Elektromos motorok kiválasztása különböző típusú terhelésű és üzemmódú berendezésekhez

A gyártási mechanizmusok elektromos motorjainak megfelelő kiválasztása biztosítja azok folyamatos és megbízható működését a szabványos élettartam alatt. Ez egy nagyon fontos folyamat, ahol számos különböző tényezőt és kritériumot kell figyelembe venni. Az egyik legfontosabb tényező a terhelés jellegének és típusának figyelembevétele.

Íme az összes szempont, amelyet figyelembe kell venni a választás során: Hogyan válasszuk ki a megfelelő villanymotort

A különféle gépekhez, berendezésekhez és gépekhez való villanymotorok kiválasztásakor figyelembe kell venni a különböző típusú terheléseket, a mechanikai jellemzők típusát, ezen mechanizmusok munkaciklusainak jellegét és időtartamát.

Annak ismeretében, hogy a kiválasztott villanymotor tengelyének terhelése hogyan változik, pontosan meghatározható, hogyan változnak a teljesítményveszteségek működés közben, és ennek köszönhetően olyan villanymotort kell választani, amely adott terhelés mellett nem melegszik túl . Az elektromos motor szigetelésének maximális fűtési hőmérséklete a teljes munkaciklus alatt nem haladja meg a megengedett értéket.

A termelési mechanizmusok villanymotorjainak helytelen kiválasztása a termelési folyamatok megzavarásához, a gyártott termékek elvesztéséhez és többlet villamosenergia-költségekhez vezet.

Az elektromos motorral ellátott elektromos berendezéseknek teljes mértékben meg kell felelniük a technológiai folyamat követelményeinek.

A katalógusban szereplő villanymotorok egyikének kiválasztása helyesnek tekinthető, ha a következő feltételek teljesülnek:

• a villanymotor legteljesebb megfelelése a munkagéppel (hajtószerkezet) a mechanikai tulajdonságok tekintetében. Ez azt jelenti, hogy az elektromos motornak olyan mechanikai jellemzővel kell rendelkeznie, hogy álló és tranziens állapotban is biztosítani tudja a hajtást a szükséges sebesség- és gyorsulásértékekkel;

• az elektromos motor teljesítményének maximális kihasználása minden üzemmódban. Az elektromos motor minden aktív részének hőmérséklete a legsúlyosabb üzemmódokban a lehető legközelebb legyen a megengedett fűtési hőmérséklethez, de ne haladja meg azt;

• az elektromos motor kompatibilitása a hajtással és a környezeti feltételekkel a tervezés szempontjából;

• az elektromos motor megfelelősége a tápegység paramétereinek.

Az elektromos motor kiválasztásához a következő adatok szükségesek:

• a meghajtó mechanizmus típusa és neve;

• a maximális tengelyteljesítmény, ha az üzemmód folyamatos és a terhelés állandó, egyéb esetekben pedig a tengely teljesítményének vagy ellenállási nyomatékának változásának grafikonja az idő függvényében;

• a hajtótengely forgási frekvenciája (vagy forgási frekvencia tartománya);

• a hajtómechanizmusnak az elektromos motor tengelyével történő csuklósításának módja (kinematikus sebességváltók jelenlétében a sebességváltó típusa és az áttételi arány feltüntetésre kerül);

• mekkora indítási nyomatékot kell biztosítania a villanymotornak a hajtótengelyre;

• sebességszabályozási határértékek (felső és alsó értékek, valamint a megfelelő teljesítmény- és nyomatékértékek);

• a sebességszabályozás szükséges minősége (simaság, fokozatosság);

• a meghajtó aktiválásának gyakorisága egy órán belül;

• a külső környezet jellemzői.

A villanymotor kiválasztása minden körülmény és névleges adat figyelembevétele alapján a katalógusok szerint történik.

Az elektromos hajtások lehetséges működési módjai a ciklusok jellege és időtartama, a terhelési értékek, a hűtési feltételek, az indítási veszteségek és a zökkenőmentes futás aránya stb. tekintetében óriási változatosságban különböztethetők meg, ezért mindegyikhez elektromos motorokat kell gyártani. Az elektromos hajtás lehetséges működési módjainak nincs gyakorlati értelme.

A valós üzemmódok elemzése alapján az üzemmódok egy speciális osztályát azonosítják - névleges üzemmódokat, amelyekhez soros motorokat terveznek és gyártanak.

Az elektromos gép útlevelében szereplő adatok egy bizonyos névleges üzemmódra vonatkoznak, és az elektromos gép névleges adatainak nevezik.

A gyártók garantálják, hogy amikor a villanymotor névleges üzemmódban, névleges terhelés mellett működik, teljes mértékben termikusan hasznosul.

A jelenlegi GOST 8 névleges üzemmódot biztosít, amelyek a nemzetközi osztályozásnak megfelelően S1-S8 szimbólumokkal rendelkeznek.

Folyamatos üzem S1 — a gép állandó terhelés melletti működése elég hosszú ideig ahhoz, hogy minden alkatrésze állandó hőmérsékletű legyen.

