Farklı yük tiplerine ve çalışma modlarına sahip ekipman için elektrik motorlarının seçimi

Üretim mekanizmaları için doğru elektrik motorları seçimi, standart hizmet ömürleri boyunca sürekli ve güvenilir çalışmalarını sağlar. Bu, birçok farklı faktörün ve kriterin dikkate alınması gereken çok önemli bir süreçtir. En önemli faktörlerden biri, yükün doğası ve tipinin dikkate alınmasıdır.

Seçim yaparken göz önünde bulundurulması gereken tüm kriterler şunlardır: Doğru elektrik motoru nasıl seçilir

Çeşitli makineler, tesisler ve makineler için elektrik motorlarını seçerken, farklı yük türlerini, mekanik özelliklerin türünü, bu mekanizmaların çalışma döngülerinin doğasını ve süresini dikkate almak gerekir.

Seçilen elektrik motorunun şaft üzerindeki yükün nasıl değişeceğini bilerek, çalışma sırasında güç kayıplarının nasıl değişeceğini doğru bir şekilde belirlemek mümkündür ve bu sayede belirli bir yükte çalışan aşırı ısınmayan bir elektrik motoru seçin. . Elektrik motorunun yalıtımının maksimum ısıtma sıcaklığı, tüm çalışma döngüsü boyunca izin verilen değeri aşmayacaktır.

Üretim mekanizmalarının elektrik motorlarının yanlış seçilmesi, üretim süreçlerinin aksamasına, üretilen ürünlerin kayıplara ve ek elektrik maliyetlerine yol açmaktadır.

Elektrik motorlu elektrikli ekipman, teknolojik sürecin gereksinimlerini tam olarak karşılamalıdır.

Katalog elektrik motorlarından birinin seçimi, aşağıdaki koşullar yerine getirildiğinde doğru kabul edilir:

• mekanik özellikler açısından elektrik motorunun çalışan makine (tahrik mekanizması) ile en eksiksiz uyumu. Bu, elektrik motorunun, sabit ve geçici bir durumda sürücüye gerekli hız ve ivme değerlerini sağlayabilecek mekanik bir özelliğe sahip olması gerektiği anlamına gelir;

• tüm çalışma modlarında elektrik motor gücünün maksimum kullanımı. En zorlu çalışma modlarında elektrik motorunun tüm aktif parçalarının sıcaklığı, izin verilen ısıtma sıcaklığına mümkün olduğu kadar yakın olmalı, ancak onu aşmamalıdır;

• elektrik motorunun sürücü ve çevre koşullarına tasarım açısından uygunluğu;

• elektrik motorunun güç kaynağının parametrelerine uygunluğu.

Bir elektrik motoru seçmek için aşağıdaki veriler gereklidir:

• tahrik mekanizmasının türü ve adı;

• çalışma modu sürekli ve yük sabitse maksimum şaft gücü ve diğer durumlarda, zamanın bir fonksiyonu olarak şaftın güç veya direnç momentindeki değişim grafikleri;

• tahrik milinin dönme frekansı (veya dönme frekansı aralığı);

• tahrik mekanizmasının elektrik motorunun şaftı ile artikülasyon yöntemi (kinematik şanzımanların varlığında, şanzıman tipi ve dişli oranı belirtilir);

• elektrik motorunun tahrik miline sağlaması gereken başlangıç ​​torku miktarı;

• hız düzenleme sınırları (üst ve alt değerler ve karşılık gelen güç ve tork değerleri);

• hız kontrolünün gerekli kalitesi (pürüzsüzlük, tonlama);

• sürücünün bir saat içinde aktivasyon sıklığı;

• dış ortamın özellikleri.

Tüm koşulların ve nominal verilerin dikkate alınmasına dayalı olarak bir elektrik motorunun seçimi kataloglara göre yapılır.

Elektrikli sürücülerin olası çalışma modları, döngülerin doğası ve süresi, yük değerleri, soğutma koşulları, çalıştırma kayıplarının oranı ve düzgün çalışma vb. açısından büyük bir çeşitlilikle ayırt edilir, bu nedenle her biri için elektrik motorlarının üretimi Bir elektrikli sürücünün olası çalışma modlarının pratik bir anlamı yoktur.

Gerçek modların analizine dayanarak, özel bir mod sınıfı belirlenir - seri motorların tasarlanıp üretildiği nominal modlar.

Bir elektrikli makinenin pasaportunda yer alan veriler, belirli bir nominal modu ifade eder ve bir elektrikli makinenin nominal verileri olarak adlandırılır.

Üreticiler, elektrik motorunun nominal yükte nominal modda çalıştığında, termal olarak tamamen kullanıldığını garanti eder.

Mevcut GOST, uluslararası sınıflandırmaya göre S1 - S8 sembollerine sahip 8 nominal mod sağlar.

Sürekli çalışma S1 - makinenin tüm parçalarının sabit bir sıcaklığa ulaşması için yeterince uzun süre sabit bir yükte çalıştırılması.

