Elektrimootorite valik erinevat tüüpi koormuse ja töörežiimidega seadmetele

Tootmismehhanismide elektrimootorite õige valik tagab nende pideva ja usaldusväärse töö kogu standardse kasutusaja jooksul. See on väga oluline protsess, kus tuleb arvestada paljude erinevate tegurite ja kriteeriumidega. Üks olulisemaid tegureid on koormuse laadi ja tüübi arvestamine.

Siin on kõik kriteeriumid, mida valimisel arvestada: Kuidas valida õige elektrimootor

Erinevate masinate, paigaldiste ja masinate elektrimootorite valimisel tuleb arvesse võtta erinevat tüüpi koormusi, mehaaniliste omaduste tüüpi, nende mehhanismide töötsüklite olemust ja kestust.

Teades, kuidas muutub valitud elektrimootori võlli koormus, on võimalik täpselt kindlaks teha, kuidas võimsuskaod töötamise ajal muutuvad ja tänu sellele valida elektrimootor, mis antud koormusel töötades üle ei kuumene. . Elektrimootori isolatsiooni maksimaalne küttetemperatuur ei ületa kogu töötsükli jooksul lubatud väärtust.

Tootmismehhanismide elektrimootorite vale valimine toob kaasa tootmisprotsesside katkemise ning toodetud toodete kadude ja täiendava elektrikulu.

Elektrimootoritega elektriseadmed peavad täielikult vastama tehnoloogilise protsessi nõuetele.

Ühe kataloogi tüüpi elektrimootorite valikut peetakse õigeks, kui on täidetud järgmised tingimused:

• elektrimootori kõige täielikum vastavus töömasinale (ajammehhanismile) mehaaniliste omaduste poolest. See tähendab, et elektrimootoril peab olema selline mehaaniline omadus, et see suudaks anda ajamile vajalikud kiiruse ja kiirenduse väärtused statsionaarses ja mööduvas olekus;

• elektrimootori võimsuse maksimaalne kasutamine kõigis töörežiimides. Elektrimootori kõigi aktiivsete osade temperatuur kõige raskemates töörežiimides peaks olema võimalikult lähedane lubatud küttetemperatuurile, kuid mitte ületada seda;

• elektrimootori konstruktsiooniliselt sobivus ajami ja keskkonnatingimustega;

• elektrimootori vastavus toiteallika parameetritele.

Elektrimootori valimiseks on vaja järgmisi andmeid:

• ajammehhanismi tüüp ja nimetus;

• maksimaalne võlli võimsus, kui töörežiim on pidev ja koormus konstantne, ning muudel juhtudel võlli võimsuse või takistusmomendi muutuste graafikud aja funktsioonina;

• veovõlli pöörlemissagedus (või pöörlemissagedusvahemik);

• ajamimehhanismi elektrimootori võlliga liigendamise meetod (kinemaatiliste jõuülekannete olemasolul on näidatud ülekande tüüp ja ülekandearv);

• käivitusmomendi suurus, mida elektrimootor peab ajamivõllile andma;

• kiiruse reguleerimise piirid (ülemised ja alumised väärtused ning vastavad võimsuse ja pöördemomendi väärtused);

• kiiruse reguleerimise nõutav kvaliteet (sujuvus, gradatsioon);

• ajami aktiveerimise sagedus ühe tunni jooksul;

• väliskeskkonna omadused.

Elektrimootori valik, võttes arvesse kõiki tingimusi ja nimiandmeid, toimub kataloogide järgi.

Elektriajamite võimalikud töörežiimid eristuvad tsüklite olemuse ja kestuse, koormusväärtuste, jahutustingimuste, käivituskadude ja sujuva töö jne suhte poolest, seetõttu toodetakse igale elektrimootorile elektrimootoreid. elektriajami võimalikest töörežiimidest ei ole praktilist mõtet.

Reaalrežiimide analüüsi põhjal tehakse kindlaks režiimide eriklass — nominaalrežiimid, mille jaoks projekteeritakse ja toodetakse seeriamootoreid.

Elektrimasina passis sisalduvad andmed viitavad teatud nominaalrežiimile ja neid nimetatakse elektrimasina nimiandmeteks.

Tootjad garanteerivad, et kui elektrimootor töötab nimirežiimis nimikoormusel, kasutatakse seda täielikult termiliselt.

Praegune GOST pakub 8 nominaalrežiimi, millel on vastavalt rahvusvahelisele klassifikatsioonile sümbolid S1 - S8.

Pidev töökord S1 — masina töötamine konstantsel koormusel piisavalt kaua, et saavutada kõigi selle osade konstantne temperatuur.