Rövid távú üzem S2 – a gép állandó terhelés melletti működése olyan ideig, amely nem elegendő ahhoz, hogy a gép minden része elérje a beállított hőmérsékletet, majd a gép leállítása olyan időre, amely elegendő ahhoz, hogy a gép 2-nél nem magasabb hőmérsékletre hűljön. ° C a környezeti hőmérséklettől . Rövid távú munkavégzés esetén a munkaidő időtartama 15, 30, 60, 90 perc.

S3 szakaszos üzem – azonos munkaciklusok sorozata, amelyek mindegyike magában foglalja a folyamatos terheléses működés idejét, amely alatt a gép nem melegszik fel a beállított hőmérsékletre, valamint azt a parkolási időt, amely alatt a gép nem hűl le a környezeti hőmérsékletre.

Ebben az üzemmódban a munkaciklus olyan, hogy a bekapcsolási áram nem befolyásolja jelentősen a hőmérséklet-emelkedést. A ciklusidő nem elegendő a termikus egyensúly eléréséhez, és nem haladja meg a 10 percet. A módot a felvétel időtartamának százalékos értéke jellemzi:

Az ipar által erre az üzemmódra gyártott motorokat egy munkaciklus (PV) jellemzi, amelyet egy munkaciklus időtartama határoz meg

ahol tp a motor futási ideje; tp — szünetidő.

A bevonás időtartamának standardizált értékei: 15, 25, 40, 60% vagy a munkaidő időtartamának relatív értékei: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60. Az S3 üzemmódban a névleges adatok csak egy bizonyos munkaciklusnak felelnek meg, és az üzemidőre vonatkoznak.

Jelenleg az S1 – S3 üzemmódok a főbbek, amelyek névleges adatait a helyi elektromos járműgyárak a gép katalógusában és útlevelében szerepeltetik.

Bővebben itt olvashat róla: Villanymotorok működési módjai

A teljesítmény szempontjából ésszerű motorválasztáshoz ismerni kell, hogy a motor tengelyterhelése hogyan változik az idő múlásával, ami viszont lehetővé teszi a teljesítményveszteségek változásának a természetét.

Ezenkívül meg kell állapítani, hogy a motor fűtési folyamata hogyan zajlik az energiaveszteségek felszabadulásának eredményeként. Ez a megközelítés lehetővé teszi a motor kiválasztását úgy, hogy a tekercsszigetelés maximális hőmérséklete ne haladja meg a megengedett értéket. Ez a feltétel az egyik legfontosabb a motor megbízható működésének biztosításához annak teljes élettartama alatt.

Az elektromos motor teljesítményének megválasztását a munkagépet érő terhelések jellegének megfelelően kell megválasztani. Ezt a karaktert két szempont alapján értékelik:

• a névleges üzemmódnak megfelelően;

• az elfogyasztott energia mennyiségének változása révén.

A motor teljesítményének három feltételnek kell megfelelnie:

• normál fűtés működés közben;

• elegendő túlterhelési kapacitás;

• elegendő indítónyomaték.

A villanymotorok választása az únAz ütemterv szerinti lehető legnagyobb terhelésen alapuló „teljesítménytartalék” a villanymotor alulkihasználtságához, így a csökkent teljesítménytényezők és hatásfok miatt megnövekedett beruházási költségekhez és üzemeltetési költségekhez vezet. A motor teljesítményének túlzott növekedése gyorsítás közben is rándulásokat okozhat.

Ha az elektromos motornak hosszú ideig állandó vagy enyhén változó terhelés mellett kell működnie, akkor teljesítményének meghatározása nem nehéz, és a képletek szerint történik. Sokkal nehezebb kiválasztani az elektromos motorok teljesítményét más üzemmódokban.

A rövid távú terhelésre jellemző, hogy a beépítési időszakok rövidek, a szünetek elegendőek a villanymotor teljes lehűléséhez. Ebben az esetben azt feltételezzük, hogy a villanymotor terhelése a kapcsolási periódusok alatt állandó vagy csaknem állandó marad.

Ahhoz, hogy a villanymotort ebben az üzemmódban helyesen lehessen fűtésre használni, úgy kell megválasztani, hogy folyamatos teljesítménye (a katalógusokban feltüntetve) kisebb legyen, mint a rövid távú terhelésnek megfelelő teljesítmény, pl. a villanymotor rövid ideig tartó működése alatt termikus túlterhelés lép fel...

Ha a villanymotor üzemideje lényegesen rövidebb, mint a teljes felfűtéséhez szükséges idő, de a bekapcsolási időszakok közötti szünetek lényegesen rövidebbek, mint a teljes lehűlés ideje, akkor ismétlődő rövid távú terhelés történik.

Teljesítményszámítás és motorválasztás a folyamatos működéshez

Állandó vagy enyhén változó tengelyterhelés mellett a motor teljesítménye csak kis mértékben haladja meg a terhelési teljesítményt.Ebben az esetben a feltételnek teljesülnie kell

Pn ≥ P,

ahol Pn a motor névleges teljesítménye; P – terhelési teljesítmény. A motor kiválasztása a katalógusból való kiválasztásán múlik.