Kısa süreli çalışma S2 - makinenin tüm parçalarının ayarlanan sıcaklığa ulaşması için yetersiz bir süre boyunca makinenin sabit bir yükte çalıştırılması, ardından makineyi 2'den fazla olmayan bir sıcaklığa soğutmak için yeterli bir süre için makinenin durdurulması °C ortam sıcaklığından. Kısa çalışma için çalışma süresinin süresi 15, 30, 60, 90 dakikadır.

Aralıklı çalışma S3 — her biri makinenin ayarlanan sıcaklığa kadar ısınmadığı sürekli yük çalışma süresini ve makinenin ortam sıcaklığına kadar soğumadığı park etme süresini içeren bir dizi özdeş görev döngüsü.

Bu modda görev döngüsü, ani akımın sıcaklık artışını önemli ölçüde etkilemeyeceği şekildedir. Döngü süresi termal dengeyi sağlamak için yetersizdir ve 10 dakikayı geçmez. Mod, dahil olma süresinin yüzde cinsinden değeri ile karakterize edilir:

Bu çalışma modu için endüstri tarafından üretilen motorlar, bir görev döngüsünün süresi ile tanımlanan bir görev döngüsü (PV) ile karakterize edilir.

burada tp motor çalışma süresidir; tp - duraklama süresi.

Dahil olma süresinin standartlaştırılmış değerleri: %15, 25, 40, 60 veya çalışma süresinin göreceli değerleri: 0.15; 0,25; 0,40; 0.60. S3 modu için, nominal veriler yalnızca belirli bir görev döngüsüne karşılık gelir ve görev süresini ifade eder.

S1 - S3 modları şu anda nominal verileri yerel elektrikli araç fabrikaları tarafından makinenin kataloglarında ve pasaportunda bulunan ana modlardır.

Bununla ilgili daha fazla bilgiyi buradan okuyun: Elektrik motorlarının çalışma modları

Güç açısından makul bir motor seçimi için, motor şaft yükünün zaman içinde nasıl değiştiğini bilmek gerekir, bu da güç kayıplarındaki değişimin doğasını değerlendirmeyi mümkün kılar.

Ek olarak, içindeki enerji kayıplarının serbest bırakılması sonucunda motoru ısıtma işleminin nasıl ilerlediğini belirlemek gerekir. Bu yaklaşım, motoru, sargı yalıtımının maksimum sıcaklığı izin verilen değeri aşmayacak şekilde seçmenize olanak tanır. Bu durum, motorun hizmet ömrü boyunca güvenilir çalışmasını sağlamak için ana koşullardan biridir.

Elektrik motorunun güç seçimi, çalışan makine üzerindeki yüklerin niteliğine göre yapılmalıdır. Bu karakter iki temelde değerlendirilir:

• nominal çalışma moduna göre;

• tüketilen enerji miktarındaki değişiklikler yoluyla.

Motor gücü üç koşulu karşılamalıdır:

• çalışma sırasında normal ısıtma;

• yeterli aşırı yük kapasitesi;

• yeterli başlangıç ​​torku.

Sözde elektrik motorlarının seçimiPrograma göre mümkün olan en büyük yükü temel alan "güç rezervi", elektrik motorunun yetersiz kullanılmasına ve dolayısıyla azalan güç faktörleri ve verimlilik nedeniyle sermaye maliyetlerinin ve işletme maliyetlerinin artmasına neden olur. Motor gücündeki aşırı artış da hızlanma sırasında sarsıntılara neden olabilir.

Elektrik motorunun sabit veya hafif değişen bir yükle uzun süre çalışması gerekiyorsa, gücünün belirlenmesi zor değildir ve formüllere göre gerçekleştirilir. Diğer çalışma modlarında elektrik motorlarının gücünü seçmek çok daha zordur.

Kısa süreli yük, dahil olma sürelerinin kısa olması ve molaların elektrik motorunun tamamen soğuması için yeterli olması ile karakterize edilir. Bu durumda anahtarlama periyotlarında elektrik motoruna binen yükün sabit veya sabite yakın kaldığı varsayılır.

Elektrik motorunun bu modda ısıtma için doğru bir şekilde kullanılabilmesi için sürekli gücünün (kataloglarda belirtilmiştir) kısa süreli yüke karşılık gelen güçten daha az, yani; elektrik motorunun kısa süreli çalışma periyotları sırasında termik aşırı yükü vardır...

Elektrik motorunun çalışma süreleri, tamamen ısınması için gereken süreden önemli ölçüde daha azsa, ancak çalıştırma süreleri arasındaki duraklamalar, tamamen soğuma süresinden önemli ölçüde daha kısaysa, tekrarlanan kısa süreli yükleme vardır.

Sürekli çalışma için güç hesabı ve motor seçimi

Sabit veya hafif değişken şaft yükünde, motor gücü yük gücünü yalnızca biraz aşmalıdır.Bu durumda koşul sağlanmalı

Pn ≥ P,

burada Pn, nominal motor gücüdür; P — yük gücü. Bir motor seçmek, onu katalogdan seçmekle ilgilidir.

