Détermination de la puissance du moteur lors d'un fonctionnement transitoire répétitif

Le mode de fonctionnement de la propulsion électrique, dans lequel les périodes de fonctionnement sont d'une telle durée, et alternent ainsi avec des pauses d'une certaine durée, que la température de tous les appareils qui composent la propulsion électrique n'atteint pas une valeur stable, ni pendant chaque période de travail, ni pendant chaque pause, l'interruption n'est appelée.

Le régime de chargement périodique correspond à des graphiques similaires à ceux représentés sur la Fig. 1. La surchauffe du moteur électrique varie le long de la ligne pointillée d'une scie constituée de segments alternés de courbes de chauffage et de refroidissement. Le mode de chargement intermittent est typique de la plupart des entraînements de machines-outils.

Riz. 1. Programme de chargement intermittent

La puissance d'un moteur électrique fonctionnant en mode périodique est plus commodément déterminée par la formule des pertes moyennes, qui peut s'écrire

où ΔA est la perte d'énergie à chaque valeur de charge, y compris les processus de démarrage et d'arrêt.

Lorsque le moteur électrique ne fonctionne pas, les conditions de refroidissement se dégradent considérablement. Ceci est pris en compte en introduisant des coefficients expérimentaux β0 <1. Le temps de pause t0 est multiplié par le coefficient β0, à la suite de quoi le dénominateur de la formule diminue, les pertes équivalentes ΔREKV augmentent et, par conséquent, la puissance nominale du moteur électrique augmente.

Pour les moteurs protégés asynchrones de la série A avec une vitesse synchrone de 1500 tr/min et une puissance de 1-100 kW, le coefficient β0 est de 0,50-0,17, et pour les moteurs de purge β0 = 0,45-0,3 (avec une augmentation de Пн , le coefficient β0 diminue). Pour les moteurs fermés, β0 est proche de l'unité (0,93-0,98). En effet, l'efficacité de la ventilation des moteurs fermés est faible.

Lors du démarrage et de l'arrêt, la vitesse moyenne du moteur électrique est inférieure à la vitesse nominale, ce qui entraîne également une détérioration du refroidissement du moteur électrique, qui se caractérise par le coefficient

Lors de la détermination du coefficient β1, on suppose conditionnellement que l'évolution de la fréquence de rotation se produit selon une loi linéaire et que le coefficient β1 en dépend linéairement.

Connaissant les coefficients β0 et β1, on obtient

où ΔР1, ΔР2, — pertes de puissance à différentes charges, kW ; t1 t2 — temps d'action de ces charges, s ; tn, tT, t0 — temps de démarrage, de retard et de pause, s ; ΔАп ΔАТ — pertes d'énergie dans le moteur lors du démarrage et de l'arrêt, kJ.

Comme indiqué ci-dessus, chaque moteur doit être sélectionné pour les conditions de chauffage et de surcharge. Afin d'appliquer la méthode des pertes moyennes, il est nécessaire de configurer à l'avance un certain moteur électrique, qu'il est également recommandé dans ce cas de sélectionner en fonction des conditions de surcharge.La formule de puissance équivalente peut être utilisée pour un calcul approximatif dans les cas où les démarrages et les arrêts sont rares et n'affectent pas de manière significative l'échauffement du moteur électrique.

En génie mécanique, pour un fonctionnement en mode de charge intermittente, on utilise des moteurs électriques conçus pour fonctionner avec une charge continue. L'industrie électrique produit également des moteurs spécialement conçus pour supporter des charges intermittentes, largement utilisés dans les structures de levage et de transport. De tels moteurs électriques sont sélectionnés en tenant compte de la durée relative d'inclusion:

où tp est le temps de fonctionnement du moteur ; t0 — durée de la pause.

Un exemple de choix d'un moteur par puissance en mode de fonctionnement à court terme multiple.

Déterminer la puissance du moteur électrique à n0 — 1 500 tr/min ; le moteur fonctionne selon le programme de charge indiqué sur la fig. 2, un. Puissance à l'arbre du moteur électrique au ralenti de la machine Pxx = 1 kW. Moment d'inertie réduit de la machine Jc = 0,045 kg-m2.

Répondre:

1. Présélectionnez le moteur électrique en fonction des conditions de surcharge, telles que λ = 1,6 :

Selon le catalogue, nous choisissons un moteur électrique avec la version protégée de la puissance élevée la plus proche (2,8 kW), dans laquelle mon = 1420 tr/min ;

Pour ce moteur λ = 0,85 • 2 = 1,7. De cette manière, le moteur est sélectionné avec une certaine limite de surcharge.

La dépendance η = f (P / Pн) de ce moteur est représentée sur la fig. 2, b.

Riz. 2. Dépendances N = f (t) et η = f (P / Pí)

2. Selon la formule

on détecte des pertes aux puissances 1 ; 3 ; 4,2 kW (dans les délais). Les pertes sont respectivement de 0,35 ; 0,65 et 1kW. Nous trouvons des pertes à Pn = 2,8 kW, qui sont ΔPn = 0,57 kW.

3. Déterminer l'heure de début et l'heure d'arrêt par opposition :

où:

On obtient tn = 0,30 s ; tt = 0,21 s.

4. Déterminez les pertes de démarrage et d'arrêt :

Nous obtenons ΔAp = 1,8 kJ et ΔAt = 3,8 kJ.

5. Trouvez les pertes équivalentes dans la boucle :

où

On obtient ΔREKV = 0,44 kW. Puisque ΔPn = 0,57, alors ΔREKV < ΔPn et donc le moteur est correctement sélectionné.