0.8 Chọn công suất động cơ điện  (Page 5/5)

Do vậy việc tính chọn công suất động cơ cho truyền động có điều chỉnh tốc độ cần phải gắn với một hệ truyền động chọn trước để có đầy đủ yêu cầu cơ bản cho việc tính chọn.

Kiểm nghiệm công suất động cơ điện

Việc tính chọn công suất động cơ ở các mục trên được coi là giai đoạn chọn sơ bộ ban đầu. Để khẳng định chắc chắn việc tính chọn đó là chấp nhận được, ta cần phải kiểm nghiệm lại việc tính chọn đó.

Yêu cầu về kiểm nghiệm việc tính chọn công suất động cơ gồm có:

- Kiểm nghiệm phát nóng:

ôđ  cp(6-47)

- Kiểm nghiệm quá tải về mô men:

Mđm>Mc.max (6-48)

- Kiểm nghiệm mô men khởi động:

Mkđ  Mc.mởmáy (6- 49)

Ta thấy rằng việc kiểm nghiệm theo yêu cầu quá tải về mô men và mô men khởi động có thể thực hiện dễ dàng.

Riêng về yêu cầu kiểm nghiệm phát nóng là khó khăn, không thể tính toán phát nóng động cơ một cách chính xác được (vì tính phát nóng động cơ là bài toán phức tạp).

Tuy vậy gần đúng có thể sử dụng các phương pháp kiểm nghiệm phát nóng gián tiếp qua các đại lượng điện sau đây.

Kiểm nghiệm động cơ bằng phương pháp tổn thất trung bình:

- Giả sử có đặc tính tải Pc(t) là đường cong thì phải hình thang hoá từng đoạn và trong mỗi đoạn được coi là có Pc = const (như hình 6 - 12).

Pc Pc2Pc6Pc1 Pc3 Pc5Pc4tt1 t2 t3 t4 t5Hình 6 - 12: Hình thang hoá đặc tính tải

Xuất phát từ phương pháp nhiệt sai cực đại (xem tài liệu tham khảo) với điều kiện xét ở chu kỳ xa điểm gốc toạ độ, lúc đó thì nhiệt sai của động cơ biến thiên theo quy luật xác định,

và ta có: bđ = cc = x .

Từ phương trình max(t) ta có:

Xem nhiệt sai ổn định x do lượng tổn thất công suất trung bình Ptb gây ra, ta có:

Thay vào ta có:

Khai triển hàm e- x và chỉ lấy 2 số hạng đầu, ta có:

Với giả thiết trong quá trình làm việc: A = const,  = const, ta có:

Và động cơ được chọn phải đảm bảo:

Pđm.chọn  Ptb (6-55)

Trong thực tế, việc tính toán Pi , Ptb có thể dựa vào Pc(t) và (Pc) của động cơ (xem hình 6-13):

Và Pđm.chọn được xác định theo công thức:

Đối với động cơ có quạt gió tự làm mát thì trong biểu thức (6-55) phải tính đến khả năng suy giảm của truyền nhiệt khi dừng máy, khi khởi động và hãm, ta có:

PcP1 P1P3P5P2 P4524 3 1 t1 t2 t3 t4 t5 t1 ttckHình 6 - 13: Các đặc tính Pc(t) và ( Pc )

Trong đó:

 là hệ số giảm truyền nhiệt khi khởi động và hãm,

 = 0,75 đối với động cơ điện một chiều,

 = 0,5 đối với động cơ điện xoay chiều.

tk là thời gian khởi động và hãm.

 là hệ số giảm truyền nhiệt khi động cơ dừng.

 = 0,5 đối với động cơ điện một chiều.

 = 0,25 đối với động cơ điện xoay chiều.

t0 là thời gian nghỉ của động cơ.

Kiểm nghiệm động cơ theo đại lượng dòng điện đẳng trị

Xuất phát từ biểu thức:

P = K + V = K + bI2 (6-58)

Trong đó:

K là tổn thất công suất không đổi.

