Elektrinių variklių parinkimas įrangai su įvairaus tipo apkrovomis ir darbo režimais

Teisingas elektros variklių pasirinkimas gamybos mechanizmams užtikrina nenutrūkstamą ir patikimą jų veikimą per visą standartinį tarnavimo laiką. Tai labai svarbus procesas, kuriame reikia atsižvelgti į daugybę skirtingų veiksnių ir kriterijų. Vienas iš svarbiausių veiksnių yra atsižvelgti į krovinio pobūdį ir tipą.

Čia yra visi kriterijai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis: Kaip išsirinkti tinkamą elektros variklį

Renkantis elektros variklius įvairioms mašinoms, instaliacijai ir staklėms, būtina atsižvelgti į skirtingus apkrovų tipus, mechaninių charakteristikų tipą, šių mechanizmų darbo ciklų pobūdį ir trukmę.

Žinant, kaip pasikeis pasirinkto elektros variklio veleno apkrova, galima tiksliai nustatyti, kaip keisis galios nuostoliai eksploatacijos metu ir to dėka pasirinkti tokį elektros variklį, kuris dirbdamas tam tikra apkrova neperkais . Maksimali elektros variklio izoliacijos šildymo temperatūra viso darbo ciklo metu neviršys leistinos vertės.

Neteisingai parinkus gamybos mechanizmų elektros variklius, sutrinka gamybos procesai ir atsiranda gaminamos produkcijos nuostoliai bei papildomos elektros sąnaudos.

Elektros įrenginiai su elektros varikliais turi visiškai atitikti technologinio proceso reikalavimus.

Vieno iš katalogo elektros variklių tipų pasirinkimas laikomas teisingu, jei tenkinamos šios sąlygos:

• visiškas elektros variklio atitikimas darbo mašinai (pavaros mechanizmui) pagal mechanines savybes. Tai reiškia, kad elektros variklis turi turėti tokią mechaninę charakteristiką, kad jis galėtų suteikti pavarai reikiamas greičio ir pagreičio vertes stacionarioje ir pereinamojo laikotarpio būsenoje;

• maksimalus elektros variklio galios panaudojimas visais darbo režimais. Visų aktyvių elektros variklio dalių temperatūra griežčiausiais darbo režimais turėtų būti kuo artimesnė leistinai šildymo temperatūrai, bet neviršyti jos;

• elektros variklio suderinamumas su pavara ir aplinkos sąlygomis konstrukcijos požiūriu;

• elektros variklio atitikimas maitinimo parametrams.

Norint pasirinkti elektros variklį, reikalingi šie duomenys:

• pavaros mechanizmo tipas ir pavadinimas;

• maksimali veleno galia, jei darbo režimas nepertraukiamas, o apkrova pastovi, o kitais atvejais – veleno galios ar pasipriešinimo momento kitimo grafikai kaip laiko funkcija;

• pavaros veleno sukimosi dažnis (arba sukimosi dažnių diapazonas);

• pavaros mechanizmo sujungimo su elektros variklio velenu būdas (esant kinematinės transmisijos, nurodomas transmisijos tipas ir perdavimo skaičius);

• pradinio sukimo momento dydis, kurį elektros variklis turi suteikti pavaros velenui;

• greičio reguliavimo ribos (viršutinė ir apatinė vertės bei atitinkamos galios ir sukimo momento vertės);

• reikalinga greičio reguliavimo kokybė (lygumas, gradacija);

• pavaros įjungimo dažnis per valandą;

• išorinės aplinkos ypatybės.

Elektros variklio parinkimas, atsižvelgiant į visas sąlygas ir vardinius duomenis, atliekamas pagal katalogus.

Galimi elektrinių pavarų veikimo režimai išsiskiria didžiule įvairove pagal ciklų pobūdį ir trukmę, apkrovos vertes, aušinimo sąlygas, paleidimo nuostolių ir sklandaus veikimo santykį ir kt., todėl kiekvienam gaminami elektros varikliai. apie galimus elektrinės pavaros veikimo būdus neturi praktinės prasmės.

Remiantis realių režimų analize, išskiriama speciali režimų klasė – vardiniai režimai, kuriems projektuojami ir gaminami serijiniai varikliai.

Elektros mašinos pase esantys duomenys nurodo tam tikrą vardinį režimą ir vadinami vardiniais elektros mašinos duomenimis.

Gamintojai garantuoja, kad elektros varikliui veikiant vardiniu režimu esant vardinei apkrovai, jis yra pilnai išnaudojamas šiluminiu būdu.

Dabartinis GOST numato 8 vardinius režimus, kurie pagal tarptautinę klasifikaciją turi simbolius S1 - S8.

Nepertraukiamas darbas S1 – mašinos veikimas esant pastoviai apkrovai pakankamai ilgai, kad būtų pasiekta pastovi visų jos dalių temperatūra.

