Motoru izvēle cikliskās darbības mehānismiem

Elektriskie izpildmehānismi ar ciklisku darbību darbojas periodiskā režīmā, kura raksturīga iezīme ir bieža motora iedarbināšana un apturēšana. No elektriskās piedziņas teorijas kursa ir zināms, ka enerģijas zudumi pārejas procesos ir tieši atkarīgi no elektriskās piedziņas inerces momenta J∑, kura galvenā daļa, ja izslēdzam inerciālos mehānismus, ir inerces moments. motora Jdv. Tāpēc atslēgšanās režīmā vēlams izmantot motorus, kuriem pie nepieciešamās jaudas un leņķiskā ātruma ir iespējami mazākais inerces moments Jdv.

Atbilstoši sildīšanas apstākļiem motora pieļaujamā slodze neregulārā režīmā ir lielāka nekā nepārtrauktā režīmā. Sākot ar palielinātu statiskās slodzes motors jāattīsta arī palielināts palaišanas griezes moments, kas pārsniedz statisko par vajadzīgā dinamiskā griezes momenta vērtību. Tāpēc neregulārai darbībai ir nepieciešama lielāka motora pārslodzes jauda nekā ilgstošai darbībai.Prasību pēc lielas pārslodzes jaudas nosaka arī nepieciešamība pārvarēt īslaicīgas mehāniskās pārslodzes, kas rodas no kravu atdalīšanas, grunts rakšanas u.c.

Visbeidzot, dzinēju apkures un dzesēšanas apstākļi neregulāras darbības laikā atšķiras no tiem, kas darbojas nepārtrauktā režīmā. Šī atšķirība ir īpaši izteikta pašventilējamos dzinējos, jo dzinējā ieplūstošā dzesēšanas gaisa daudzums ir atkarīgs no tā ātruma. Pāreju un paužu laikā tiek traucēta dzinēja siltuma izkliede, kas būtiski ietekmē pieļaujamo motora slodzi.

Visi šie apstākļi nosaka nepieciešamību izmantot elektriskajās piedziņās ar cikliskās darbības mehānismiem īpašus motorus, kuru nominālā slodze ir periodiska un kam raksturīgs noteikts nominālais darba cikls.

kur Tp un se — attiecīgi darba laiks un pauzes laiks.

Intermitējošā režīmā, strādājot ar nominālo slodzi, motora temperatūra svārstās ap pieļaujamo vērtību, palielinoties darbības laikā un samazinoties pauzes laikā. Ir acīmredzams, ka jo lielākas ir temperatūras novirzes no pieļaujamās, jo ilgāks cikla laiks pie dotā PV Tq = Tp + se un jo mazāka ir dzinēja sildīšanas laika konstante Tn.

Ierobežojiet pieļaujamo cikla laiku līdz iespējamās maksimālās motora temperatūras robežai. Sadzīves dzinējiem ar periodisku darbību pieļaujamais cikla laiks ir iestatīts vienāds ar 10 minūtēm. Tādējādi šie motori ir paredzēti darba ciklam, kura grafiks standarta darba laikam (darba cikls = 15, 25, 40 un 60 un 100%) ir parādīts attēlā. 1.Palielinoties darba ciklam, motora nominālā jauda samazinās.

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 (versijā DE sērijas ekskavatoriem).

Norādītās sērijas mašīnas raksturo izstiepta rotora (armatūras) forma, kas nodrošina inerces momenta samazināšanos.Lai samazinātu pārejas procesu laikā radītos zudumus statora tinumā, MTKF un MTKN motori sērijām ir palielināta nominālā slīde sHOM = 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.

V celtņu motori Maiņstrāvas režīms tiek uzskatīts par galveno nominālo režīmu ar darba ciklu = 40%, un līdzstrāvas motoros - īstermiņa režīmu ar ilgumu 60 minūtes (kopā ar darba ciklu = 40%). Celtņu un metalurģijas sērijas dzinēju nominālās jaudas pie PVNOM = 40% ir diapazonā: 1,4-22 kW sērijām MTF un MTKF; 3-37 kW un 3-160 kW attiecīgi MTKN un MTN sērijām; 2,4-106 kW D sērijai.D sērijas pūstie motori ir izgatavoti nominālajai jaudai no 2,5 līdz 185 kW ar darba ciklu = 100%.

Vāveres sprostu motoriem var būt vairāku ātrumu konstrukcija ar diviem vai trim atsevišķiem statora tinumiem: MTKN sērija ar polu skaitu 6/12, 6/16 un 6/20 un nominālo jaudu no 2,2 līdz 22 kW pie PVNOM = 40% ; MTKF sērija ar stabu skaitu 4/12, 4/24 un 4/8/24 un nominālo jaudu no 4 līdz 45 kW pie PVN0M = 25%.Plānota jaunas 4MT sērijas asinhrono celtņu un metalurģisko dzinēju ražošana jaudas diapazonā 2,2 — 200 (220) kW ar 40% darba ciklu.