V là tổn thất công suất biến đổi, thường: V = bI2 .

I là dòng điện động cơ.

b là hệ số tỷ lệ.

iI2 I1 I3I4 I5tt1 t2 t3 t4 t5Hình 6 - 14a: Dòng điện i(t)

iI2 I5I4I6I1I3 I7I8t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9Hình 9 - 14b: Cách tính gần đúng i(t)

Như vậy tương đương với biểu thức Ptb ta có biểu thức dòng điện đẳng trị:

i IciIdittiHình 6 - 15: gãy khúc hoáĐiều kiện kiểm nghiệm:

Iđt  Iđm.chọn (6-60)

Để tính giá trị Iđt ta

phải tính quá trình quá độ.

Giả thiết có kết quả tính

dòng điện i(t), nó có dạng

đường cong liên tục, như

trên hình 6-14a (bậc thang

hoá) và trên hình 6-14b

(gãy khúc hoá) để tìm Ii và ti :

Trong trường hợp đường cong dòng điện có dạng tăng trưởng lớn như trên hình 6-15b, thì ta dùng công thức gần đúng:

I = Ici - Idi (6-62)

Trong đó: Idi, Ici xác định theo đồ thị trên hình 6-15.

Kiểm nghiệm động cơ theo đại lượng mô men đẳng trị

Phương pháp kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện phát nóng gián tiếp là mô men được suy ra từ phương pháp dòng điện đẳng trị, khi mô men tỷ lệ với dòng điện: M = cI (c là hệ số tỷ lệ).

Đối với động cơ điện một chiều thì điều kiện này được thoả mãn khi từ thông của động cơ không đổi.

Đối với động cơ không đông bộ:

M = CmI22cos2 (6-62)

Ta cần phải có 2 = const, và cos2 = const ( tức là gần tốc độ định mức của động cơ ).

Tính mô men đẳng trị:

Kiểm nghiệm động cơ:

Mđm.chọn  Mđt (6-64)

Kiểm nghiệm động cơ theo đại lượng công suất đẳng trị

Trong truyền động mà tốc độ động cơ ít thay đổi thì P  M, do vậy có thể dùng đại lượng công suất đẳng trị để kiểm nghiệm phát nóng.

M P, P(t) M(t)(t)tHình 9 - 16: Minh hoạ cách tính toán hiệu chỉnh P(t)

Công suất đẳng trị:

Chọn động cơ có:

Pđm.chọn  Pđt (6-66)

Trong thực tế ở giản đồ phụ tải, tốc độ truyền động thường thay đổi lớn trong quá trình khởi động và hãm. Cho nên cần phải tính toán hiệu chỉnh P(t) như hình 6-16.

Câu hỏi ôn tập

1. Các quan hệ nhiệt sai của động cơ theo thời gian ụ = f(t) được sử dụng với mục đích gì ? nhịp độ tăng/giảm nhiệt sai khi ăn tải hoặc tháo tải của động cơ điện phụ thuộc vào thông số nào ? Nêu ý nghĩa của hằng số thời gian phát nóng Tn ?

2. Đồ thị phụ tải là gì ? Định nghĩa đồ thị phụ tải tĩnh và đồ thị phụ tải toàn phần. Sự khác nhau giữa hai loại đồ thị phụ tải đó là gì ? Công dụng của từng loại trong việc giải quyết bài toán tính chọn công suất động cơ ?

3. Đối với động cơ điện có máy chế độ làm việc ? Đặc điểm làm việc của động cơ ở từng chế độ đó ? Đồ thị phụ tải của từng loại chế độ được đặc trưng bởi những thông số nào ?

4. Viết công thức tính toán hoặc kiểm nghiệm phát nóng động cơ bằng phương pháp nhiệt sai, tổn thất công suất trung bình, các đại lượng đẳng trị ? Công dụng của từng phương pháp đối với bài toán chọn công suất động cơ ?

5. Các bước tính chọn công suất động cơ ở chế độ dài hạn và chế độ ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại ?