Mootorite valik tsükliliste toimemehhanismide jaoks

Tsüklilise toimega elektriajamid töötavad perioodilises režiimis, mille iseloomulikuks tunnuseks on mootori sagedane käivitamine ja seiskamine. Elektriajami teooria käigust on teada, et energiakaod siirdeprotsessides sõltuvad otseselt elektriajami inertsmomendist J∑, mille põhiosa, kui inertsiaalmehhanismid välja jätta, on inertsmoment. mootori Jdv. Seetõttu on väljalülitusrežiimis soovitav kasutada mootoreid, millel on vajaliku võimsuse ja nurkkiiruse juures võimalikult väikseim inertsmoment Jdv.

Vastavalt küttetingimustele on mootori lubatud koormus katkendlikul tööl suurem kui pideval tööl. Alustades suurendatud staatilise koormusega mootor peab arendama ka suurenenud käivitusmomenti, mis ületab staatilise vajaliku dünaamilise pöördemomendi väärtuse võrra. Seetõttu nõuab katkendlik töötamine mootori suuremat ülekoormusvõimet kui pikaajaline töö.Suure ülekoormusvõime nõude määrab ka vajadus ületada lühiajalisi mehaanilisi ülekoormusi, mis tulenevad koormuste eraldamisest, pinnase väljakaevamisest jms.

Lõpuks erinevad vahelduva tööga mootorite kütte- ja jahutustingimused pideva töörežiimi omadest. See erinevus on eriti ilmne iseventilatsiooniga mootorite puhul, kuna mootorisse siseneva jahutusõhu hulk sõltub selle kiirusest. Siirde- ja pauside ajal on mootori soojuse hajumine häiritud, mis mõjutab oluliselt mootori lubatud koormust.

Kõik need tingimused määravad vajaduse kasutada tsüklilise toimemehhanismiga elektriajamites spetsiaalseid mootoreid, mille nimikoormus on perioodiline ja mida iseloomustab teatud nominaalne töötsükkel.

kus Tp ja se – vastavalt tööaeg ja pausiaeg.

Katkendlikul režiimil, töötades nimikoormusel, kõigub mootori temperatuur lubatud väärtuse ümber, tõustes töötamise ajal ja langedes pausi ajal. On ilmne, et mida suuremad on temperatuuri kõrvalekalded lubatust, seda pikem on tsükli aeg antud PV juures Tq = Tp + se ja seda väiksem on mootori soojendamise ajakonstant Tn.

Piirake lubatud tsükliaega mootori maksimaalse võimaliku temperatuuri piirini. Vahelduva tööga majapidamismootorite puhul on lubatud tsükliaeg 10 minutit. Seega on need mootorid ette nähtud töötsükli jaoks, mille standardsete tööaegade graafik (töötsükkel = 15, 25, 40 ja 60 ja 100%) on näidatud joonisel fig. 1.Kui töötsükkel suureneb, väheneb mootori nimivõimsus.

Tööstus toodab mitmeid katkendliku koormusega mootoreid:

— oravarootoriga asünkroonsed kraanad MTKF seerias ja faasirootoriga MTF seerias;

— sarnased metallurgiasarjad MTKN ja MTN;

— DC-seeria D (DE-seeria ekskavaatoritele mõeldud versioonis).

Nimetatud seeria masinaid iseloomustab pikliku rootori (armatuuri) kuju, mis võimaldab vähendada inertsmomenti Et vähendada staatorimähises siirdeprotsesside käigus tekkivaid kadusid, on MTKF ja MTKN mootorid seeriatel on suurenenud nimilibisemine sHOM = 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.

V kraana mootorid Vahelduvvoolurežiimi peetakse peamiseks nimirežiimiks, mille töötsükkel = 40% ja alalisvoolumootorites - lühiajaline režiim kestusega 60 minutit (koos töötsükliga = 40%). Kraana- ja metallurgia seeria mootorite nimivõimsused PVNOM = 40% juures jäävad vahemikku: 1,4-22 kW MTF ja MTKF seeria puhul; 3-37 kW ja 3-160 kW vastavalt MTKN ja MTN seeriatele; 2,4-106 kW D-seeria jaoks.D-seeria puhutud mootorid on valmistatud nimivõimsusele 2,5-185 kW töötsükliga = 100%.

