Elektromotoru izvēle iekārtām ar dažāda veida slodzi un darba režīmiem

Pareiza elektromotoru izvēle ražošanas mehānismiem nodrošina to nepārtrauktu un uzticamu darbību visā standarta kalpošanas laikā. Šis ir ļoti svarīgs process, kurā jāņem vērā daudzi dažādi faktori un kritēriji. Viens no svarīgākajiem faktoriem ir slodzes veida un veida ņemšana vērā.

Šeit ir visi kritēriji, kas jāņem vērā, izvēloties: Kā izvēlēties pareizo elektromotoru

Izvēloties elektromotorus dažādām mašīnām, instalācijām un mašīnām, ir jāņem vērā dažādie slodzes veidi, mehānisko raksturlielumu veids, šo mehānismu darba ciklu raksturs un ilgums.

Zinot, kā mainīsies slodze uz izvēlētā elektromotora vārpstu, var precīzi noteikt, kā mainīsies jaudas zudumi darbības laikā, un, pateicoties tam, izvēlēties elektromotoru, kas, strādājot pie noteiktas slodzes, nepārkarsīs. . Elektromotora izolācijas maksimālā apkures temperatūra visā darba ciklā nepārsniegs pieļaujamo vērtību.

Nepareiza ražošanas mehānismu elektromotoru izvēle rada traucējumus ražošanas procesos un rada saražotās produkcijas zudumus un papildu elektroenerģijas izmaksas.

Elektroiekārtām ar elektromotoriem pilnībā jāatbilst tehnoloģiskā procesa prasībām.

Viena no kataloga elektromotoru veidiem izvēle tiek uzskatīta par pareizu, ja ir izpildīti šādi nosacījumi:

• mehānisko īpašību ziņā vispilnīgākā elektromotora atbilstība darba mašīnai (piedziņas mehānismam). Tas nozīmē, ka elektromotoram jābūt ar tādu mehānisko raksturlielumu, lai tas varētu nodrošināt piedziņu ar nepieciešamajām ātruma un paātrinājuma vērtībām stacionārā un pārejošā stāvoklī;

• maksimāla elektromotora jaudas izmantošana visos darba režīmos. Visu elektromotora aktīvo daļu temperatūrai vissmagākajos darba režīmos jābūt pēc iespējas tuvākai pieļaujamajai apkures temperatūrai, bet nepārsniedzot to;

• elektromotora saderība ar piedziņu un vides apstākļiem konstrukcijas ziņā;

• elektromotora atbilstība barošanas avota parametriem.

Lai izvēlētos elektromotoru, ir nepieciešami šādi dati:

• piedziņas mehānisma tips un nosaukums;

• maksimālā vārpstas jauda, ​​ja darba režīms ir nepārtraukts un slodze ir nemainīga, un citos gadījumos vārpstas jaudas vai pretestības momenta izmaiņu grafiki atkarībā no laika;

• piedziņas vārpstas rotācijas frekvence (vai rotācijas frekvenču diapazons);

• piedziņas mehānisma artikulācijas metode ar elektromotora vārpstu (kinemātisko transmisiju klātbūtnē ir norādīts transmisijas veids un pārnesumskaitlis);

• starta griezes momenta lielums, kas elektromotoram jānodrošina piedziņas vārpstai;

• ātruma regulēšanas robežas (augšējā un apakšējā vērtība un atbilstošās jaudas un griezes momenta vērtības);

• nepieciešamā ātruma kontroles kvalitāte (gludums, gradācija);

• piedziņas aktivizēšanas biežums stundas laikā;

• ārējās vides īpašības.

Elektromotora izvēle, ņemot vērā visus nosacījumus un nominālos datus, tiek veikta saskaņā ar katalogiem.

Iespējamie elektrisko piedziņu darbības režīmi izceļas ar milzīgu dažādību ciklu rakstura un ilguma, slodzes lielumu, dzesēšanas apstākļu, palaišanas zudumu un vienmērīgas darbības attiecības utt., tāpēc katram tiek ražoti elektromotori. Par iespējamiem elektriskās piedziņas darbības režīmiem praktiski nav jēgas.

Balstoties uz reālo režīmu analīzi, tiek noteikta īpaša režīmu klase - nominālie režīmi, kuriem tiek projektēti un ražoti sērijveida dzinēji.

Dati, kas ietverti elektriskās mašīnas pasē, attiecas uz noteiktu nominālo režīmu un tiek saukti par elektriskās mašīnas nominālajiem datiem.

Ražotāji garantē, ka tad, kad elektromotors darbojas nominālajā režīmā ar nominālo slodzi, tas tiek pilnībā izmantots termiski.

Pašreizējais GOST nodrošina 8 nominālos režīmus, kuriem saskaņā ar starptautisko klasifikāciju ir simboli S1 - S8.

Nepārtraukta darbība S1 - mašīnas darbība ar nemainīgu slodzi pietiekami ilgu laiku, lai sasniegtu visu tās daļu nemainīgu temperatūru.

