- Dựa vào các thơng số của động cơ và đặc tính vạn năng vẽ được đặc tính cơ, đặc tính cơ điện tự nhiên.
U, f= var Phụ
4.2.2. Tính chọn cơng suất động cơ thừa hành cho hệ truyền động khơng điều chỉnh tốc độ
điều chỉnh tốc độ
a. Chọn cơng suất động cơ cho phụ tải dài hạn:
Động cơ được chọn phải là động cơ được thiết kế để làm việc ở chế độ dài hạn.
- Nếu phụ tải là dài hạn khơng đổi: + Chọn sơ bộ:
Pđm Pc: Thơng thường chọn Pđm = (1 1,3)Pc;
đm phải phù hợp với yêu cầu của tải
+ Kiểm tra động cơ: Trường hợp này việc kiểm nghiệm động cơ đơn giản, khơng cần kiểm tra quá tải về mơmen mà chỉ cần kiểm tra về điều kiện khởi động và phát nĩng.
Hình 4.6: Đồ thị phụ tải dài hạn
a) Phụ tải khơng đổi b) Phụ tải biến đổi
- Nếu phụ tải là dài hạn biến đổi: Phải tính giá trị mơmen và cơng suất đẳng trị của phụ tải (giá trị trung bình):
; (4-10)
+ Chọn sơ bộ:
Pđm = (1 1,3)Ptb
Mđm = (1 1,3)Mtb
+ Kiểm tra động cơ: Kiểm tra điều kiện phát nĩng, quá tải về mơmen, khởi động.
Điều kiện quá tải: KM.Mđm ≥ Mc.max
Điều kiện khởi động: Kmm.Mđm ≥ Mc0
b. Chọn cơng suất động cơ cho phụ tải ngắn hạn:
Khi làm việc ở chế độ ngắn hạn ta cĩ thể chọn động cơ được thiết kế để làm việc ở chế độ dài hạn hoặc ngắn hạn.
* Chọn cơng suất động cơ dài hạn làm việc ở chế độ ngắn hạn:
Trong trường hợp khơng cĩ động cơ chuyên dụng cho chế độ ngắn hạn, ta cĩ thể chọn các động cơ thơng thường chạy dài hạn để làm việc trong chế độ ngắn hạn. Nếu chọn động cơ dài hạn theo phương pháp thơng thường cĩ Pđm = (1÷1,3)Pc thì khi làm việc ngắn hạn trong khoảng thời gian tlv nhiệt độ động cơ mới tăng theo đường (1) tới nhiệt độ τ1 đã nghỉ làm việc và sau đĩ hạ nhiệt độ theo đường (2) đến nhiệt độ mơi trường τmt. Rõ ràng việc này gây lãng phí vì khơng tận dụng hết khả năng chịu nhiệt (tới nhiệt độ τơđ) của động cơ. Vì vậy cho phép tăng cơng suất phụ tải đến giá trị Plv = K.Pđm hay Mlv = K.Mđm với K > 1 trong một khoảng thời gian làm việc cho phép.
Hình 4.7: Chọn động cơ dài hạn làm việc với tải ngắn hạn
Vì vậy khi dùng động cơ dài hạn để làm việc ở chế độ ngắn hạn, cần chọn cơng suất động cơ nhỏ hơn để động cơ phải làm việc quá tải trong thời gian đĩng điện tlv. Đường cong tăng nhiệt độ khi quá tải sẽ là đường (3). Động cơ sẽ tăng nhiệt độ nhanh hơn nhưng khi kết thúc thời gian làm việc, nhiệt độ của động cơ khơng được quá nhiệt độ τơđ cho phép.
Để chọn một động cơ dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn, ta cần làm theo các bước sau:
- Giả thiết chọn một hệ số quá tải K.
- Khi đĩ, dựa vào cơng suất làm việc yêu cầu Plv ta cĩ thể chọn sơ bộ cơng suất của động cơ dài hạn sử dụng các cơng thức sau:
Đối với phụ tải ngắn hạn khơng đổi:
hoặc (4-11)
Đối với phụ tải biến đổi:
hoặc (4-12)
Các đại lượng đẳng trị Pđt, Mđt được tính như sau: (4-13)
Từ đĩ cĩ thể xác định được sơ bộ thời gian làm việc tính tốn (tlv.tt) của động cơ vừa chọn.
