Döngüsel hareket mekanizmaları için motor seçimi

Döngüsel etkiye sahip elektrikli aktüatörler, karakteristik bir özelliği motorun sık sık çalıştırılması ve durdurulması olan periyodik bir modda çalışır. Elektrikli tahrik teorisinin seyrinden, geçici süreçlerdeki enerji kayıplarının doğrudan, ana kısmı atalet mekanizmalarını hariç tutarsak atalet momenti olan elektrikli tahrik J∑'nin atalet momentine bağlı olduğu bilinmektedir. motorun Jdv. Bu nedenle, kesme modunda, gerekli güçte ve açısal hızda, muhtemelen en küçük atalet momentine (Jdv) sahip olan motorların kullanılması arzu edilir.

Isıtma koşullarına göre, aralıklı çalışmada izin verilen motor yükü sürekli çalışmaya göre daha yüksektir. Büyütülmüş ile başlarken statik yük motoru gerekli dinamik tork değeri kadar statiği aşan artırılmış bir başlangıç ​​torku da geliştirmelidir. Bu nedenle, aralıklı çalışma, uzun süreli çalışmaya göre daha fazla motor aşırı yük kapasitesi gerektirir.Yüksek bir aşırı yük kapasitesi gerekliliği, yüklerin ayrılması, toprak kazısı vb.'den kaynaklanan kısa süreli mekanik aşırı yüklerin üstesinden gelme ihtiyacı ile de belirlenir.

Son olarak, aralıklı çalışmadaki motorların ısıtma ve soğutma koşulları, sürekli çalışmadakilerden farklıdır. Motora giren soğutma havası miktarı motorun hızına bağlı olduğundan, bu fark özellikle kendinden havalandırmalı motorlarda belirgindir. Geçişler ve duraklamalar sırasında, izin verilen motor yükü üzerinde önemli bir etkiye sahip olan motorun ısı dağılımı bozulur.

Tüm bu koşullar, döngüsel hareket mekanizmalı elektrikli tahriklerde, nominal yükü periyodik olan ve belirli bir nominal görev döngüsü ile karakterize edilen özel motorların kullanılması ihtiyacını belirler.

burada Tp ve se sırasıyla çalışma süresi ve duraklama süresidir.

Aralıklı modda, nominal yükte çalışırken, motor sıcaklığı izin verilen değer civarında dalgalanır, çalışma sırasında artar ve duraklama sırasında düşer. Kabul edilebilir olandan sıcaklık sapmaları ne kadar yüksek olursa, belirli bir PV Tq = Tp + se'de çevrim süresi o kadar uzun ve motor ısıtması Tn zaman sabiti o kadar küçük olur.

Mümkün olan maksimum motor sıcaklığı sınırına kadar, izin verilen döngü süresini sınırlayın. Aralıklı çalışan ev tipi motorlar için izin verilen çevrim süresi 10 dakika olarak ayarlanmıştır. Bu nedenle, bu motorlar, standart çalışma süreleri grafiği (görev döngüsü = 15, 25, 40 ve %60 ve 100) Şekil 1'de gösterilen bir görev döngüsü için tasarlanmıştır. 1.Görev döngüsü arttıkça, motorun anma gücü azalır.

Endüstri, bir dizi aralıklı yük motoru üretmektedir:

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

— MTKN ve MTN benzer metalürji serileri;

— DC serisi D (DE serisi ekskavatör versiyonunda).

Belirtilen serideki makineler, atalet momentinde bir azalma sağlayan uzun bir rotorun (armatür) şekli ile karakterize edilir Geçici süreçler sırasında stator sargısında salınan kayıpları azaltmak için MTKF ve MTKN motorları seriler artan nominal kaymaya sahiptir sHOM = %7 ÷ %12. 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.

V vinç motorları AC modu, görev döngüsü = %40 ile ana nominal mod olarak alınır ve DC motorlarda - 60 dakikalık kısa süreli mod (çalışma döngüsü ile birlikte = %40). PVNOM = %40'ta vinç ve metalürjik serilerin motorlarının nominal güçleri şu aralıktadır: MTF ve MTKF serileri için 1,4-22 kW; MTKN ve MTN serisi için sırasıyla 3-37 kW ve 3-160 kW; D serisi için 2,4-106 kW D serisi üflemeli motorlar, görev döngüsü = %100 ile 2,5 ila 185 kW arasında nominal güç için yapılmıştır.