Divu motoru piedziņas izmantošana dubulto uzskaitīto elektrisko mašīnu veidu pielietojuma diapazonu. Ar lielām nepieciešamajām jaudām tiek izmantoti A sērijas, AO, AK, DAF uc asinhronie motori, kā arī tās pašas P sērijas līdzstrāvas motori specializētās modifikācijās, piemēram, PE, MPE ekskavatoru versijā, par liftiem MP L utt.

Celtņu un metalurģijas sēriju dzinēju izvēle visvienkāršāk tiek veikta gadījumos, kad tā faktiskais darba grafiks sakrīt ar kādu no nominālajiem, kas parādīti attēlā. 1. Katalogos un uzziņu grāmatās ir norādīti motoru reitingi PV-15, 25, 40, 60 un 100%. Tāpēc, kad piedziņa darbojas ar nemainīgu statisko slodzi Pst nominālajā ciklā, nav grūti no kataloga izvēlēties motoru ar tuvāko jaudu no nosacījuma PNOM > Rst.

Tomēr reālie cikli parasti ir sarežģītāki, dzinēja slodze dažādās cikla daļās izrādās atšķirīga, un pārslēgšanas laiks atšķiras no nominālā. Šādos apstākļos dzinēja izvēle tiek veikta saskaņā ar līdzvērtīgu grafiku, kas ir saskaņots ar vienu no nominālajiem zīm. 1. Šim nolūkam vispirms tiek noteikta pastāvīgā ekvivalentā apkures slodze pie derīga PST, kas pēc tam tiek pārrēķināta uz standarta PST0M ieslēgšanas ilgumu. Pārrēķinu var veikt, izmantojot koeficientus:

Attiecības ir aptuvenas, jo tajās nav ņemti vērā divi svarīgi faktori, kas mainās, mainoties darba ciklam un būtiski ietekmē dzinēja apsildi.

Rīsi. 1.Motora nominālais darba cikls neregulāram darbam.

Pirmais faktors ir siltuma daudzums, kas motorā izdalās pastāvīgu zudumu dēļ... Šis siltuma daudzums palielinās, kad PV palielinās, un samazinās, kad PV samazinās. Attiecīgi, pārejot uz lielu fotoelektrisko ierīci, apkure palielinās un otrādi.

Otrs faktors ir dzinēju ventilācijas apstākļi. Izmantojot pašventilāciju, dzesēšanas apstākļi darba laikā ir vairākas reizes labāki nekā atpūtas laikā. Tāpēc, palielinoties PV, dzesēšanas apstākļi uzlabojas, samazinoties, tie pasliktinās.

Salīdzinot šo divu faktoru ietekmi, varam secināt, ka tā ir pretēja un zināmā mērā savstarpēji kompensēta. Tāpēc mūsdienu sērijām aptuvenās attiecības dod diezgan pareizu rezultātu, ja tās izmanto tikai pārrēķiniem uz nominālo darba ciklu, kas ir vistuvāk hidroelektrostacijai.

No elektriskās piedziņas teorijas ir zināms, ka motora izvēlē izmantotajām vidējo zudumu un ekvivalento vērtību metodēm ir verifikācijas raksturs, jo tām ir nepieciešamas zināšanas par vairākiem iepriekš izvēlēta motora parametriem. Veicot iepriekšēju izvēli, lai izvairītos no vairākām kļūdām, ir jāņem vērā konkrēta mehānisma īpašības.

Vispārīgiem rūpnieciskiem cikliskās darbības mehānismiem varat norādīt trīs tipiskākos motora priekšizvēles gadījumus:

1. Mehānisma darba cikls ir iestatīts, un dinamiskajām slodzēm ir niecīga ietekme uz motora sildīšanu.

2. Mehānisma cikls ir iestatīts, un ir zināms, ka dinamiskās slodzes būtiski ietekmē dzinēja sildīšanu.

3. Mehānisma ciklu nenosaka uzdevums.

Pirmais gadījums ir raksturīgākais mehānismiem ar zemu inerciālo masu — vienreizējās lietošanas pacelšanas un vilces vinčām. Dinamisko slodžu ietekmi uz dzinēja sildīšanu var novērtēt, salīdzinot palaišanas ilgumu tp ar līdzsvara stāvokļa darbības ilgumu.