Động cơ vừa chọn sơ bộ phải đáp ứng được yêu cầu phát nĩng của động cơ đạt giá trị cho phép (theo đường 1 – hình 4.7).
trong đĩ:
Pkđ.đm - là tổn thất định mức bất biến
Pbđ.đm - là tổn thất định mức biến đổi
Giá trị phát nĩng ổn định khi động cơ làm việc với cơng suất Plv (làm việc quá tải) theo đường 3 hình 4.7 là:
(4-15)
Xuất phát từ đường cong phát nĩng 3, ta cĩ thể xác định được: (4-16)
Đặt , sau khi biến đổi ta được:
(4-17)
Giá trị Mlv tìm được ở trên khơng được vượt quá giá trị cho phép theo điều kiện về quá tải mơmen của động cơ.
Từ biểu thức (4-17) ở trên cĩ thể tìm được thời gian làm việc, trong thời gian này, động cơ cĩ thể làm việc với mơmen làm việc Mlv:
(4-18)
- Việc tính chọn đĩ được lặp đi lặp lại nhiều lần sao cho thời gian làm việc tính tốn tlv.tt phù hợp với thời gian làm việc ngắn hạn yêu cầu tlv.yc (tlv.tt ≤ tlv.yc). Nếu tlv.tt lớn hơn (hay nhỏ hơn) thời gian làm việc ngắn hạn yêu cầy tlv.yc
thì phải tăng (hay giảm) hệ số quá tải giả thiết K và tính lại.
* Chọn động cơ ngắn hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn:
Động cơ ngắn hạn được chế tạo cĩ thời gian làm việc tiêu chuẩn là 15, 30, 60, 90 phút.
- Chọn sơ bộ: tlv = tt.chuẩn
Pđm.chọn Plv hoặc Mđm.chọn Mlv
Nếu chế độ làm việc cĩ tlv tt.chuẩn thì sơ bộ chọn động cơ cĩ tt.chuẩn và Pđm gần với giá trị tlv và Plv. Sau đĩ xác định tổn thất động cơ Pđm với cơng suất định mức Pđm và Plv với Plv. Quy tắc chọn động cơ là:
(4-19)
- Kiểm nghiệm động cơ: Điều kiện quá tải về mơmen, điều kiện khởi động, điều kiện phát nĩng.
c. Chọn cơng suất động cơ cho phụ tải ngắn hạn lặp lại:
Với phụ tải ngắn hạn lặp lại ta cĩ thể chọn động cơ dài hạn hoặc động cơ chuyên dụng ngắn hạn lặp lại.
* Tính chọn cơng suất động cơ dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại:
Thường động cơ dài hạn được chọn ở cơng suất Pđm ≤ Plv để tận dụng hết khả năng phát nĩng cho phép của động cơ. Động cơ chạy dài hạn được coi là cĩ thời gian cĩ thời gian đĩng điện tương đối 100% nên cơng suất động cơ cần chọn là:
(4-20)
* Tính chọn cơng suất động cơ ngắn hạn lặp lại làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại:
Động cơ ngắn hạn lặp lại được chế tạo chuyên dụng để làm việc với tải ngắn hạn lặp lại cĩ độ bền cơ khí cao, quán tính nhỏ (để bảo đảm các chế độ thường xuyên phải khởi động, hãm, đảo chiều quay và dừng) và khả năng quá tải lớn (từ 2,5 đến 3,5). Đồng thời được chế tạo chuẩn với thời gian đĩng điện là % = 15%; 25%; 40% và 60%.
- Đối với phụ tải khơng đổi: + Chọn sơ bộ:
đm % được chọn phù hợp với lv% Pđm.chọn Plv hoặc Mđm.chọn Mlv
Trong trường hợp lv% khơng phù hợp với đm % được chọn thì cần hiệu chỉnh lại cơng suất định mức theo cơng thức:
(4-21)
+ Kiểm nghiệm động cơ: Khả năng quá tải, điều kiện khởi động, điều kiện phát nĩng.
- Đối với phụ tải biến đổi:
+ Tính chọn sơ bộ: Phải tính giá trị cơng suất và hệ số đĩng điện trung bình:
trong đĩ:
là tổng thời gian làm việc của động cơ trong một chu kỳ - tổng thời gian nghỉ của một chu kỳ làm việc
+ Kiểm nghiệm động cơ: Điều kiện phát nĩng, mơmen quá tải, mơmen khởi động.
max min Pc, Mc Pmax Mc Pc max min Pc, Mc Mmax Pc Mc