Sincap kafesli motorlar, iki veya üç ayrı stator sargısına sahip çok hızlı bir tasarıma sahip olabilir: 6/12, 6/16 ve 6/20 kutup sayısına ve PVNOM = %40'ta 2,2 ila 22 kW arasında anma gücüne sahip MTKN serisi; 4/12, 4/24 ve 4/8/24 kutup sayısına ve PVN0M = %25'te 4 ila 45 kW arasında anma gücüne sahip MTKF serisi.2.2 - 200 (220) kW güç aralığında, %40 görev döngüsüne sahip yeni bir 4MT serisi asenkron vinç ve metalurji motorlarının üretimi planlanmaktadır.

İki motorlu sürücünün kullanılması, listelenen elektrikli makine türlerinin uygulama aralığını iki katına çıkarır. Büyük gerekli güçlerde, A serisi, AO, AK, DAF vb. asenkron motorların yanı sıra özel modifikasyonlarda aynı P serisinden DC motorlar, örneğin PE, MPE ekskavatör versiyonunda kullanılır. Asansörler için MP L, vb.

Vinç ve metalurji serileri için motor seçimi, en basit şekilde, gerçek çalışma programının Şekil 2'de gösterilen nominal olanlardan biriyle çakıştığı durumlarda gerçekleştirilir. 1. Kataloglar ve referans kitaplarında motor değerleri PV-15, 25, 40, 60 ve %100'de listelenir. Bu nedenle, sürücü nominal çevrimde sabit bir statik yük Pst ile çalıştığında, PNOM > Rst koşulundan katalogdan en yakın güce sahip motoru seçmek zor değildir.

Bununla birlikte, gerçek çevrimler genellikle daha karmaşıktır, çevrimin farklı bölümlerindeki motor yükü farklıdır ve anahtarlama süresi nominal olandan farklıdır. Bu koşullar altında, motor seçimi, Şekil l'deki nominal olanlardan biriyle hizalanmış eşdeğer bir programa göre gerçekleştirilir. 1. Bu amaçla, kalıcı eşdeğer ısıtma yükü önce geçerli bir PST'de belirlenir, ardından bu, standart PST0M çalıştırma süresine göre yeniden hesaplanır. Yeniden hesaplama, oranlar kullanılarak yapılabilir:

Oranlar yaklaşıktır, çünkü görev döngüsündeki bir değişiklikle değişen ve motor ısınmasını önemli ölçüde etkileyen iki önemli faktörü hesaba katmazlar.

Pirinç. 1.Aralıklı çalışma için motorun nominal görev döngüsü.

Birinci faktör motorda sürekli kayıplar nedeniyle açığa çıkan ısı miktarıdır… Bu ısı miktarı PV arttıkça artar, PV düştükçe azalır. Buna göre büyük bir fotovoltaik cihaza gittiğinizde ısınma artar ve bunun tersi de geçerlidir.

İkinci faktör, motorların havalandırma koşullarıdır. Kendi kendine havalandırma ile çalışma dönemlerindeki soğutma koşulları, dinlenme sürelerine göre birkaç kat daha iyidir. Bu nedenle, PV'deki artışla soğutma koşulları iyileşir, azalmayla birlikte bozulur.

Bu iki faktörün etkisini karşılaştırarak, bunun zıt olduğu ve bir dereceye kadar karşılıklı olarak telafi edildiği sonucuna varabiliriz. Bu nedenle, modern seriler için, yaklaşık oranlar, yalnızca hidroelektrik santraline en yakın nominal görev döngüsünün yeniden hesaplanması için kullanılırsa oldukça doğru bir sonuç verir.

Elektrik tahrik teorisinden, bir motor seçiminde kullanılan ortalama kayıplar ve eşdeğer değerlerin yöntemlerinin, önceden seçilmiş bir motorun bir dizi parametresinin bilgisini gerektirdiklerinden, doğrulama niteliğinde olduğu bilinmektedir. Bir ön seçim yaparken birden fazla hatadan kaçınmak için belirli bir mekanizmanın özelliklerini dikkate almak gerekir.

Genel endüstriyel döngüsel eylem mekanizmaları için, motor ön seçiminin en tipik üç durumunu belirleyebilirsiniz:

1. Mekanizmanın görev döngüsü ayarlanmıştır ve dinamik yüklerin motor ısıtması üzerinde ihmal edilebilir bir etkisi vardır.