Īstermiņa noslodze S2 — mašīnas darbība ar nemainīgu slodzi uz laiku, kas nav pietiekams, lai visas iekārtas daļas sasniegtu iestatīto temperatūru, kam seko mašīnas apturēšana uz laiku, kas ir pietiekams, lai mašīnu atdzesētu līdz temperatūrai, kas nepārsniedz 2 ° C no apkārtējās vides temperatūras . Īslaicīgam darbam darba perioda ilgums ir 15, 30, 60, 90 minūtes.

Intermitējošais režīms S3 — identisku darba ciklu secība, no kuriem katrs ietver nepārtrauktas slodzes darbības laiku, kurā iekārta nesasilda līdz iestatītajai temperatūrai, un stāvēšanas laiku, kurā mašīna neatdziest līdz apkārtējās vides temperatūrai.

Šajā režīmā darba cikls ir tāds, ka ieslēgšanas strāva būtiski neietekmē temperatūras paaugstināšanos. Cikla laiks ir nepietiekams, lai sasniegtu termisko līdzsvaru, un tas nepārsniedz 10 minūtes. Režīmu raksturo iekļaušanas ilguma vērtība procentos:

Nozares ražotajiem motoriem šim darbības režīmam ir raksturīgs darba cikls (PV), ko nosaka viena darba cikla ilgums.

kur tp ir dzinēja darbības laiks; tp — pauzes laiks.

Iekļaušanas ilguma standartizētās vērtības: 15, 25, 40, 60% vai darba perioda ilguma relatīvās vērtības: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60. S3 režīmā nominālie dati atbilst tikai noteiktam darba ciklam un attiecas uz darba periodu.

Režīmi S1 — S3 šobrīd ir galvenie, kuru nominālos datus vietējās elektromobiļu rūpnīcas iekļauj mašīnas katalogos un pasē.

Vairāk par to lasiet šeit: Elektromotoru darbības režīmi

Jaudas ziņā saprātīgai motora izvēlei ir jāzina, kā laika gaitā mainās motora vārpstas slodze, kas savukārt ļauj novērtēt jaudas zudumu izmaiņu raksturu.

Turklāt ir jānosaka, kā notiek motora sildīšanas process, jo tajā tiek atbrīvoti enerģijas zudumi. Šī pieeja ļauj izvēlēties motoru tā, lai tinuma izolācijas maksimālā temperatūra nepārsniegtu pieļaujamo vērtību. Šis nosacījums ir viens no galvenajiem, lai nodrošinātu uzticamu dzinēja darbību visā tā kalpošanas laikā.

Elektromotora jaudas izvēle jāveic saskaņā ar darba mašīnas slodžu raksturu. Šo raksturu novērtē divu iemeslu dēļ:

• atbilstoši nominālajam darbības režīmam;

• mainoties patērētās enerģijas daudzumam.

Dzinēja jaudai jāatbilst trim nosacījumiem:

• normāla apkure darbības laikā;

• pietiekama pārslodzes jauda;

• pietiekams starta griezes moments.

Elektromotoru izvēle ar t.s"Jaudas rezerve", kas balstīta uz lielāko iespējamo slodzi saskaņā ar grafiku, noved pie elektromotora nepietiekamas izmantošanas, un līdz ar to palielinās kapitāla izmaksas un ekspluatācijas izmaksas, jo samazinās jaudas faktori un efektivitāte. Pārmērīgs dzinēja jaudas palielinājums var izraisīt arī grūdienus paātrinājuma laikā.

Ja elektromotoram ilgstoši jāstrādā ar nemainīgu vai nedaudz mainīgu slodzi, tad tā jaudas noteikšana nav grūta un tiek veikta pēc formulām. Citos darbības režīmos ir daudz grūtāk izvēlēties elektromotoru jaudu.

Īslaicīgu slodzi raksturo fakts, ka iekļaušanas periodi ir īsi, un pārtraukumi ir pietiekami elektromotora pilnīgai dzesēšanai. Šajā gadījumā tiek pieņemts, ka elektromotora slodze pārslēgšanas periodos paliek nemainīga vai gandrīz nemainīga.

Lai elektromotors šajā režīmā tiktu pareizi izmantots apkurei, tas ir jāizvēlas tā, lai tā nepārtrauktā jauda (norādīta katalogos) būtu mazāka par jaudu, kas atbilst īslaicīgai slodzei, t.i. elektromotoram tā īslaicīgās darbības periodos ir termiska pārslodze...

Ja elektromotora darbības periodi ir ievērojami mazāki par laiku, kas nepieciešams tā pilnīgai uzsildīšanai, bet pauzes starp ieslēgšanās periodiem ir ievērojami īsākas nekā pilnīgas dzesēšanas laiks, tad notiek atkārtota īslaicīga slodze.

Jaudas aprēķins un motora izvēle nepārtrauktai darbībai

Ar nemainīgu vai nedaudz mainīgu vārpstas slodzi motora jaudai tikai nedaudz jāpārsniedz slodzes jauda.Šajā gadījumā nosacījums ir jāizpilda

Pn ≥ P,

kur Pn ir dzinēja nominālā jauda; P — slodzes jauda. Dzinēja izvēle ir atkarīga no tā izvēles no kataloga.

