Методы эквивалентных величин тока момента мощности для косвенной проверки двигателя по нагреву

Сопоставляя выражение допустимой температуры перегрева с (3.15), получим условие проверки двигателя по нагреву методом средних потерь

iiКз=ii1t1М113.6. Расчет мощности двигателя для длительного режима работы323цМэкв.рмi13.7. Расчет мощности двигателя для повторно-кратковременного режима работыПВн;допM=f(t)P=f(t).5+8,4+5=18,4снн 2К=1,2нМн > МэквМдоп = (2…2,5)МнМп1= 598 Нм13.8. Проверка по нагреву двигателей, работающих в кратковременном режимеtдопдопТнТ Мt = tдоп МдопН КРtр.н tРtР tР.Н , двигатель должен быт проверен на перегрузочную способность.13.9. Определение допустимого числа включений асинхронных двигателей с короткозамкнутым роторомВ электроприводах некоторых производственных механизмов асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором работают по условиям технологического процесса с частыми пусками и торможениями. При этом число включений в час может достигать 600…800. При значительной частоте включения асинхронного двигателя потери в переходных режимах вызывают интенсивный нагрев двигателя, что ограничивает число включений в час. Особенно актуальна эта проблема для двигателей с короткозамкнутым ротором, которые пускаются и тормозятся без дополнительных внешних сопротивлений и все потери выделяются в самом двигателе. В этом случае производится проверка предварительно выбраного двигателя на допустимое число включений в час.Допустимым числом включений в час называется такое число включения двигателя при заданной нагрузке и относительной продолжительности включения, при котором средняя температура в установившемся тепловом режиме равна допустимой ср = доп и двигатель полностью используется по нагреву.Если двигатель продолжительного режима работы при номинальной скорости используется по нагреву полностью, то мощность потерь, выделяемых в окружающую среду в установившемся режиме, равна номинальным потерям РН ,а в период паузы с учетом ухудшения теплопередачи РН , за время пуска и торможения РН(1+)/2.Потери энергии, выделяющиеся в двигателе за цикл, включают потери энергии при пуске Ап, торможения Ат и в установившемся режиме Рtу . В установившемся тепловом режиме потери энергии, выделяемые в двигателе за цикл, равны энергии, рассеиваемой в окружающую среду:, (13.55)где , , , – соответственно время пуска, торможения, установившегося режима и паузы.Учитывая, что время цикла ТЦ =3600/h, время установившегося движения tу=3600ПВ/h –(tП+tТ), а время паузы t=3600(1-ПВ)/h получим из (13.55) выражение допустимого числа включений в час. (13.56) где h– число включений в час; ПВ– относительная продолжительность включения),Пренебрегая значительно меньшей третьей составляющей в знаменателе (13.56), получим (13.57)При работе двигателя в установившемся режиме с номинальной нагрузкой приведенное уравнение упрощается и принимает вид: (13.58)Из (13.57) следует, что допустимое число включений в час зависит от нагрузки, относительной продолжительности включения ПВ, коэффициента ухудшения теплоотдачи и потерь энергии при пускеи торможении.13.10. Контрольные вопросы


Назовите основные номинальные режимы работы электродвигателей?

Последовательность расчета мощности и выбора электродвигателя?

Исходные данные для расчета мощности электропривода?

Чем отличается нагрузочная диаграмма рабочего механизма от нагрузочной диаграммы двигателя?

Запишите уравнение теплового баланса?

Каким образом проверяется двигатель на перегрузочную способность?

Перечислите методы проверки двигателя по нагреву?

Достоинства и недостатки метода средних потерь?

Особенности и область применения методов эквивалентных величин для проверки двигателя по нагреву?

Назовите основные этапы выбора двигателя для длительного режима работы с переменной нагрузкой?

Какое отличие имеют расчетные выражения эквивалентных величин для двигателей режимов S1 и S3?

Чому недоцільно використовувати двигуни короткочасного режиму роботи для роботи в тривалому режимі і навпаки?

Методика перевірки двигуна на нагрівання при повторно-короткочасному режимі роботи?

От чего зависит допустимая продолжительность работы двигателя длительного режима работы при использовании его в кратковременном режиме работы?

Якими параметрами визначається допустима кількість вмикань за годину АД?

