Motorok kiválasztása ciklikus működési mechanizmusokhoz

A ciklikus működésű elektromos hajtóművek periodikus üzemmódban működnek, melynek jellemzője a motor gyakori indítása és leállítása. Az elektromos hajtás elméletéből ismert, hogy a tranziens folyamatok energiaveszteségei közvetlenül függnek az elektromos hajtás J∑ tehetetlenségi nyomatékától, amelynek fő része, ha a tehetetlenségi mechanizmusokat kizárjuk, a tehetetlenségi nyomaték. a motor Jdv. Ezért lekapcsolási üzemmódban olyan motorok alkalmazása kívánatos, amelyek a kívánt teljesítmény és szögsebesség mellett esetleg a legkisebb Jdv tehetetlenségi nyomatékkal rendelkeznek.

A fűtési viszonyoknak megfelelően a motor megengedett terhelése szakaszos üzemben nagyobb, mint folyamatos üzemben. A kibővített statikus terhelésű motor a szükséges dinamikus nyomaték értékével megnövelt indítónyomatékot is ki kell alakítania, amely meghaladja a statikus értéket. Ezért a szakaszos működés nagyobb motor túlterhelési kapacitást igényel, mint a hosszú távú működés.A nagy túlterhelhetőség követelményét meghatározza a rövid távú mechanikai túlterhelések leküzdésének igénye is, amelyek a terhek leválasztásából, talajfeltárásból stb.

Végül a szakaszos üzemű motorok fűtési és hűtési feltételei eltérnek a folyamatos üzemben lévőktől. Ez a különbség különösen szembetűnő az önszellőzős motoroknál, mivel a motorba bejutó hűtőlevegő mennyisége a motor fordulatszámától függ. Átmenetek és szünetek során a motor hőleadása károsodik, ami jelentősen befolyásolja a megengedett motorterhelést.

Mindezek a feltételek meghatározzák, hogy ciklikus működésű elektromos hajtásokban olyan speciális motorokat kell használni, amelyek névleges terhelése periodikus, és egy bizonyos névleges munkaciklus jellemzi.

ahol Tp és se – a munkaidő, illetve a szünetidő.

Szakaszos üzemmódban névleges terhelés mellett a motor hőmérséklete a megengedett érték körül ingadozik, működés közben növekszik, szünet alatt pedig csökken. Nyilvánvaló, hogy minél nagyobbak a hőmérsékleti eltérések a megengedetttől, annál hosszabb a ciklusidő egy adott PV-nél Tq = Tp + se, és annál kisebb a motorfűtés Tn időállandója.

Korlátozza a megengedett ciklusidőt a lehetséges maximális motorhőmérséklet határáig. A szakaszos üzemű háztartási motorok esetében a megengedett ciklusidő 10 perc. Így ezeket a motorokat olyan munkaciklusra tervezték, amelynek grafikonja a szabványos üzemidőkre (kihasználtsági ciklus = 15, 25, 40 és 60 és 100%) az ábrán látható. 1.A munkaciklus növekedésével a motor névleges teljesítménye csökken.

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 DE sorozatú kotrógépekhez való változatban).

A megadott sorozatú gépekre jellemző a tehetetlenségi nyomaték csökkentését biztosító megnyúlt forgórész (armatúra) A tranziens folyamatok során az állórész tekercsében felszabaduló veszteségek csökkentése érdekében az MTKF és MTKN motorjai sorozatok névleges csúszása sHOM = 7 ÷ 12%. A daru- és kohászati ​​sorozatú motorok túlterhelhetősége 2,3 — 3 40% munkaciklus mellett, ami 100% munkaciklusnál λ = Mcr / Mnom100 = 4,4-5,5.

V daru motorok A váltakozó áramú üzemmódot tekintik fő névleges üzemmódnak, 40% bekapcsoltsággal, egyenáramú motoroknál pedig rövid idejű üzemmódot, 60 perces időtartammal (kihasználtsági ciklussal együtt = 40%). A daru- és kohászati ​​sorozat motorjainak névleges teljesítménye PVNOM = 40%-nál a következő tartományba esik: 1,4-22 kW MTF és MTKF sorozat esetén; 3-37 kW és 3-160 kW MTKN és MTN sorozat esetén; 2,4-106 kW D sorozathoz A D sorozatú fúvott motorok 2,5 és 185 kW közötti névleges teljesítményre készülnek, 100%-os munkaciklus mellett.