Trumpalaikis darbas S2 – mašinos veikimas esant pastoviai apkrovai tiek laiko, kiek nepakanka, kad visos mašinos dalys pasiektų nustatytą temperatūrą, po to mašinos sustabdymas tam laikui, kurio pakaktų mašinai atvėsti iki ne aukštesnės kaip 2 temperatūros. ° C nuo aplinkos temperatūros . Trumpalaikiam darbui darbo laikotarpio trukmė – 15, 30, 60, 90 min.

Pertraukiamas darbas S3 – identiškų darbo ciklų seka, kurių kiekvienas apima nepertraukiamo apkrovos veikimo laiką, kurio metu mašina neįkaista iki nustatytos temperatūros, ir stovėjimo laiką, per kurį mašina neatšąla iki aplinkos temperatūros.

Šiuo režimu darbo ciklas yra toks, kad įsijungimo srovė neturi didelės įtakos temperatūros kilimui. Ciklo trukmė yra nepakankama šiluminei pusiausvyrai pasiekti ir neviršija 10 minučių. Režimas apibūdinamas įtraukimo trukmės verte procentais:

Pramonės gaminami varikliai, skirti šiam veikimo režimui, pasižymi darbo ciklu (PV), kuris apibrėžiamas vieno darbo ciklo trukme.

kur tp yra variklio veikimo laikas; tp – pauzės laikas.

Įtraukimo trukmės standartizuotos reikšmės: 15, 25, 40, 60% arba santykinės darbo laikotarpio trukmės reikšmės: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60. S3 režime vardiniai duomenys atitinka tik tam tikrą darbo ciklą ir nurodo darbo laikotarpį.

S1 – S3 režimai šiuo metu yra pagrindiniai, kurių vardinius duomenis vietinės elektromobilių gamyklos įtraukia į mašinos katalogus ir pasą.

Daugiau apie tai skaitykite čia: Elektros variklių darbo režimai

Norint pagrįstai pasirinkti variklį galios atžvilgiu, būtina žinoti, kaip bėgant laikui kinta variklio veleno apkrova, o tai savo ruožtu leidžia įvertinti galios nuostolių pokyčio pobūdį.

Be to, būtina nustatyti, kaip vyksta variklio šildymo procesas, nes jame išsiskiria energijos nuostoliai. Šis metodas leidžia pasirinkti variklį taip, kad maksimali apvijos izoliacijos temperatūra neviršytų leistinos vertės. Ši sąlyga yra viena iš pagrindinių užtikrinant patikimą variklio veikimą per visą jo tarnavimo laiką.

Elektros variklio galia turi būti parenkama atsižvelgiant į darbo mašinos apkrovų pobūdį. Šis požymis vertinamas dviem pagrindais:

• pagal vardinį darbo režimą;

• pasikeitus suvartojamos energijos kiekiui.

Variklio galia turi atitikti tris sąlygas:

• normalus šildymas eksploatacijos metu;

• pakankamas perkrovos pajėgumas;

• pakankamas paleidimo momentas.

Elektros variklių pasirinkimas su vadinamuoju„Galios rezervas“, pagrįstas didžiausia įmanoma apkrova pagal grafiką, lemia nepakankamą elektros variklio išnaudojimą, todėl dėl sumažėjusių galios faktorių ir efektyvumo didėja kapitalo ir eksploatavimo sąnaudos. Per didelis variklio galios padidėjimas taip pat gali sukelti trūkčiojimą greitėjimo metu.

Jei elektros variklis turi dirbti ilgą laiką su pastovia ar šiek tiek kintančia apkrova, tai jo galią nustatyti nėra sunku ir atliekama pagal formules. Kur kas sunkiau pasirinkti elektros variklių galią kitais darbo režimais.

Trumpalaikei apkrovai būdinga tai, kad įtraukimo laikotarpiai yra trumpi, o pertraukų pakanka visiškam elektros variklio aušinimui. Šiuo atveju daroma prielaida, kad elektros variklio apkrova perjungimo laikotarpiais išlieka pastovi arba beveik pastovi.

Tam, kad elektros variklis šiuo režimu būtų tinkamai naudojamas šildymui, reikia jį parinkti taip, kad jo nuolatinė galia (nurodyta kataloguose) būtų mažesnė už trumpalaikę apkrovą atitinkančią galią, t.y. elektros variklis turi šiluminę perkrovą trumpalaikio veikimo laikotarpiais...

Jei elektros variklio veikimo laikotarpiai yra žymiai trumpesni nei laikas, reikalingas visiškam jo įkaitimui, tačiau pauzės tarp įjungimo laikotarpių yra žymiai trumpesnės nei visiško aušinimo laikas, tai kartojama trumpalaikė apkrova.

Galios skaičiavimas ir variklio parinkimas nuolatiniam darbui

Esant pastoviai arba šiek tiek kintant veleno apkrovai, variklio galia turėtų tik šiek tiek viršyti apkrovos galią.Šiuo atveju sąlyga turi būti įvykdyta

Pn ≥ P,

čia Pn yra vardinė variklio galia; P – apkrovos galia. Variklio pasirinkimas priklauso nuo jo pasirinkimo iš katalogo.