Дискретный метод управления двигателями постоянного тока

При дискретном методе управление двигателем осуществляется путем периодического подключения цепи якоря двигателя к источнику питания. В этом случае используются двигатели с независимым возбуждением или с самовозбуждением от постоянных магнитов, а в качестве импульсных элементов, включающих и отключающих цепь якоря двигателя, — электронные схемы с широтно-импульсными модуляторами.

Простейшая схема импульсного управления двигателем при широтно-импульсной модуляции показана на рис. 7. Якорь двигателя М на время импульса подключается к источнику электрической энергии (ИЭЭ) через нормально замкнутые контакты НЗК-1 и НЗК-2, а в период паузы тормозится противовключением через нормально разомкнутые контакты НРК-1 и НРК-2.

В данном электроприводе используется двигатель с независимой обмоткой возбуждения ОВД.

Такие системы управления применяются в большинстве случаев в следящих системах небольшой мощности: пилотажно-навигационных комплексах и радиотехнических системах.

В силовых электроприводах повышенной мощности часто для этих целей применяются управляемые диоды-тиристоры.

Основные факторы, которые обусловили широкое применение тиристорного электропривода в авиации, следующие:

  • высокий КПД тиристорного преобразователя (0,95–0,97);
  • относительно малые габариты и масса;
  • незначительная мощность самих устройств управления.

Для регулирования частоты вращения асинхронного двигателя тиристоры включаются в цепь статора или ротора. В первом случае с их помощью можно регулировать амплитуду (фазное регулирование) или частоту (частотное регулирование) синусоидального напряжения на обмотках статора и, следовательно, вращающий момент на валу двигателя. Во втором случае можно изменять активное сопротивление цепи ротора и таким образом регулировать его частоту вращения.

Меню раздела

Современные электротермические установкиОсновы теории механизмов и приводов ЭТУСпособы передачи механической энергииОсобенности механизмов ЭТУСиловой расчет механизмаКлассификация механизмов и приводов ЭТУПриводные двигатели ЭТУМеханизмы ЭТУ с жесткими кинематическими звеньямиМеханизмы ЭТУ с гибкими кинематическими звеньямиОсобенность силовых расчетов конвейеровОсобенности выбора конструкционных материаловПриведение нагрузок, масс и моментов инерции приводов к одному валуНагрузки и характеристики приводов ЭТУЭлектромеханические преобразователи энергии в приводахОсновы электромеханического преобразования энергииХарактеристики двигателей постоянного тока независимого возбужденияНоминальное сопротивление двигателяХарактеристики двигателей постоянного тока последовательного возбужденияХарактеристики двигателя постоянного токаРежим динамического торможения двигателей постоянного токаСвойства жидкостей и основные соотношения теории гидроприводаСиловые элементы гидропривода ЭТУПринцип работы пластинчатого насосаПринцип действия радиально-поршневых насосовМеханические свойства гидродвигателейРаспределителиПредохранительные клапаныГидравлические дросселиЭлектрогидравлические усилителиМеханические характеристики гидроприводовПоказатели регулирования скорости приводовРегулирование скорости электроприводов с машинами постоянного токаРасчет ступеней пусковых сопротивленийРасчет пусковых резисторов для двигателей последовательного возбужденияРегулирование скорости двигателей постоянного токаРегулирование скорости электроприводов с асинхронными двигателямиРегулирование скорости асинхронных двигателей изменением числа полюсовРегулирование скорости асинхронных двигателей изменением частоты питающего напряженияРегулирование скорости электро-гидроприводовОбъемное регулирование скорости гидроприводовРегулирование скорости гидроприводов гидроусилителямиОбщие сведения о переходных процессах в приводах ЭТУРасчет переходных процессов в электроприводах по механическим характеристикамПереходные процессы в электроприводах с линейной зависимостьюРасчет переходных процессов в электроприводахВлияние индуктивности силовых цепейВыбор мощности двигателей приводов ЭТУОсобенность двигателей с фазным роторомВыбор номинальной скорости двигателяОхлаждение двигателей при независимой вентиляцииВыбор двигателя по мощностиПотери энергии в электроприводахТеория нагрева и режимы работы двигателейРежимы работы двигателей производственных механизмов ЭТУПостроение нагрузочных диаграммВыбор мощности двигателей при продолжительном режиме работыМетоды эквивалентных величинУсловие правильного выбора двигателяКратковременный режим работыПовторно-кратковременный режим работыЭлектродвигатели производственных механизмовДвигатели с фазным роторомГруппы короткозамкнутых двигателейБлокировочные цепи в схемах управления электроприводамиТиповые схемы управления электроприводамиПрименение логических элементов в схемах управленияУправление гидроприводами ЭТУОсобенности построения замкнутых систем приводов ЭТУСиловые элементы замкнутых систем приводовСтатические свойства ЭМУРегулирование ЭДС ТПХарактеристики замкнутых систем приводовНедостатки приводов с обратной связьюУстойчивость работы приводаВлияние обратных связей на динамические свойства приводовОбщепромышленные комплектные электроприводы в ЭТУСхема управления приводомПриводы ПМУРелейно-контакторные части системы управленияЭлектромеханические приводы перемещения электродовОграничение ускорений при больших рассогласованияхПовышение качества переходных процессовРегуляторы РМДПриводы перемещения электродов печей переплаваКонтроль рассогласования между уставкой и его истинным значениемЭлектрогидравлические приводы перемещения электродов