Lühiajaline töö S2 – masina töötamine konstantsel koormusel aja jooksul, mis ei ole piisav, et kõik masina osad saavutaksid seatud temperatuuri, millele järgneb masina seiskamine ajaks, mis on piisav masina jahutamiseks temperatuurini, mis ei ületa 2 ° C ümbritseva õhu temperatuurist . Lühiajalise töö puhul on tööperioodi kestus 15, 30, 60, 90 minutit.

Intermittent duty S3 — identsete töötsüklite jada, millest igaüks sisaldab pideva koormusega töötamise aega, mille jooksul masin ei soojene seatud temperatuurini, ja parkimisaega, mille jooksul masin ei jahtu ümbritseva õhu temperatuurini.

Selles režiimis on töötsükkel selline, et sisselülitusvool ei mõjuta oluliselt temperatuuri tõusu. Tsükli aeg ei ole termilise tasakaalu saavutamiseks piisav ega ületa 10 minutit. Režiimi iseloomustab kaasamise kestuse väärtus protsentides:

Tööstuses selle töörežiimi jaoks toodetud mootoreid iseloomustab töötsükkel (PV), mis on määratletud ühe töötsükli kestusega

kus tp on mootori tööaeg; tp — pausiaeg.

Kaasamise kestuse standardsed väärtused: 15, 25, 40, 60% või tööperioodi kestuse suhtelised väärtused: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60. Režiimi S3 puhul vastavad nimiandmed ainult teatud töötsüklile ja viitavad tööperioodile.

Režiimid S1 — S3 on praegu peamised, mille nimiandmed on kohalike elektrisõidukite tehaste poolt masina kataloogides ja passis kirjas.

Loe selle kohta lähemalt siit: Elektrimootorite töörežiimid

Mootori võimsuse mõttes mõistlikuks valikuks on vaja teada, kuidas muutub mootori võlli koormus ajas, mis omakorda võimaldab hinnata võimsuskadude muutumise olemust.

Lisaks on vaja kindlaks teha, kuidas mootori soojendamise protsess selles energiakadude vabanemise tagajärjel kulgeb. Selline lähenemine võimaldab valida mootorit nii, et mähise isolatsiooni maksimaalne temperatuur ei ületaks lubatud väärtust. See tingimus on üks peamisi, et tagada mootori usaldusväärne töö kogu selle kasutusea jooksul.

Elektrimootori võimsuse valik tuleb teha vastavalt töömasinale avalduvate koormuste iseloomule. Seda iseloomu hinnatakse kahel põhjusel:

• vastavalt nominaalsele töörežiimile;

• tarbitud energiahulga muutuste kaudu.

Mootori võimsus peab vastama kolmele tingimusele:

• normaalne kuumutamine töö ajal;

• piisav ülekoormusvõime;

• piisav käivitusmoment.

Elektrimootorite valik koos nn"Võimareserv", mis põhineb graafikujärgsel suurimal võimalikul koormusel, toob kaasa elektrimootori alakasutamise ning seetõttu ka kapitalikulude ja tegevuskulude suurenemise tänu vähenenud võimsusteguritele ja efektiivsusele. Mootori võimsuse liigne suurendamine võib põhjustada ka tõmblusi kiirendamisel.

Kui elektrimootor peab töötama pikka aega püsiva või veidi muutuva koormusega, siis selle võimsuse määramine pole keeruline ja toimub valemite järgi. Teistes töörežiimides on elektrimootorite võimsust palju keerulisem valida.

Lühiajalist koormust iseloomustab asjaolu, et kaasamise perioodid on lühikesed ja pausid on piisavad elektrimootori täielikuks jahutamiseks. Sel juhul eeldatakse, et elektrimootori koormus lülitusperioodide ajal jääb konstantseks või peaaegu konstantseks.

Elektrimootori õigeks kütmiseks selles režiimis kasutamiseks on vaja see valida nii, et selle pidev võimsus (näidatud kataloogides) oleks väiksem kui lühiajalisele koormusele vastav võimsus, s.t. elektrimootoril on lühiajalise töötamise perioodidel termiline ülekoormus...

Kui elektrimootori tööperioodid on oluliselt lühemad selle täielikuks soojendamiseks kuluvast ajast, kuid sisselülitumisperioodide vahelised pausid on oluliselt lühemad kui täieliku jahtumise aeg, siis toimub korduv lühiajaline koormus.

Võimsuse arvutamine ja mootori valik pidevaks tööks

Pideva või veidi muutuva võlli koormuse korral peaks mootori võimsus ületama koormusvõimsust vaid veidi.Sel juhul peab tingimus olema täidetud

Pn ≥ P,

kus Pn on mootori nimivõimsus; P — koormusvõimsus. Mootori valimine taandub selle valimisele kataloogist.