Oravapuurmootorid võivad olla mitme kiirusega kahe või kolme eraldi staatorimähisega: MTKN-seeria pooluste arvuga 6/12, 6/16 ja 6/20 ning nimivõimsusega 2,2 kuni 22 kW PVNOM = 40% juures; MTKF seeria pooluste arvuga 4/12, 4/24 ja 4/8/24 ning nimivõimsusega 4 kuni 45 kW PVN0M = 25% juures.Plaanis on uue 4MT seeria asünkroonsete kraanade ja metallurgiamootorite tootmine võimsusvahemikus 2,2 — 200 (220) kW töötsükliga 40%.

Kahe mootoriga ajami kasutamine kahekordistab loetletud elektrimasinatüüpide kasutusala. Suure vajaliku võimsusega kasutatakse A-seeria, AO, AK, DAF jne asünkroonmootoreid, aga ka sama P-seeria alalisvoolumootoreid spetsiaalsetes modifikatsioonides, näiteks PE, MPE ekskavaatorite versioonis, Liftidele MP L jne.

Kraana- ja metallurgiliste seeriate mootorite valimine toimub kõige lihtsamalt juhtudel, kui selle tegelik töögraafik langeb kokku ühega joonisel fig. 1. Kataloogides ja teatmeteostes on mootorite nimiväärtused PV-15, 25, 40, 60 ja 100%. Seega, kui ajam töötab nimitsükliga konstantse staatilise koormusega Pst, ei ole raske valida kataloogist tingimusest PNOM > Rst lähima võimsusega mootorit.

Reaalsed tsüklid on aga enamasti keerulisemad, mootori koormus tsükli erinevates osades osutub erinevaks ning lülitusaeg erineb nominaalsest. Sellistes tingimustes toimub mootori valimine samaväärse ajakava järgi, mis on joondatud ühega joonisel fig. 1. Selleks määratakse esmalt kehtiv PST juures püsiv ekvivalentne küttekoormus, mis seejärel arvutatakse ümber standardsele PST0M sisselülitamise kestusele. Ümberarvutamist saab teha suhtarvude abil:

Suhtarvud on ligikaudsed, kuna need ei võta arvesse kahte olulist tegurit, mis muutuvad töötsükli muutumisel ja mõjutavad oluliselt mootori soojenemist.

Riis. 1.Mootori nimitöötsükkel vahelduva töö jaoks.

Esimene tegur on mootoris pidevate kadude tõttu vabanev soojushulk... See soojushulk suureneb PV suurenedes ja väheneb, kui PV väheneb. Seega, kui lähete suure fotogalvaanilise seadme juurde, suureneb küte ja vastupidi.

Teine tegur on mootorite ventilatsioonitingimused. Iseventilatsiooniga on jahutustingimused tööperioodil kordades paremad kui puhkeperioodil. Seetõttu paranevad PV suurenemisega jahutustingimused, vähenedes halvenevad.

Võrreldes nende kahe teguri mõju, võime järeldada, et see on vastupidine ja teatud määral vastastikku kompenseeritav. Seetõttu annavad tänapäevaste seeriate puhul ligikaudsed suhtarvud üsna õige tulemuse, kui neid kasutatakse ainult hüdroelektrijaamale lähima nominaalse töötsükli ümberarvutamiseks.

Elektrilise tõukejõu teooriast on teada, et mootori valimisel kasutatavad keskmiste kadude ja ekvivalentväärtuste meetodid on kontrolliva iseloomuga, kuna need nõuavad eelnevalt valitud mootori mitme parameetri tundmist. Eelvaliku tegemisel tuleb mitmekordsete vigade vältimiseks arvestada konkreetse mehhanismi omadustega.

Üldiste tööstuslike tsüklilise toimemehhanismide jaoks saate määrata kolm kõige tüüpilisemat mootori eelvaliku juhtumit:

1. Mehhanismi töötsükkel on seatud ja dünaamilised koormused mõjutavad mootori soojendamist ebaoluliselt.

2. Mehhanismi tsükkel on seadistatud ja dünaamilised koormused mõjutavad märkimisväärselt mootori soojenemist.

3. Mehhanismi tsüklit ei määra ülesanne.

Esimene juhtum on kõige tüüpilisem väikese inertsiaalmassiga mehhanismide jaoks - ühekordselt kasutatavad tõste- ja veovintsid. Dünaamiliste koormuste mõju mootori soojendamisele saab hinnata, kui võrrelda käivitamise kestust tp püsiseisundi töö kestusega.