Размеры катушки

Чтобы подогнать генератор под ветроколесо или наоборот потом ветроколесо под генератор нужно высчитать мощность генератора на разных оборотах, к примеру при 120об/м когда начнётся зарядка аккумулятора, и начнётся нагрузка на ветроколесо, и далее при 180,240,300,360,420,480,540,600об/м.

Исходя из выше рассчитанных данных мы получили 17вольт при 120об/м, сопротивление у нас 1.46Ом. более точные данные будут если мерить напряжение во время зарядки в реальном времени, но я для малого тока взял напряжение аккумулятора равным 13 вольт, а далее исходил из напряжения 14 вольт. В итоге ниже получились вот такие расчёты, но на более высоких оборотах при большой разнице холостого напряжения и напряжения при заряде аккумулятора КПД генератора будет падать и ток зарядки опять-же не будет таким большим, хотя генератор будет грузить винт на большую мощность, потери будут на нагреве катушек и в проводах. В общем ток зарядки будет ниже ещё на 10-20%.

6.4.2. Метод эквивалентного тока

Эквивалентный ток

— это ток постоянного значения, который вызывает в двигателе те же потери, что и фактически протекающий в нем ток.

Если используется двигатель постоянного тока, то выделяющаяся в нем средняя мощность потерь при загрузке его эквивалентным током

равна:


,

где

— мощность постоянных потерь;


— переменные потери, зависящие от нагрузки.

Средняя мощность потерь за цикл в соответствии с (6.14) может быть рассчитана следующим образом:

Заменяя потери мощности на каждом участке через соответствующие постоянную и переменную составляющие, получаем:

Отсюда эквивалентный ток

При использовании самовентилируемого двигателя и изменяющейся угловой скорости на участках цикла в расчетные уравнения вместо

следует подставлять


.

После нахождения эквивалентного тока сопоставляем его с номинальным током двигателя: при

двигатель отвечает условиям полного использования по нагреву.

Следует, отметить, что метод эквивалентного тока предполагает независимость (постоянство) потерь на возбуждение, потерь в стали и механических потерь от нагрузки и постоянство сопротивления главной цепи двигателя на всех участках графика нагрузки.

Часто для проверки двигателя по нагреву и особенно при предварительном его выборе приходится пользоваться графиками момента или мощности, развиваемых двигателем.

Возможно, вам также будет интересно

Григорий Лазарев В соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2020 года снижение энергои электроемкости экономики и повышение эффективности использования энергоносителей являются важнейшими стратегическими направлениями . Электроэнергетика является определяющей составляющей в структуре энергопотребления, которая вместе с теплоснабжением использует 70% топливно-энергетических ресурсов. Вместе с тем значительная часть энергоблоков ТЭС (более половины) эксплуатируется уже более

Чаще всего IGBT с рабочим напряжением 1200 В используются в трехфазных инверторах промышленных приводов. Для подобных применений в первую очередь требуется надежная электрическая изоляция и минимальный уровень шумов. Кроме того, силовая часть инвертора должна хорошо управляться и иметь специальную схему защиты, обеспечивающую надежное функционирование изделия. В типовых схемах промышленных приводных инверторов наличие емкости Миллера в

Вследствие удорожания электрической энергии, ужесточения требований и стандартов по яркости, эффективности и КПД для светодиодов, а также совершенствования технологии их производства, они стали превосходной альтернативой осветителям, построенным на базе ламп накаливания и ламп дневного света. Статья посвящена балластам для твердотельных светодиодных осветителей