A motor teljesítményének kiválasztása folyamatos működéshez. Ha a gyártási mechanizmus nyomatéka és teljesítménye nem változik, akkor olyan motort kell választani, amelynek Pn névleges teljesítménye megegyezik a terhelés teljesítményével, figyelembe véve a sebességváltóban (sebességváltóban) bekövetkező veszteségeket:

Pn ≥ Pm/ηt, W

ahol ηt a sebességváltó (sebességváltó) hatásfoka.

A meghajtó mechanizmus adott ellenállási pillanatában Ms, N ∙ m és a sebességváltó kimenő tengelyének forgási frekvenciája n2, rpm

Pm = Mc ∙ ω2, W

ahol ω2 = 2π ∙ n2/60, rad/s

Egyes, folyamatos üzemmódban, állandó tengelyellenállási nyomatékkal működő gyártási mechanizmusok esetében vannak hozzávetőleges képletek a motorok teljesítményének meghatározására.

Teljesítményszámítás és motorválasztás rövid távú terheléshez

Az elektromos hajtás rövid távú működéséhez szükséges motorokat a névleges teljesítményük szerint kell kiválasztani, amelynek meg kell egyeznie a terhelési teljesítménnyel, figyelembe véve a működés időtartamát. Az ipar által rövid távú működésre gyártott motorok szabványos megengedett értékei 10, 30, 60, 90 perc.

Szakaszos üzemű motorok hiányában szakaszos üzemű motorok is beépíthetők. Ebben az esetben a 30 perces futási idő a munkaciklusnak = 15%, a 60 perces a munkaciklusnak = 25%, a 90 perc pedig a 40%-nak felel meg.Végső megoldásként lehetőség van Pn < P folyamatos üzemű motorok alkalmazására és a hőviszonyok utólagos ellenőrzésére.

Teljesítményszámítás és motorválasztás szakaszos terheléshez

Szakaszos üzemmódban működő elektromos hajtás esetén a motor teljesítményét az átlagos veszteség módszerével vagy ezzel egyenértékű értékekkel számítják ki. Az első módszer pontosabb, de munkaigényesebb. Kényelmesebb az ekvivalens értékek módszere, az adott terhelési ütemtől függően P = f (t), M = f (t), I = f (t) határozzák meg a négyzet középértékeit, amelyek egyenértékűnek nevezzük.

Az egyenértékű teljesítmény a terhelési diagram RMS teljesítménye

ahol t1, t2, …, tk – azok az időintervallumok, amelyekben a terhelési teljesítmény P1, P2, …, Pk, ill.

A katalógus szerint a kapott Reqv és PV értékekhez a motor névleges teljesítményét a Pn ≥ REKV állapotból választjuk ki.

Ha adott az M = f (t) diagram, akkor az ekvivalens nyomaték

és az egyenértékű teljesítményt n sebességnél a kifejezés adja meg

Követelmény = Meq • n / 9550 (kW).

Ha az I = f (t) diagram adott, akkor a fűtési egyenérték árama

A PVr számított értéke gyakran eltér a standard értékektől, ezért vagy a kapott PVr értékét kerekítjük a legközelebbi standard értékre, vagy az egyenértékű teljesítményt a képlet segítségével számítjuk újra.

Működés közben rövid távú túlterhelések figyelhetők meg, amelyek meghaladják a motor névleges teljesítményét. Nem befolyásolják jelentősen a motorok fűtését, de hibás működéshez vagy leálláshoz vezethetnek. Ezért a motor túlterhelési kapacitását a kifejezésnek megfelelően ellenőrizni kell

Pm / Pn = ku ∙ Mm / Mn,

ahol Pm a legnagyobb teljesítmény a terhelési diagramban; Mm / Mn — a maximális nyomaték többszörösét a katalógus határozza meg; ku = 0,8 együttható figyelembe veszi a hálózat lehetséges feszültségesését.

Ha ez a feltétel nem teljesül, akkor nagyobb teljesítményű motort kell kiválasztani a katalógusból, és újra ellenőrizni kell a túlterhelési kapacitást.

Lásd még ebben a témában: Motor kiválasztása szakaszos működéshez

Az ipar számos szakaszos terhelésű motor sorozatot gyárt:

• aszinkron daruk mókusrotorral az MTKF sorozatban és fázisrotorral az MTF sorozatban;

• hasonló kohászati ​​sorozatok MTKN és MTN;

• DC sorozat D.

A megadott sorozatú gépeket egy hosszúkás forgórész (horgony) alakja jellemzi, amely a tehetetlenségi nyomaték csökkentését biztosítja. A tranziensek során az állórész tekercsében felszabaduló veszteségek csökkentése érdekében az MTKF és MTKN sorozatú motorok névleges szlip snom = 7 ÷ 12%-kal megnövekedett. A daru- és kohászati ​​sorozatú motorok túlterhelhetősége 2,3 — 3 40% munkaciklus mellett, ami 100% munkaciklusnál λ = Mcr / Mnom100 = 4,4-5,5.