определяются:

относительная продолжительность включения