Типы электродвигателей

Наиболее распространённые электродвигатели это;

Асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором

– асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором. Три обмотки двигателя уложены в пазы статора; – асинхронный однофазный двигатель с короткозамкнутым ротором. В основном его применение находит в бытовой электротехнике в пылесосах, стиральных машинах, вытяжках, вентиляторах, кондиционерах; – коллекторные двигатели постоянного тока установлены в электрооборудовании автомобиля (вентиляторы, стеклоподъемники, насосы); – коллекторный двигатель переменного тока находит применение в электрических инструментах. К таким инструментам относятся электродрели, болгарки, перфораторы, мясорубки; – асинхронный двигатель с фазным ротором имеет довольно мощный пусковой момент. Поэтому такие двигатели устанавливаются в приводах подъемников, кранах, лифтах.

Любой движок состоит из стационарно закрепленного корпуса — статора и вращающегося в нем ротора, который еще называют якорь.

Его круговое движение создается за счет воздействия на него вращающегося магнитного поля статора, формируемого протеканием электрических токов по статорным обмоткам.

Когда обмотки исправны, то по ним текут номинальные расчетные токи, создающие магнитные потоки оптимальной величины.

Если сопротивление прводов или их изоляция нарушена, то создаются токи утечек, коротких замыканий и другие повреждения, влияющие на работу электродвигателя.

Между статором и ротором выполнен минимально возможный зазор. Его могут нарушить:

Когда происходит задевание вращающихся частей о неподвижный корпус, то создается их разрушение и дополнительные механические нагрузки. Все это требует тщательного осмотра, анализа состояния внутренних частей до начала электрических проверок.

Довольно часто не квалифицированный разбор является дополнительной причиной поломок. Пользуйтесь специальным инструментом и съемниками, исключающими повреждения граней валов.

После разборки сразу во время осмотра проверяют люфты, свободный ход подшипников, их чистоту и смазку, правильность посадочных мест.

Кроме этого у коллекторного электродвигателя могут быть сильно изношены пластины или щетки.

Все это необходимо проверять до подачи рабочего напряжения.

Особенности конструкций, влияющие на технологию поиска дефектов

Обычно производитель электрические характеристики указывает на табличке, прикрепленной на корпусе. Этим сведениям стоит верить.

Однако часто во время ремонта или перемотки конструкция статора изменяется, а табличка остается прежняя. Этот вариант следует тоже учитывать.

Для бытовой сети 220 вольт могут использоваться двигатели:

В схемах 380 вольт работают трехфазные синхронные и асинхронные электродвигатели.

Все они отличаются по конструкции, но, в силу работы по общим законам электротехники, позволяют использовать одинаковые методики проверок, заключающиеся в замерах электрических характеристик косвенными и прямыми методами.

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

2.2.1. Общие положения

  • расчет мощности электродвигателя;
  • выбор двигателя в соответствии с режимом его работы по условиям нагрузки;
  • проверка мощности двигателя по условиям пуска;
  • определение необходимой степени защиты оболочки двигателя;
  • выбор конструктивного исполнения на соответствие условиям окружающей среды;
  • выбор системы охлаждения двигателя.
  • нормальное с sн?2,5% и пусковым моментом 0,9-1,2 номинального;
  • с повышенным пусковым моментом (для конвейеров и других механизмов с большим сопротивлением при трогании) sн?10%, Мп=1,8…2,0;
  • с повышенным скольжением – (при использовании для механизмов с кривошипно-шатунным механизмом и при многодвигательных приводах) sн?12%, Мп=1,8…2,0.

2.2.2. Расчет электродвигателя на нагрев

Параметры Класс изоляции
Е В F H
Допустимая температура нагрева изоляционного материала (СТ-СЭВ 782-77), С 120 135 155 180
Допустимая температура нагрева обмоток электродвигателя (ГОСТ 183-74), С 120 140 165
Допустимое превышение температуры (ГОСТ 183-74), С 75 80 100 125

?Р А С РconstТн?уст?нач?нач?уст????t?максРсрРн?ср=constРн ТнТнtмакс?ср?макс?макс?ср

Метод эквивалентного тока

Потери в двигателях примерно пропорциональны квадрату тока в его обмотках. Зная график тока, протекающего по обмоткам двигателя, можно определить для каждого конкретного ре­жима работы значение тока Iэ характеризующее его нагрев.

