Выбор электродвигателя при ударной нагрузке

Большое число производственных механизмов характеризуется ударной нагрузкой на валу, когда момент статической нагрузки резко увеличивается, а затем снижается до момента холостого хода. К механизмам указанного типа могут быть отнесены ковочные машины, прессы, некоторые прокатные станы, поршневые насосы и компрессоры [3, раздел 25.3; 4, раздел 5.3.9]. Электропривод в этом случае работает в режиме S6.

Простейший график статического момента при ударном характере нагрузки приведен на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Диаграммы статического момента , угловой скоростии моментадвигателя при ударном изменении нагрузки

Обычно в электроприводах, работающих с ударной нагрузкой, на валу двигателя устанавливается дополнительный маховик, который берет на себя часть нагрузки при резком ее возрастании. Происходит это вследствие снижения скорости электропривода во время пика нагрузки, благодаря чему часть кинетической энергии (), запасенной маховиком, передается на вал электропривода. Двигатель при этом несет нагрузку меньшую, чем.

В период снижения нагрузки, когда скорость электропривода возрастет, запас кинетической энергии маховика вновь возрастает; двигатель при этом несет нагрузку большую, чем .

Ударная нагрузка, вызывая колебания момента и тока двигателя, приводит к увеличению переменных потерь в двигателе, поскольку эти потери пропорциональны квадрату тока. Выравнивание графика нагрузки ведет к снижению этих потерь.

Нагрузочная диаграмма при ударной нагрузке двигателя представляется обычно несколько более сложной, чем приведенная на рис. 3.5. Так, для нескольких пропусков металла через рабочие валки прокатного стана нагрузочная диаграмма его двигателя представляется графиком, изображенным на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Диаграмма ,ипри ударном изменении нагрузке

Общий принцип совместного выбора двигателя и маховика для механизмов с ударным характером нагрузки заключается в том, что кинетическая энергия маховика и скорость двигателя к началу каждого нового цикла должны оставаться неизменными. В процессе прохождения пиков нагрузки маховик отдает энергию на вал (заштрихованные площади соответствующих участков обозначены знаком «–»), а в период холостого хода, т.е. с увеличением скорости, запасает ее (заштрихованные площади обозначена знаком «+»). Энергия, отданная маховиком за цикл, должна быть равна энергии, вновь накопленной маховиком. Если это условие не соблюдается, то в последующие периоды начальная скорость цикла не будет оставаться постоянной и, следовательно, двигатель, либо перегружен, либо выбран завышенной мощности.