Variklio galios pasirinkimas nuolatiniam darbui. Jei gamybos mechanizmo sukimo momentas ir galia nesikeičia, reikia pasirinkti variklį, kurio vardinė galia Pn lygi apkrovos galiai, atsižvelgiant į nuostolius transmisijoje (greičių dėžėje):

Pn ≥ Pm/ηt, W

čia ηt – transmisijos (greičių dėžės) efektyvumas.

Tam tikru pavaros mechanizmo pasipriešinimo momentu Ms, N ∙ m ir pavarų dėžės išėjimo veleno sukimosi dažniu n2, aps./min.

Pm = Mc ∙ ω2, W

kur ω2 = 2π ∙ n2/60, rad/s

Kai kuriems gamybos mechanizmams, dirbantiems nepertraukiamu režimu su pastoviu veleno pasipriešinimo momentu, yra apytikslės variklių galios nustatymo formulės.

Galios skaičiavimas ir variklio parinkimas trumpalaikei apkrovai

Varikliai trumpalaikiam elektros pavaros darbui parenkami pagal jų vardinę galią, kuri turi būti lygi apkrovos galiai, atsižvelgiant į veikimo trukmę. Pramonės gaminamų variklių, skirtų trumpalaikiam darbui, standartinės leistinos vertės yra 10, 30, 60, 90 minučių.

Jei nėra su pertrūkiais veikiančių variklių, galima montuoti su pertrūkiais veikiančius variklius. Šiuo atveju 30 minučių veikimo laikas atitinka darbo ciklą = 15%, 60 minučių atitinka darbo ciklą = 25%, o 90 minučių atitinka darbo ciklą = 40%.Kraštutiniu atveju galima naudoti variklius nepertraukiamam darbui, kai Pn < P, ir vėlesniam jų šiluminių sąlygų patikrinimui.

Galios skaičiavimas ir variklio parinkimas esant pertraukiamai apkrovai

Elektros pavarai, veikiančiai pertraukiamu režimu, variklio galia apskaičiuojama naudojant vidutinių nuostolių metodą arba lygiavertes reikšmes. Pirmasis metodas yra tikslesnis, bet daug darbo reikalaujantis. Patogiau naudoti lygiaverčių dydžių metodą, atsižvelgiant į pateiktą apkrovų grafiką P = f (t), M = f (t), I = f (t), nustatomos vidutinės kvadratinės reikšmės, kurios yra vadinamas lygiaverčiu.

Ekvivalentinė galia yra apkrovos diagramos RMS galia

čia t1, t2, …, tk – laiko intervalai, per kuriuos apkrovos galia lygi atitinkamai P1, P2, …, Pk.

Pagal katalogą gautoms Reqv ir PV reikšmėms variklio vardinė galia parenkama iš sąlygos Pn ≥ REKV.

Jei pateikta diagrama M = f (t), tai ekvivalentinis momentas

o ekvivalentinė galia esant greičiui n pateikiama išraiška

Reikal. = Meq • n / 9550 (kW).

Jei pateikta diagrama I = f (t), šildymo ekvivalento srovė

Apskaičiuota PVr reikšmė dažnai skiriasi nuo standartinių, todėl arba gauta PVr reikšmė suapvalinama iki artimiausios standartinės reikšmės, arba ekvivalentinė galia perskaičiuojama naudojant formulę

Eksploatacijos metu pastebimos trumpalaikės perkrovos, kurios viršija vardinę variklio galią. Jie neturi didelės įtakos variklių šildymui, tačiau gali sukelti netinkamą veikimą arba užstrigimą. Todėl pagal išraišką reikia patikrinti variklio perkrovos pajėgumą

Pm / Pn = ku ∙ Mm / Mn,

kur Pm yra didžiausia galia apkrovos diagramoje; Mm / Mn - didžiausio sukimo momento kartotinis nustatomas pagal katalogą; koeficientas ku = 0,8 atsižvelgia į galimą įtampos kritimą tinkle.

Jei ši sąlyga neįvykdyta, iš katalogo reikia pasirinkti didesnės galios variklį ir dar kartą patikrinti, ar nėra perkrovos.

Taip pat žiūrėkite šia tema: Variklio parinkimas pertraukiamam darbui

Pramonė gamina daugybę nuolatinės apkrovos variklių serijų:

• asinchroniniai kranai su voverės rotoriumi MTKF serijoje ir su faziniu rotoriumi MTF serijoje;

• panašios metalurginės serijos MTKN ir MTN;

• DC serija D.

Nurodytos serijos mašinos pasižymi pailgo rotoriaus (inkaro) forma, kuri sumažina inercijos momentą. Siekiant sumažinti nuostolius, išsiskiriančius statoriaus apvijoje pereinamųjų procesų metu, MTKF ir MTKN serijų varikliai turi padidintą vardinį slydimą snom = 7 ÷ 12%. Krano ir metalurgijos serijos variklių perkrovos galia yra 2,3 - 3, kai darbo ciklas = 40%, o tai, kai darbo ciklas = 100%, atitinka λ = Mcr / Mnom100 = 4,4-5,5.