Эквивалентный ток Iэ – это такой неизменный по величине ток, который вызывает такой же нагрев электродвигателя, как и реально протекающий изменяющийся по величине ток в соответствии с графиком нагрузки механизма.

(12.2)

Условие проверки двигателя на нагрев будет:

IэIном (12.3)

Метод эквивалентного момента

Если момент двигателя пропорционален току, то можно пользоваться методом эквивалентного момента.

Эквивалентный момент – это такой постоянный момент на­грузки, который вызывает такой же нагрев двигателя, как и ре­ально изменяющийся момент в соответствии с графиком работы механизма.

(12.4)

Условие правильности выбора двигателя — Мэ–1 ; ηп– кпд передачи.

По каталогу выбирается электродвигатель из условия

Рн.дв ≥К3Р (12.7)

где Рн.дв – номинальная мощность электродвигателя по ката­логу; К3=1,05÷1,2 – коэффициент запаса, учитывающий неточно­сти расчета сил сопротивления.

Электродвигатель при необходимости проверяется на пе­регрузочную способность по условиям пуска

(12.8)

где МсМд– статический и динамический моменты сопро­тивления, Нм;

J– приведенный к валу электродвигателя суммар­ный момент инерции, кгм2; 1п — время пуска.

Асинхронные короткозамкнутые электродвигатели прове­ряются по пусковому моменту Мп > Мсп · К3; Мсп — момент со­противления при скорости, равной нулю.

Кратковременный режим S2

Определяется мощность (момент) нагрузки и время рабо­ты электродвигателя. Если нагрузка за время работы изменяется, то определяется эквивалентная мощность (момент).

Для некоторых серий электродвигателей указывается до­пустимая мощность при стандартных значениях продолжитель­ности рабочего периода 10, 30, 60, 90 минут. Если время работы tp не совпадает со стандартным, выбирают двигатель по бли­жайшему большему значению времени работы. Обязательна про­верка двигателя по перегрузочной способности.

Если двигатель рассчитан для продолжительного режима работы, при кратковременном режиме его можно перегружать. Для количественной оценки возможности перегрузки используют коэффициент механической перегрузки рм– отношение мощно­сти нагрузки двигателя в кратковременном режиме Ркк номи­нальной мощности в продолжительном режиме

где а = КVном– отношение постоянных потерь к номи­нальным переменным потерям в двигателе.

Если отношение tpн≤ 0,35, электродвигатель проверяют только по перегрузочной способности.

Повторно-кратковременный режим

Определяются мощность (момент), время работы и паузы каждой операции в цикле.

Строятся нагрузочная диаграмма и тахограмма.

Если нагрузка переменная, то определяется эквивалент­ный момент или ток.

Определяется продолжительность включения

(12.9)

где – сумма времени работы и пауз, если в цикле несколько операций.

5. Если ПВр=ПВст, то при соответствующем стандартном ПВ% выбирают электродвигатель из условия Рн.дв≥Кз·Рэ.ст

В случае, если расчетная ПВ не соответствует стандартной, то эквивалентную мощность приводят к стандартной по формуле

(12.10)

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Эквивалентный момент

Эквивалентный момент сопоставляем с номинальным моментом двигателя. Если Мэк Мн, двигатель оказывается полностью использованным по нагреву.

Эквивалентный момент должен быть меньше номинального момента двигателя, выбранного предварительно. В противоположном случае нужно выбрать двигатель следующего габарита или увеличить передаточное число трансмиссии, вновь построить нагрузочную диаграмму и повторить расчет эквивалентного момента.

Эквивалентный момент должен быть меньше номинального момента двигателя, выбранного предварительно. В противоположном случае нужно выбрать двигатель следующего габарита, вновь построить нагрузочную диаграмму и повторить расчет эквива — лентного момента.

Эквивалентный момент должен быть меньше номинального момента двигателя, выбранного предварительно. В противоположном случае нужно выбрать двигатель следующего габарита или увеличить передаточное число трансмиссии, вновь построить нагрузочную диаграмму и повторить расчет эквивалентного момента.

Эквивалентные моменты характеризуют интенсивность накопленного усталостного повреждения, рассчитанного с использованием различных методов систематизации случайных циклов. Наибольшие значения эквивалентные моменты имеют при систематизации по размахам, результаты систематизации по полным циклам занимают промежуточное положение.

Понятие эквивалентный момент не имеет смысла при изгибе с кручением бруса некруглого поперечного сечения. Неприменимо оно и в случае, если, помимо изгиба и кручения, брус круглого сечения испытывает растяжение или сжатие.