2. Mekanizmanın çevrimi ayarlanmıştır ve dinamik yüklerin motor ısınmasını önemli ölçüde etkilediği bilinmektedir.

3. Mekanizmanın döngüsü görev tarafından belirlenmez.

İlk durum, düşük atalet kütleli mekanizmalar için en tipik olanıdır - tek kullanımlık kaldırma ve çekme vinçleri. Dinamik yüklerin motor ısıtması üzerindeki etkisi, başlatma süresi tp ile sabit durumda çalışma süresi karşılaştırılarak değerlendirilebilir.

tp << tyct ise, sürücü yük diyagramına göre motor seçimi yapılabilir. Bu yük şemasına göre, ortalama yük torku daha önce verilen formüllerle belirlenir, en yakın anma görev döngüsüne göre yeniden hesaplanır ve ardından belirli bir çalışma hızında ωρ gerekli motor gücü belirlenir:

Bu durumda, formülde bir güvenlik faktörü kz = 1,1 ÷ 1,5 verilerek dinamik yüklerin etkisinin yaklaşık bir hesabı yapılır. tp / tyct oranı arttıkça, tp / tyct0.2 — 0.3'te daha fazla olduğu varsayılarak güvenlik faktörü yaklaşık olarak artmalıdır.

Önceden seçilmiş motor, elektrikli tahrik teorisine göre yöntemlerden biri ile ısıtma ve ayrıca aşırı yük kapasitesi durumundan kontrol edilmelidir:

burada Mdop, izin verilen kısa süreli aşırı yük momentidir.

DC motorlar için tork, kollektördeki mevcut komütasyon koşullarıyla sınırlıdır:

burada λ, katalog verilerine göre motorun aşırı yük kapasitesidir.

Asenkron motorlar için Mdop belirlenirken şebeke geriliminin %10 oranında düşürülme olasılığının dikkate alınması gerekir. Kritik moment Mcr, gerilimin karesiyle orantılı olduğundan, o zaman

Ayrıca sincap kafesli asenkron motorlarda da aynı şekilde yol verme momenti ile kontrol edilmelidir.

İkinci durum, büyük atalet kütlelerine sahip mekanizmaların karakteristiğidir - ağır ve yüksek hızlı hareket ve dönüş mekanizmaları, ancak yüksek başlangıç ​​​​frekansına sahip diğer durumlarda da gerçekleştirilebilir.

Burada dinamik yüklerin etkisi, geçici süre ve sabit durum çalışması karşılaştırılarak değerlendirilebilir. Ölçülebilir veya hassas iseler, motor önceden seçildiğinde bile dinamik yükler ihmal edilemez.

Bu durumda, atalet momentini mevcut ayarlara benzeterek ayarladıktan sonra, ön seçim için motorun yaklaşık bir yük diyagramını oluşturmak gerekir. Jdw << Jm ise, Jdw değerindeki bir hatanın seçimin doğruluğu üzerinde önemli bir etkisi olamaz ve ayrıca sonraki doğrulama hesaplaması her durumda gerekli açıklamaları verir.

Son olarak, üçüncü durum, belirli bir çalışma döngüsü oluşturmanın zor olduğu evrensel amaçlı mekanizmaların karakteristiğidir. Bunun bir örneği, çeşitli üretim alanlarında kullanılabilen, düşük yük kapasiteli normal gezer bir vincin mekanizmalarıdır.

Bu gibi durumlarda bir motor seçmenin temeli, motorun birinci çalışma bölümünde tp1 maksimum yükle (MCT1) ve ikinci tp2'de minimum yükle (MCT2) çalıştığı bir oturma döngüsü olabilir. Bu mekanizmanın motorunun ısınması küçüktür, tp1 = tp2 varsayılarak rms (ısıtma eşdeğeri) yük momentini belirlemek mümkündür.

Belirli bir çalışma hızında gerekli motor gücü, oran ile belirlenir.

Kataloğa göre motor seçimi, mekanizma için ayarlanan PVnom'un hesaplanan dahil olma süresinde Ptr < Pnom koşuluyla yapılır.

Vinç mekanizmaları için kurallar, çalışma koşullarının tamamı tarafından belirlenen aşağıdaki çalışma modlarını belirler:

• hafif — L (PVNOM == %15 ÷ 25, saat başına başlatma sayısı h <60 1 / s),

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

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

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

• özellikle ağır — OT (görev döngüsü = %100, h> 600 1 / h).

İstatistiki materyallere dayalı bu verilerin mevcudiyeti, gerekirse, yukarıda hesaplandığı şekilde kabul edilen mekanizmanın koşullu döngüsünü belirtmeye izin verir. Aslında, çalışma süresi sabittir.

bu, motorun yukarıda tartışılan ilk iki durumda olduğu gibi önceden seçilmesine olanak tanır. Bu, dinamik yüklerin motor ısıtması üzerindeki etkisinin önemli olduğu varsayıldığında özellikle önemlidir.