Kui tп << tyct, saab mootori valiku teha vastavalt ajami koormusdiagrammile. Selle koormusdiagrammi järgi määratakse keskmine koormuse pöördemoment varem antud valemitega, see arvutatakse ümber lähima nimitöötsüklini ja seejärel määratakse mootori vajalik võimsus etteantud töökiirusel ωρ:

Sel juhul tehakse dünaamiliste koormuste mõju ligikaudne arvestus, lisades valemisse ohutusteguri kz = 1,1 ÷ 1,5. Kui suhe tp / tyct suureneb, peaks ohutustegur ligikaudu suurenema, eeldades, et tp / tyct 0,2 - 0,3 juures on see suurem.

Eelvalitud mootori kuumenemist tuleb kontrollida ühe meetodi abil vastavalt elektriajami teooriale, samuti ülekoormusvõimet tingimusest:

kus Mdop on lubatud lühiajaline ülekoormusmoment.

Alalisvoolumootorite puhul on pöördemoment piiratud kollektori praeguste kommutatsioonitingimustega:

kus λ on mootori ülekoormusvõime kataloogiandmete järgi.

Asünkroonmootorite puhul tuleb Mdop määramisel arvestada võimalusega vähendada võrgupinget 10% võrra. Kuna kriitiline moment Mcr on võrdeline pinge ruuduga, siis

Lisaks tuleks oravpuuriga asünkroonmootoreid samamoodi kontrollida käivitusmomendiga.

Teine juhtum on iseloomulik suure inertsiaalmassiga mehhanismidele - rasketele ja kiiretele liikumis- ja pöörlemismehhanismidele, kuid seda saab realiseerida ka muudel juhtudel suure käivitussagedusega.

Siin saab dünaamiliste koormuste mõju hinnata siirdeaja ja püsiseisundi töö võrdlemise teel. Kui need on võrreldavad või tp> taktitundelised, ei saa dünaamilisi koormusi tähelepanuta jätta ka siis, kui mootor on eelvalitud.

Sel juhul on eelvaliku jaoks vaja koostada mootori ligikaudne koormusdiagramm, mis on analoogselt praeguste seadistustega seadistanud selle inertsimomendi. Kui Jdw << Jm, ei saa viga Jdw väärtuses valiku õigsust oluliselt mõjutada ning lisaks annab hilisem kontrollarvutus igal konkreetsel juhul vajalikud täpsustused.

Lõpuks on kolmas juhtum iseloomulik universaalse eesmärgiga mehhanismidele, mille jaoks on raske konkreetset töötsüklit üles ehitada. Selle näiteks on väikese kandevõimega tavalise rippkraana mehhanismid, mida saab kasutada erinevates tootmispiirkondades.

Mootori valiku aluseks võib sellistel juhtudel võtta settimistsükkel, kus esimesel töölõigul tp1 töötab mootor maksimaalse koormusega MCT1 ja teisel tp2 minimaalse koormusega MCT2 Kui on teada, et dünaamiliste koormuste mõju selle mehhanismi mootori kütmisel on väike, on võimalik määrata efektiivväärtus (ekvivalent soojenemisel) koormusmoment, eeldusel, et tp1 = tp2

Mootori nõutav võimsus antud töökiirusel määratakse suhtega

Mootori valik kataloogi järgi toimub tingimusega Ptr < Pnom mehhanismile seatud PVnom kaasamise arvutatud kestuse juures.

Kraanamehhanismide jaoks kehtestavad reeglid järgmised töörežiimid, mis on määratud nende töötingimuste kogumiga:

• valgus — L (PVNOM == 15 ÷ 25%, käivituste arv tunnis h <60 1 / h),

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

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

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

• eriti raske — OT (töötsükkel = 100%, h> 600 1 / h).

Nende andmete kättesaadavus, mis põhineb statistilistel materjalidel, võimaldab vajadusel täpsustada mehhanismi tingimuslikku tsüklit, mis on aktsepteeritud eespool arvutatuna. Tegelikult on tööaeg fikseeritud

mis võimaldab mootorit eelvalida samadel viisidel nagu kahel esimesel eespool käsitletud juhul. See on eriti oluline, kui võib eeldada, et dünaamiliste koormuste mõju mootori soojendamisele on märkimisväärne.