Ja tп << tyct, motora izvēli var veikt saskaņā ar piedziņas slodzes diagrammu. Saskaņā ar šo slodzes diagrammu vidējo slodzes griezes momentu nosaka pēc iepriekš dotajām formulām, to pārrēķina līdz tuvākajam nominālajam darba ciklam un pēc tam nosaka nepieciešamo dzinēja jaudu pie noteikta darba ātruma ωρ:

Šajā gadījumā aptuvenu dinamisko slodžu ietekmes uzskaiti veic, formulā ieviešot drošības koeficientu kz = 1,1 ÷ 1,5. Palielinoties attiecībai tp / tyct, drošības koeficientam vajadzētu aptuveni palielināties, pieņemot, ka pie tp / tyct 0,2 - 0,3 tas ir vairāk.

Iepriekš izvēlētā motora sildīšana ir jāpārbauda ar vienu no metodēm saskaņā ar elektriskās piedziņas teoriju, kā arī pārslodzes jauda no stāvokļa:

kur Mdop ir pieļaujamais īstermiņa pārslodzes moments.

Līdzstrāvas motoriem griezes momentu ierobežo pašreizējie kolektora komutācijas apstākļi:

kur λ ir motora pārslodzes jauda saskaņā ar kataloga datiem.

Asinhronajiem motoriem, nosakot Mdop, ir jāņem vērā iespēja samazināt tīkla spriegumu par 10%. Tā kā kritiskais moments Mcr ir proporcionāls sprieguma kvadrātam, tad

Turklāt vāveres asinhronie motori ir jāpārbauda tādā pašā veidā, iedarbinot griezes momentu.

Otrs gadījums ir raksturīgs mehānismiem ar lielu inerciālo masu - smagiem un ātrgaitas kustības un griešanās mehānismiem, bet to var realizēt arī citos gadījumos ar augstu palaišanas frekvenci.

Šeit dinamisko slodžu ietekmi var novērtēt, salīdzinot pārejas laiku un līdzsvara stāvokli. Ja tās ir samērīgas vai tp> taktiskas, dinamiskās slodzes nevar ignorēt pat tad, ja dzinējs ir iepriekš izvēlēts.

Šajā gadījumā iepriekšējai atlasei ir nepieciešams izveidot aptuvenu motora slodzes diagrammu, pēc analoģijas ar pašreizējiem iestatījumiem iestatot tā inerces momentu. Ja Jdw << Jm, kļūda Jdw vērtībā nevar būtiski ietekmēt atlases pareizību, turklāt turpmākais pārbaudes aprēķins sniedz nepieciešamos precizējumus katrā gadījumā.

Visbeidzot, trešais gadījums ir raksturīgs universāla mērķa mehānismiem, kuriem ir grūti izveidot konkrētu darba ciklu. Piemērs tam ir parastā paceļamā celtņa mehānismi ar zemu kravnesību, ko var izmantot dažādās ražošanas zonās.

Dzinēja izvēles pamats šādos gadījumos var būt nostādināšanas cikls, kur pirmajā darba posmā tp1 dzinējs strādā ar maksimālo slodzi MCT1, bet otrajā tp2 ar minimālo slodzi MCT2 Ja zināms, ka dinamisko slodžu ietekme uz šī mehānisma motora sildīšanas ir mazs, ir iespējams noteikt efektīvo (ekvivalents uz sildīšanu) slodzes momentu, pieņemot, ka tp1 = tp2

Nepieciešamo dzinēja jaudu pie noteikta darba ātruma nosaka attiecība

Motora atlase pēc kataloga tiek veikta pēc nosacījuma Ptr < Pnom pie aprēķinātā mehānismam komplekta PVnom iekļaušanas ilguma.

Celtņa mehānismiem noteikumi nosaka šādus darbības režīmus, ko nosaka to darbības apstākļu kopums:

• gaisma — L (PVNOM == 15 ÷ 25%, palaišanas reižu skaits stundā h <60 1/h),

• vide — C (PVNOM = 25 — 40%, h <120 1/h),

• smags — T (PVNOM = 40%, h < 240 1/h)

• ļoti smags — HT (DFR = 60%, h < 600 1/h).

• īpaši smags — OT (darba cikls = 100%, h> 600 1/h).

Šo datu pieejamība, pamatojoties uz statistikas materiāliem, ļauj vajadzības gadījumā precizēt mehānisma nosacīto ciklu, kas pieņemts iepriekš kā aprēķināts. Faktiski darba laiks ir fiksēts

kas ļauj iepriekš atlasīt dzinēju tādos pašos veidos kā pirmajos divos iepriekš apskatītajos gadījumos. Tas ir īpaši svarīgi, ja var pieņemt, ka dinamisko slodžu ietekme uz dzinēja apsildi ir nozīmīga.