Dzinēja jaudas izvēle nepārtrauktai darbībai. Ja ražošanas mehānisma griezes moments un jauda nemainās, tad jāizvēlas motors ar nominālo jaudu Pn, kas vienāds ar slodzes jaudu, ņemot vērā zudumus transmisijā (pārnesumkārbā):

Pn ≥ Pm/ηt, W

kur ηt ir transmisijas (pārnesumkārbas) efektivitāte.

Noteiktā piedziņas mehānisma pretestības brīdī Ms, N ∙ m un pārnesumkārbas izejas vārpstas griešanās biežums n2, apgr./min.

Pm = Mc ∙ ω2, W

kur ω2 = 2π ∙ n2/60, rad/s

Dažiem ražošanas mehānismiem, kas darbojas nepārtrauktā režīmā ar nemainīgu vārpstas pretestības momentu, ir aptuvenas formulas motoru jaudas noteikšanai.

Jaudas aprēķins un motora izvēle īslaicīgai slodzei

Motorus elektriskās piedziņas īslaicīgai darbībai izvēlas pēc to nominālās jaudas, kurai jābūt vienādai ar slodzes jaudu, ņemot vērā darbības ilgumu. Standarta pieļaujamās vērtības rūpniecībā ražotajiem dzinējiem īslaicīgai darbībai ir 10, 30, 60, 90 minūtes.

Ja nav periodiskas darbības motoru, var uzstādīt periodiskas darbības motorus. Šajā gadījumā 30 minūšu darbības laiks atbilst darba ciklam = 15%, 60 minūtes atbilst darba ciklam = 25%, un 90 minūtes atbilst darba ciklam = 40%.Kā pēdējo līdzekli ir iespējams izmantot motorus nepārtrauktai darbībai ar Pn < P un to turpmākai termisko apstākļu pārbaudei.

Jaudas aprēķins un motora izvēle neregulārai slodzei

Elektropiedziņai, kas darbojas intermitējošā režīmā, motora jaudu aprēķina, izmantojot vidējo zudumu metodi vai līdzvērtīgas vērtības. Pirmā metode ir precīzāka, bet darbietilpīgāka. Ērtāk ir izmantot ekvivalento vērtību metodi Atkarībā no dotā slodzes grafika P = f (t), M = f (t), I = f (t) tiek noteiktas vidējās kvadrātvērtības, kas ir sauc par ekvivalentu.

Ekvivalentā jauda ir slodzes diagrammas RMS jauda

kur t1, t2, …, tk — laika intervāli, kuros slodzes jauda ir attiecīgi vienāda ar P1, P2, …, Pk.

Saskaņā ar katalogu iegūtajām Reqv un PV vērtībām motora nominālā jauda tiek izvēlēta no nosacījuma Pn ≥ REKV.

Ja ir dota diagramma M = f (t), tad ekvivalentais moments

un ekvivalento jaudu pie ātruma n uzrāda izteiksme

Req = Meq • n / 9550 (kW).

Ja ir dota diagramma I = f (t), sildīšanas ekvivalenta strāva

Aprēķinātā PVr vērtība bieži atšķiras no standarta vērtībām, tāpēc vai nu iegūtā PVr vērtība tiek noapaļota līdz tuvākajai standarta vērtībai, vai arī ekvivalentā jauda tiek pārrēķināta, izmantojot formulu

Darbības laikā tiek novērotas īslaicīgas pārslodzes, kas pārsniedz motora nominālo jaudu. Tie būtiski neietekmē dzinēju apsildi, bet var izraisīt nepareizu darbību vai apstāšanos. Tāpēc saskaņā ar izteiksmi ir jāpārbauda motora pārslodzes jauda

Pm / Pn = ku ∙ Mm / Mn,

kur Pm ir lielākā jauda slodzes diagrammā; Mm / Mn — maksimālā griezes momenta daudzkārtni nosaka katalogs; koeficients ku = 0,8 ņem vērā iespējamo sprieguma kritumu tīklā.

Ja šis nosacījums nav izpildīts, tad no kataloga jāizvēlas motors ar lielāku jaudu un vēlreiz jāpārbauda pārslodzes jauda.

Skatīt arī par šo tēmu: Motora izvēle neregulārai darbībai

Nozare ražo vairākas periodiskas slodzes motoru sērijas:

• asinhronie celtņi ar vāveres rotoru MTKF sērijā un ar fāzes rotoru MTF sērijā;

• līdzīgas metalurģijas sērijas MTKN un MTN;

• DC sērija D.

Norādītās sērijas mašīnām ir raksturīga iegarena rotora (enkura) forma, kas nodrošina inerces momenta samazināšanos. Lai samazinātu zudumus, kas rodas statora tinumā pāreju laikā, MTKF un MTKN sērijas motoriem ir palielināta nominālā slīdēšana snom = 7 ÷ 12%. Celtņa un metalurģijas sērijas motoru pārslodzes jauda ir 2,3 - 3 pie darba cikla = 40%, kas pie darba cikla = 100% atbilst λ = Mcr / Mnom100 = 4,4-5,5.