A mókuskalitkás motorok többsebességes kialakításúak lehetnek két vagy három különálló állórész tekercseléssel: MTKN sorozat 6/12, 6/16 és 6/20 pólusszámmal és 2,2-22 kW névleges teljesítménnyel PVNOM = 40% mellett; MTKF sorozat 4/12, 4/24 és 4/8/24 pólusszámmal és 4-45 kW névleges teljesítménnyel PVN0M = 25% mellett.Új 4MT sorozatú aszinkron daru és kohászati ​​motorok gyártását tervezik 2,2-200 (220) kW teljesítménytartományban, 40%-os munkaciklussal.

A kétmotoros hajtás alkalmazása megkétszerezi a felsorolt ​​típusú elektromos gépek alkalmazási körét. Nagy szükséges teljesítmény mellett az A sorozatú, AO, AK, DAF stb. aszinkron motorokat, valamint az azonos P sorozatú egyenáramú motorokat használják speciális módosításokban, például PE, MPE kotrógépekhez való változatban, Liftekhez MP L stb.

A daru- és kohászati ​​sorozatok motorjainak kiválasztása a legegyszerűbben olyan esetekben történik, amikor a tényleges üzemidő egybeesik az 1. ábrán látható névleges motorok valamelyikével. 1. A katalógusok és a referenciakönyvek a motorok teljesítményét PV-15, 25, 40, 60 és 100% értékkel sorolják fel. Ezért, ha a hajtás névleges ciklusban állandó Pst statikus terheléssel működik, nem nehéz kiválasztani a legközelebbi teljesítményű motort a katalógusból a PNOM > Rst feltételből.

A valós ciklusok azonban általában bonyolultabbak, a motorterhelés a ciklus különböző részein eltérőnek bizonyul, és a kapcsolási idő eltér a névlegestől. Ilyen körülmények között a motor kiválasztása egyenértékű ütemezés szerint történik, igazodva az 1. ábrán látható egyik névlegeshez. 1. Ebből a célból először egy érvényes PST-nél meg kell határozni az állandó egyenértékű fűtési terhelést, amelyet azután újraszámítanak a normál PST0M bekapcsolási időtartamra. Az újraszámítás a következő arányokkal végezhető el:

Az arányok hozzávetőlegesek, mert nem vesznek figyelembe két fontos tényezőt, amelyek a munkaciklus változásával változnak, és jelentősen befolyásolják a motor fűtését.

Rizs. 1.A motor névleges munkaciklusa szakaszos üzemre.

Az első tényező a motorban az állandó veszteségek miatt felszabaduló hőmennyiség… Ez a hőmennyiség növekszik, ha a PV nő, és csökken, ahogy a PV csökken. Ennek megfelelően, ha egy nagy fotovoltaikus eszközhöz megy, a fűtés növekszik, és fordítva.

A második tényező a motorok szellőzési körülményei. Az önszellőztetésnél a hűtési feltételek a munkaidőben többszörösen jobbak, mint a pihenőidőben. Ezért a PV növekedésével a hűtési feltételek javulnak, csökkenésével romlanak.

E két tényező hatását összevetve megállapíthatjuk, hogy ez ellentétes, és bizonyos mértékig kölcsönösen kompenzálja egymást. Ezért a modern sorozatok esetében a közelítő arányok meglehetősen helyes eredményt adnak, ha csak a vízerőműhöz legközelebbi névleges munkaciklusra történő újraszámításhoz használják őket.

Az elektromos meghajtás elméletéből ismert, hogy a motor kiválasztásánál alkalmazott átlagos veszteségek és egyenértékek módszerei ellenőrző jellegűek, mivel egy korábban kiválasztott motor számos paraméterének ismeretét igénylik. Az előzetes kiválasztás során a többszörös hibák elkerülése érdekében figyelembe kell venni egy adott mechanizmus jellemzőit.

A ciklikus hatás általános ipari mechanizmusaihoz megadhatja a motor előválasztásának három legjellemzőbb esetét:

1. A mechanizmus munkaciklusa be van állítva, és a dinamikus terhelések elhanyagolható hatással vannak a motor fűtésére.

2. A mechanizmus ciklusa be van állítva, és ismert, hogy a dinamikus terhelések jelentősen befolyásolják a motor fűtését.

3. A mechanizmus ciklusát nem a feladat határozza meg.

Az első eset a legjellemzőbb az alacsony tehetetlenségi tömegű mechanizmusokra - egyszer használatos emelő- és vontatási csörlők. A dinamikus terhelések hatása a motor fűtésére úgy értékelhető, hogy a tp indítási időtartamot összehasonlítjuk az állandósult üzem időtartamával.