Mootori võimsuse valik pidevaks tööks. Kui tootmismehhanismi pöördemoment ja võimsus ei muutu, tuleks valida mootor, mille nimivõimsus Pn on võrdne koormuse võimsusega, võttes arvesse ülekande (käigukasti) kadusid:

Pn ≥ Pm/ηt, W

kus ηt on jõuülekande (käigukasti) kasutegur.

Ajamimehhanismi antud takistuse hetkel Ms, N ∙ m ja käigukasti väljundvõlli pöörlemissagedus n2, p/min

Pm = Mc ∙ ω2, W

kus ω2 = 2π ∙ n2 / 60, rad / s

Mõnede tootmismehhanismide jaoks, mis töötavad pidevas režiimis ja võlli takistuse konstantse momendiga, on mootorite võimsuse määramiseks ligikaudsed valemid.

Võimsuse arvutamine ja mootori valik lühiajaliseks koormuseks

Elektriajami lühiajaliseks tööks mõeldud mootorid valitakse nende nimivõimsuse järgi, mis peab olema võrdne koormusvõimsusega, võttes arvesse töö kestust. Tööstuses lühiajaliseks tööks toodetud mootorite standardsed lubatud väärtused on 10, 30, 60, 90 minutit.

Vahelduva tööga mootorite puudumisel saab paigaldada vahelduva tööga mootoreid. Sel juhul vastab 30-minutiline tööaeg töötsüklile = 15%, 60 minutit vastab töötsüklile = 25% ja 90 minutit vastab töötsüklile = 40%.Viimase abinõuna on võimalik kasutada mootoreid pidevaks tööks, kui Pn < P ja nende hilisemaks termiliste tingimuste kontrollimiseks.

Võimsuse arvutamine ja mootori valik vahelduva koormuse jaoks

Katkendlikul režiimil töötava elektriajami puhul arvutatakse mootori võimsus keskmise kao meetodi või samaväärsete väärtuste abil. Esimene meetod on täpsem, kuid töömahukam. Mugavam on kasutada ekvivalentväärtuste meetodit Sõltuvalt antud koormusgraafikust P = f (t), M = f (t), I = f (t) määratakse keskmised ruutväärtused, mis on nimetatakse samaväärseks.

Ekvivalentvõimsus on koormusdiagrammi RMS-i võimsus

kus t1, t2, …, tk – ajavahemikud, mille jooksul koormusvõimsus võrdub vastavalt P1, P2, …, Pk.

Kataloogi järgi valitakse Reqv ja PV saadud väärtuste jaoks mootori nimivõimsus tingimusest Pn ≥ REKV.

Kui on antud diagramm M = f (t), siis ekvivalentmoment

ja ekvivalentvõimsus kiirusel n on antud avaldisega

Req = Meq • n / 9550 (kW).

Kui on antud diagramm I = f (t), siis kütteekvivalendi vool

PVr arvutuslik väärtus erineb sageli standardväärtustest, seetõttu kas saadud PVr väärtus ümardatakse lähima standardväärtuseni või arvutatakse ekvivalentvõimsus ümber valemi abil

Töö ajal täheldatakse lühiajalisi ülekoormusi, mis ületavad mootori nimivõimsust. Need ei mõjuta oluliselt mootorite soojenemist, kuid võivad põhjustada ebaõiget töötamist või seiskumist. Seetõttu tuleks avaldise järgi kontrollida mootori ülekoormusvõimet

Pm / Pn = ku ∙ Mm / Mn,

kus Pm on koormusdiagrammi suurim võimsus; Mm / Mn — maksimaalse pöördemomendi kordne määratakse kataloogis; koefitsient ku = 0,8 võtab arvesse võimalikku pingelangust võrgus.

Kui see tingimus ei ole täidetud, tuleb kataloogist valida suurema võimsusega mootor ja uuesti ülekoormusvõimet kontrollida.

Vaata ka sellel teemal: Mootori valik katkendlikuks tööks

Tööstus toodab mitmeid katkendliku koormusega mootoreid:

• oravarootoriga asünkroonsed kraanad MTKF seerias ja faasirootoriga MTF seerias;

• sarnased metallurgiasarjad MTKN ja MTN;

• DC seeria D.

Määratud seeria masinaid iseloomustab pikliku rootori (ankru) kuju, mis vähendab inertsmomenti. Staatorimähises üleminekute ajal vabanevate kadude vähendamiseks on MTKF ja MTKN seeria mootoritel suurenenud nimilibisemine snom = 7 ÷ 12%. Kraana ja metallurgia seeria mootorite ülekoormusvõime on 2,3-3 töötsüklil = 40%, mis töötsüklil = 100% vastab λ = Mcr / Mnom100 = 4,4-5,5.