Понятие эквивалентный момент не имеет смысла при изгибе с кручением бруса некруглого поперечного сечения. Неприменимо оно и в случае, если помимо изгиба и кручения брус круглого сечения испытывает растяжение или сжатие.

Определим эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора Грэ. Частота вращения тихоходного вала редуктора равна частоте вращения колеса: ят п, 15 16 об / мин.

Понятие эквивалентный момент не имеет смысла при изгибе с кручением бруса некруглого поперечного сечения. Неприменимо оно и в случае, если, помимо изгиба и кручения, брус круглого сечения испытывает растяжение или сжатие.

Определим расчетный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора.

Метод эквивалентного момента неприемлем для двигателей, у которых поток не остается постоянным, как это имеет место, например, у двигателей последовательного возбуждения.

Формулу эквивалентного момента широко используют при расчете приводов кузнечно-прессовых машин.

Формулы эквивалентного момента и эквивалентной мощности имеют форму совершенно идентичную формуле эквивалентного тока.

Метод эквивалентного момента допустим для очень приближенных расчетов мощности электродвигателей трехфазного тока с контактными кольцами и двигателей постоянного тока со смешанным возбуждением. Еще менее точен он для двигателей с последовательным возбуждением. Метод совершенно не пригоден для двигателей с короткозамкнутым ротором при частых пусках. При малых загрузках крановых двигателей трехфазного тока метод эквивалентного момента дает большие ошибки из-за большой величины тока холостого хода этих двигателей.

Способ эквивалентного момента , кроме указанных выше ограничений области применения для эквивалентного тока, не может быть использован для двигателей, в которых магнитный поток не остается постоянным в процессе работы двигателя. К такого рода двигателям относятся электродвигатели постоянного тока с последовательным и смешанным возбуждением. Во всех этих случаях следует пользоваться способом эквивалентного тока.

Проверка двигателей по нагреву косвенными методами

Метод средних потерь

прямой метод проверки двигателей по нагреву даёт наиболее точную оценку нагрева двигателя, однако, имеет существенный недостаток – необходимо знать значения теплоотдачи и теплоёмкости, которые в каталогах и справочниках отсутствуют. В связи с этим в большинстве случаев проверка двигателей по нагреву осуществляется косвенными методами, не требующими построения графика

t

Сущность метода заключается в определении средних потерь мощности

РсрРн

где

В соответствии с уравнением средние потери за цикл определяют средний перегрев двигателя. Аналогично номинальные потери мощности в двигателе определяют его допустимый нагрев

Допустимый нагрев двигателя будет при условии

Рср Рн

В случае когда на отдельных участках цикла нагрузка постоянна, средние потери определяются по формуле

График работы двигателя с циклической нагрузкой представлен на рисунке.

Номинальные потери мощности двигателя определяются по паспортным данным

Метод средних потерь является наиболее точным и универсальным из косвенных методов. Точность метода тем выше, чем больше постоянная нагрева двигателя будет превышать значение tmax наиболее продолжительного участка цикла, т.е. в случае выполнения неравенства tmax Tн. При этом

Метод эквивалентных величин.

Метод эквивалентных величин основан на том положении, что действительную величину заменяют эквивалентной, которая за рабочий цикл создаёт такие же потери в двигателе, как и действительная.

Метод эквивалентного (среднеквадратичного) токацелесообразно использовать в том случае, если известен график изменения тока двигателя во времени. График изменения тока двигателя во времени представлен на рисунке.

Эквивалентный ток определяется по формуле

Нагрев двигателя не будет превосходить допустимого уровня, если эквивалентный ток за цикл его работы не будет превосходить номинального тока

Iэкв Iн .

Метод справедлив, если постоянные потери и сопротивления главных цепей двигателя остаются неизменными за цикл работы. Метод неприменим для короткозамкнутых двигателей с глубокими пазами или двойной клеткой, т.к. их сопротивления сильно меняются в динамических режимах.

Метод эквивалентного момента удобно использовать в том случае, когда известен график изменения момента двигателя во времени. При применении метода магнитный поток должен быть постоянен.

Метод эквивалентной мощности используется, если известен график изменения мощности во времени, а также при выполнении условий применимости метода эквивалентного момента и постоянства скорости двигателя на всех участках рабочего цикла. Тогда

Если выполняется данное равенство, то нагрев двигателя не превысит допустимого уровня.