Ha tп << tyct, a motor kiválasztása a hajtás terhelési diagramja szerint történhet. Ezen terhelési diagram szerint az átlagos terhelési nyomatékot a korábban megadott képletekkel határozzuk meg, a legközelebbi névleges munkaciklusra átszámoljuk, majd egy adott ωρ üzemi fordulatszámon meghatározzuk a szükséges motorteljesítményt:

Ebben az esetben a dinamikus terhelések hatásának hozzávetőleges számítását kz = 1,1 ÷ 1,5 biztonsági tényező beiktatásával végezzük a képletben. A tp / tyct arány növekedésével a biztonsági tényezőnek hozzávetőlegesen növekednie kell, feltételezve, hogy a tp / tyct 0,2 - 0,3 értéknél több.

Az előre kiválasztott motor fűtését az elektromos hajtás elméletének megfelelő módszerekkel kell ellenőrizni, valamint a túlterhelési kapacitást a következő állapotból:

ahol Mdop a megengedett rövid távú túlterhelési pillanat.

Egyenáramú motorok esetében a nyomatékot a kollektor aktuális kommutációs feltételei korlátozzák:

ahol λ a motor túlterhelhetősége a katalógus adatai szerint.

Aszinkron motorok esetében az Mdop meghatározásakor figyelembe kell venni a hálózati feszültség 10%-os csökkentésének lehetőségét. Mivel a kritikus momentum Mcr arányos a feszültség négyzetével, akkor

Ezenkívül a mókuskalitkás indukciós motorokat is ugyanúgy kell ellenőrizni, indítónyomatékkal.

A második eset a nagy tehetetlenségi tömegű mechanizmusokra jellemző - nehéz és nagy sebességű mozgási és forgási mechanizmusokra, de más esetekben is megvalósítható nagy indítási frekvenciával.

Itt a dinamikus terhelések hatása a tranziens idő és az állandósult üzem összehasonlításával értékelhető. Ha összemérhetőek vagy tp> tapintatosak, a dinamikus terhelések még a motor előválasztása esetén sem elhanyagolhatók.

Ebben az esetben az előzetes kiválasztáshoz meg kell készíteni a motor hozzávetőleges terhelési diagramját, amely az aktuális beállításokkal analóg módon beállítja a tehetetlenségi nyomatékát. Ha Jdw << Jm, akkor a Jdw értékének hibája nem lehet jelentős hatással a kiválasztás helyességére, sőt az utólagos ellenőrző számítás minden esetben megadja a szükséges pontosításokat.

Végül a harmadik eset az univerzális célú mechanizmusokra jellemző, amelyekhez nehéz konkrét munkaciklust felépíteni. Példa erre a normál, kis teherbírású futódaru mechanizmusai, amelyek különféle gyártási területeken használhatók.

A motorválasztás alapja ilyen esetekben egy beülepedési ciklus lehet, ahol az első tp1 munkaszakaszon a motor maximális MCT1, a másodikon tp2 minimális MCT2 terheléssel működik.Ha ismert, hogy a dinamikus terhelések hatása ennek a mechanizmusnak a motorjának fűtése kicsi, meg lehet határozni az effektív (fűtéssel egyenértékű) terhelési nyomatékot, feltételezve, hogy tp1 = tp2

Az adott üzemi fordulatszámon szükséges motorteljesítményt az arány határozza meg

A motor katalógus szerinti kiválasztása a Ptr < Pnom feltétellel történik a mechanizmushoz beállított PVnom beépítésének számított időtartamánál.

A daruszerkezetek esetében a szabályok a következő működési módokat határozzák meg, működési feltételeik összessége alapján:

• fény — L (PVNOM == 15 ÷ 25%, az indítások száma óránként h <60 1 / h),

• közepes – C (PVNOM = 25–40%, h <120 1/h),

• nehéz – T (PVNOM = 40%, h < 240 1/h)

• nagyon nehéz - HT (DFR = 60%, h < 600 1 / h).

• különösen nehéz - OT (kihasználtsági ciklus = 100%, h> 600 1 / h).

Ezeknek az adatoknak a statisztikai anyagokon alapuló elérhetősége lehetővé teszi, hogy szükség esetén meghatározzuk a mechanizmus feltételes ciklusát, amelyet a fenti számítás szerint elfogadunk. Valójában a munkaidő fix

amely lehetővé teszi a motor előválasztását ugyanúgy, mint a fent tárgyalt első két esetben. Ez különösen akkor fontos, ha a dinamikus terhelések motorfűtésre gyakorolt ​​hatása jelentősnek tekinthető.