Sürekli çalışma için motor gücü seçimi. Üretim mekanizmasının torku ve gücü değişmezse, şanzımandaki (dişli kutusu) kayıplar dikkate alınarak yükün gücüne eşit Pn nominal gücüne sahip bir motor seçilmelidir:

Pn ≥ Pm /ηt, W

burada ηt şanzıman (dişli kutusu) verimliliğidir.

Tahrik mekanizması Ms, N ∙ m'nin belirli bir direnç anında ve dişli kutusunun çıkış milinin dönme frekansı n2, rpm

Pm = Mc ∙ ω2, W

burada ω2 = 2π ∙ n2 / 60, rad / s

Sabit bir şaft direnci momenti ile sürekli modda çalışan bazı üretim mekanizmaları için, motorların gücünü belirlemek için yaklaşık formüller vardır.

Kısa süreli yük için güç hesabı ve motor seçimi

Elektrikli sürücünün kısa süreli çalışması için motorlar, çalışma süresi dikkate alınarak yük gücüne eşit olması gereken nominal güçlerine göre seçilir. Kısa süreli çalışma için endüstri tarafından üretilen motorlar için standart izin verilen değerler 10, 30, 60, 90 dakikadır.

Aralıklı çalışan motorların olmadığı durumlarda, aralıklı çalışan motorlar takılabilir. Bu durumda, 30 dakikalık bir çalışma süresi görev döngüsü = %15'e karşılık gelir, 60 dakika görev döngüsü = %25'e karşılık gelir ve 90 dakika görev döngüsü = %40'a karşılık gelir.Son çare olarak, motorları Pn < P ile sürekli çalışma ve ardından termal koşulları kontrol etmek için kullanmak mümkündür.

Aralıklı yük için güç hesabı ve motor seçimi

Aralıklı modda çalışan bir elektrikli sürücü için motor gücü, ortalama kayıp yöntemi veya eşdeğer değerler kullanılarak hesaplanır. İlk yöntem daha doğrudur, ancak daha emek yoğundur. Eşdeğer değerler yöntemini kullanmak daha uygundur Verilen yük çizelgesine bağlı olarak P = f (t), M = f (t), I = f (t), ortalama kare değerler belirlenir, bunlar eşdeğer denir.

Eşdeğer güç, yük diyagramının RMS gücüdür

burada t1, t2, …, tk - yük gücünün sırasıyla P1, P2, …, Pk'ye eşit olduğu zaman aralıkları.

Kataloğa göre elde edilen Reqv ve PV değerleri için motor anma gücü Pn ≥ REKV koşulundan seçilir.

M = f (t) diyagramı verilirse, eşdeğer moment

ve n hızındaki eşdeğer güç şu ifade ile verilir:

Req = Meq • n / 9550 (kW).

Diyagram I = f (t) verilirse, ısıtma eşdeğerinin akımı

Hesaplanan PVr değeri genellikle standart değerlerden farklıdır, bu nedenle elde edilen PVr değeri en yakın standart değere yuvarlanır veya eşdeğer güç, formül kullanılarak yeniden hesaplanır.

Çalışma sırasında, motorun nominal gücünü aşan kısa süreli aşırı yükler gözlenir. Motorların ısınmasını önemli ölçüde etkilemezler, ancak hatalı çalışmaya veya stop etmeye neden olabilirler. Bu nedenle motor, ifadeye göre aşırı yük kapasitesi açısından kontrol edilmelidir.

Pm / Pn = ku ∙ Mm / Mn,

burada Pm, yük diyagramındaki en yüksek güçtür; Mm / Mn — maksimum torkun katları katalog tarafından belirlenir; ku = 0,8 katsayısı, ağdaki olası voltaj düşüşünü hesaba katar.

Bu koşul karşılanmazsa, katalogdan daha yüksek güce sahip bir motor seçilmeli ve aşırı yük kapasitesi tekrar kontrol edilmelidir.

Bu konuda ayrıca bakınız: Aralıklı çalışma için motor seçimi

Endüstri, bir dizi aralıklı yük motoru üretmektedir:

• MTKF serisinde sincap rotorlu ve MTF serisinde faz rotorlu asenkron vinçler;

• benzer metalürjik seriler MTKN ve MTN;

• DC serisi D.

Belirtilen serideki makineler, atalet momentinde bir azalma sağlayan uzun bir rotorun (çapa) şekli ile karakterize edilir. Geçici durumlar sırasında stator sargısında açığa çıkan kayıpları azaltmak için, MTKF ve MTKN serisi motorlar artırılmış nominal kayma snom = %7 ÷ 12'ye sahiptir. Vinç motorlarının ve metalürjik serilerin aşırı yük kapasitesi, görev döngüsü = %40'ta 2,3 — 3'tür; bu, görev döngüsü = %100'de λ = Mcr / Mnom100 = 4,4-5,5'e karşılık gelir.