Метод эквивалентного генератора (источника)

  • Главная
  • Заказать
  • Обучение моделированию
  • Онлайн помощь
  • Уникализация

Примеры решений
Теория электротехники
Оплата и гарантии
Цены
Контакты
Сотрудничество

Прежде, чем приступать к расчету методом эквивалентного генератора, необходимо знать, что, строго говоря, существуют две разновидности этого метода — Метод эквивалентного генератора напряжения

иМетод эквивалетного генератора тока Оба метода работают очень похоже. Во-первых, применяются только для расчета тока в одной ветви. Во-вторых, вся остальная цепь, относительно нужного участка заменятся на один элемент — источник напряжения или источник тока, каждый — со своим внутренним сопротивлением.

Рассмотрим оба этих метода подробнее

Метод эквивалентного генератора напряжения

Иногда в разной литературе называется «Теорема Тевенена», «Теорема Тевенина» и даже «Теорема Тевенена-Гельмгольца». По сути, это все одно и то же

Исходя из названия, очевидно, что мы используем источник напряжения. Значит, нам необходимо определить ЭДС этого источника и его внутренее сопротивление.

С внутренним сопротивлением все очень просто. Нам нужно именно сопротивление относительно того участка, ток в котором мы рассчитываем. Для этого все источники ЭДС заменятся закоротками, так как у них внутренее сопротивление равно нулю. Источники тока заменяются разрывом, так как их внутреннее сопротивление бесконечно.

Предположим, есть вот такая цепь:

Нам нужно методом эквивалентного генератора определить ток через R3. Рассчитывая внутренее сопротивление генератора. закорачиваем источники ЭДС и разрываем источник тока. Получаем схему:

Очевидно, общее сопротивлелние такой схемы Rэкв = R1+R2

Теперь необходимо рассчитать напряжение холостого хода генератора. Звучит сурово, но это просто напряжение на нужном нам участке цепи с убранной нагрузкой (в нашем случае — R3):

Для этого можно возспользоываться абсолютно любым, известным вам способом — методом контурных токов, методом узловых потенциалов или непосредственным применением законов Кирхгофа.

После того, как напряжение холостого хода найдено, можно переходить к последнему этапу расчета — вычислению требуемого тока. Для этого, фактически, просто используется закон Ома для полной цепи:

Здесь Uхх — напряжение холостого хода генератора, Rэкв — его внутреннее сопротивление, Rн — сопротивление нагрузки. Для нашего случая:

Метод эквивалентного генератора тока

Иногда называется Теорема Нортона. Если вы разобрались с эквивалетным генератором напряжения, то здесь тоже все будет просто

Первый этап — вычисление внутреннего сопротивления генератора — ничем не отличается от того, что мы рассматривали выше. Так же разрываем нужную нам ветку и относительно нее находим сопротивление цепи, закорачивая ЭДС и разрывая источники тока.

Следующий шаг — определение тока короткого замыкания. Для этого участок, который мы рассматриваем, закорачивается и определяется ток через него любым удобным способом:

Вот и все, можно определять нужный ток:

Как и ранее, здесь Rэкв — внутренее сопротивление генератора, Rн — сопротивление нагрузки, Iкз — ток короткого замыкания генератора.

Для нашего случая:

Кстати, внимательный читатель лекго узнает в последних формулах обыкновенный делитель тока

Подведем итоги, записав пошаговый алгоритм использования метода эквивалентного генератора:

  • Определяем внутренее сопротивление генератора относительно участка цепи, где необходимо определить ток. Для этого источники ЭДС закорачиваются, а источники тока — разрываются
  • Для эквивалентного генератора напряжения рассчитываем напряжение холостого хода, то есть напряжение на том участке, который рассматриваем. Для эквивалентного генератора тока находим ток короткого замыкания, закоротив исследуемый участок. В обоих случаях можно применять любой известный метод.
  • Находим искомый ток по соответствующей формуле

Разобравшись с принципом действия, вы теперь сможете с лучшим пониманием рассмотреть наш пример решения методом эквивалентного генератора

И последнее — указанные методы абсолютно так же работают не только с постоянным током, но и для цепей переменного тока. Разумеется, там нужно использовать комплексные значения токов, напряжений и сопротивлений.

toe5.ru — Решение задач по электротехнике онлайн 2010-2021. Все права защищены.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий