Избор електромотора за опрему са различитим врстама оптерећења и режима рада

Правилан избор електромотора за производне механизме обезбеђује њихов континуиран и поуздан рад током стандардног радног века. Ово је веома важан процес где се мора узети у обзир много различитих фактора и критеријума. Један од најважнијих фактора је разматрање природе и врсте оптерећења.

Ево свих критеријума које треба узети у обзир приликом избора: Како одабрати прави електрични мотор

Приликом избора електромотора за различите машине, инсталације и машине, потребно је водити рачуна о различитим врстама оптерећења, врсти механичких карактеристика, природи и трајању радних циклуса ових механизама.

Знајући како ће се променити оптерећење на вратилу изабраног електромотора, могуће је тачно одредити како ће се губици снаге променити током рада, и захваљујући томе изабрати електромотор који се, радећи при датом оптерећењу, неће прегревати . Максимална температура загревања изолације електромотора неће прелазити дозвољену вредност током целог радног циклуса.

Неправилан избор електромотора производних механизама доводи до поремећаја производних процеса и доводи до губитака произведених производа и додатних трошкова електричне енергије.

Електрична опрема са електромоторима мора у потпуности да испуњава захтеве технолошког процеса.

Избор једног од каталошких типова електромотора сматра се исправним ако су испуњени следећи услови:

• најпотпунија кореспонденција електромотора са радном машином (погонским механизмом) у погледу механичких својстава. То значи да електромотор мора имати такву механичку карактеристику да може да обезбеди погону потребне вредности брзине и убрзања у стационарном и пролазном стању;

• максимално коришћење снаге електромотора у свим режимима рада. Температура свих активних делова електромотора у најтежим режимима рада треба да буде што је могуће ближа дозвољеној температури грејања, али не и да је прелази;

• компатибилност електромотора са погоном и условима околине у погледу дизајна;

• усклађеност електромотора са параметрима напајања.

Да бисте изабрали електрични мотор, потребни су следећи подаци:

• врста и назив погонског механизма;

• максимална снага вратила, ако је режим рада континуиран и оптерећење константно, а у осталим случајевима, графикони промене снаге или момента отпора вратила у функцији времена;

• фреквенција ротације (или опсег фреквенције ротације) погонског вратила;

• начин артикулације погонског механизма са осовином електромотора (у присуству кинематичких преносника, назначен је тип преноса и преносни однос);

• износ стартног момента који електромотор мора да обезбеди погонском вратилу;

• границе регулације брзине (горње и доње вредности и одговарајуће вредности снаге и обртног момента);

• потребан квалитет (глаткост, градација) контроле брзине;

• учесталост активирања погона у року од сат времена;

• карактеристике спољашњег окружења.

Избор електромотора на основу уважавања свих услова и називних података врши се према каталозима.

Могући начини рада електромотора одликују се великом разноликошћу у погледу природе и трајања циклуса, вредности оптерећења, услова хлађења, односа стартних губитака и несметаног рада итд., Стога се производња електромотора за сваки од могућих начина рада електричног погона нема практичног смисла.

На основу анализе реалних режима, идентификована је посебна класа режима — номинални режими, за које су пројектовани и произведени серијски мотори.

Подаци садржани у пасошу електричне машине односе се на одређени називни режим и називају се називним подацима електричне машине.

Произвођачи гарантују да када електромотор ради у називном режиму при називном оптерећењу, он се у потпуности термички користи.

Садашњи ГОСТ обезбеђује 8 номиналних режима, који у складу са међународном класификацијом имају симболе С1 — С8.

Континуирани рад С1 — рад машине при константном оптерећењу довољно дуго да се постигне константна температура свих њених делова.

Краткотрајни рад С2 — рад машине при константном оптерећењу за време недовољно да сви делови машине достигну задату температуру, након чега следи заустављање машине на време довољно да се машина охлади на температуру не већу од 2 °Ц од температуре околине. За краткотрајни рад, трајање радног периода је 15, 30, 60, 90 минута.

Интермитентни рад С3 — низ идентичних радних циклуса, од којих сваки укључује време непрекидног рада оптерећења током којег се машина не загрева до подешене температуре и време паркирања током којег се машина не хлади на температуру околине.

У овом режиму радни циклус је такав да ударна струја не утиче значајно на пораст температуре. Време циклуса је недовољно за постизање термичке равнотеже и не прелази 10 минута. Режим карактерише вредност трајања укључивања у процентима:

Мотори које индустрија производи за овај начин рада карактерише радни циклус (ПВ), који је дефинисан трајањем једног радног циклуса

где је тп време рада мотора; тп — време паузе.

Стандардизоване вредности трајања укључења: 15, 25, 40, 60% или релативне вредности трајања радног периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60. За режим С3, називни подаци одговарају само одређеном радном циклусу и односе се на радни период.

Тренутно су главни режими С1 — С3, за које су називне податке локалне фабрике електричних возила уврштене у каталоге и пасош машине.

Прочитајте више о томе овде: Начини рада електромотора

За разуман избор мотора у смислу снаге, неопходно је знати како се оптерећење вратила мотора мења током времена, што заузврат омогућава процену природе промене губитака снаге.

Поред тога, потребно је утврдити како се процес загревања мотора одвија као резултат ослобађања губитака енергије у њему. Овај приступ вам омогућава да изаберете мотор на такав начин да максимална температура изолације намотаја не прелази дозвољену вредност. Овај услов је један од главних за осигурање поузданог рада мотора током његовог радног века.

Избор снаге електромотора мора се извршити у складу са природом оптерећења на радној машини. Овај карактер се оцењује по два основа:

• према називном режиму рада;

• кроз промене у количини потрошене енергије.

Снага мотора мора да испуни три услова:

• нормално загревање током рада;

• довољан капацитет преоптерећења;

• довољан почетни обртни момент.

Избор електромотора са тзв„Резерва снаге“, на основу највећег могућег оптерећења по распореду, доводи до неискоришћености електромотора, а самим тим и до повећања капиталних трошкова и трошкова рада услед смањених фактора снаге и ефикасности. Прекомерно повећање снаге мотора такође може довести до трзаја током убрзања.

Ако електромотор мора радити дуго времена са константним или благо променљивим оптерећењем, онда одређивање његове снаге није тешко и врши се према формулама. Много је теже изабрати снагу електромотора у другим режимима рада.

Краткотрајно оптерећење карактерише чињеница да су периоди укључивања кратки, а паузе довољне за потпуно хлађење електромотора. У овом случају се претпоставља да оптерећење електромотора током периода укључивања остаје константно или скоро константно.

Да би се електромотор правилно користио за грејање у овом режиму, потребно га је изабрати тако да његова стална снага (наведена у каталозима) буде мања од снаге која одговара краткотрајном оптерећењу, тј. електромотор има термичко преоптерећење у периодима свог краткотрајног рада...

Ако су периоди рада електромотора знатно мањи од времена потребног за његово потпуно загревање, али су паузе између периода укључивања знатно краће од времена потпуног хлађења, онда долази до поновног краткотрајног оптерећења.

Прорачун снаге и избор мотора за континуирани рад

Са константним или незнатно променљивим оптерећењем вратила, снага мотора треба само мало да премаши снагу оптерећења.У овом случају, услов мора бити испуњен

Пн ≥ П,

где је Пн називна снага мотора; П — снага оптерећења. Избор мотора се своди на избор из каталога.

Избор снаге мотора за континуирани рад. Ако се обртни момент и снага производног механизма не мењају, онда треба изабрати мотор са номиналном снагом Пн једнаком снази оптерећења, узимајући у обзир губитке у преносу (мјењачу):

Пн ≥ Пм /ηт, В

где је ηт ефикасност преноса (мењача).

У датом моменту отпора погонског механизма Мс, Н ∙ м и фреквенцији ротације излазног вратила мењача н2, о/мин.

Пм = Мц ∙ ω2, В

где је ω2 = 2π ∙ н2 / 60, рад / с

За неке производне механизме који раде у непрекидном режиму са константним моментом отпора вратила, постоје приближне формуле за одређивање снаге мотора.

Прорачун снаге и избор мотора за краткотрајно оптерећење

Мотори за краткотрајни рад електричног погона бирају се према њиховој називној снази, која мора бити једнака снази оптерећења, узимајући у обзир трајање рада. Стандардне дозвољене вредности за моторе произведене у индустрији за краткотрајни рад су 10, 30, 60, 90 минута.

У недостатку мотора с прекидима, могу се уградити мотори с прекидима. У овом случају, време рада од 30 минута одговара радном циклусу = 15%, 60 минута одговара радном циклусу = 25%, а 90 минута одговара радном циклусу = 40%.У крајњем случају, могуће је користити моторе за континуирани рад са Пн < П и њихову накнадну проверу термичких услова.

Прорачун снаге и избор мотора за повремено оптерећење

За електрични погон који ради у интермитентном режиму, снага мотора се израчунава коришћењем методе просечних губитака или еквивалентних вредности. Прва метода је тачнија, али радно интензивнија. Погодније је користити метод еквивалентних вредности.У зависности од датог распореда оптерећења П = ф (т), М = ф (т), И = ф (т), одређују се средње квадратне вредности које су назива се еквивалентним.

Еквивалентна снага је РМС снага дијаграма оптерећења

где је т1, т2, …, тк — временски интервали у којима је снага оптерећења једнака П1, П2, …, Пк, респективно.

Према каталогу, за добијене вредности Рекв и ПВ, називна снага мотора се бира из услова Пн ≥ РЕКВ.

Ако је дат дијаграм М = ф (т), онда је еквивалентни моменат

а еквивалентна снага при брзини н дата је изразом

Рек = Мек • н / 9550 (кВ).

Ако је дат дијаграм И = ф (т), струја грејног еквивалента

Израчуната вредност ПВр се често разликује од стандардних вредности, па се или добијена вредност ПВр заокружује на најближу стандардну вредност, или се еквивалентна снага поново израчунава помоћу формуле

Током рада примећују се краткотрајна преоптерећења која прелазе називну снагу мотора. Не утичу значајно на загревање мотора, али могу довести до неправилног рада или застоја. Према томе, мотор треба проверити на капацитет преоптерећења према изразу

Пм / Пн = ку ∙ Мм / Мн,

где је Пм највећа снага у дијаграму оптерећења; Мм / Мн — вишекратник максималног обртног момента је одређен каталогом; коефицијент ку = 0,8 узима у обзир могући пад напона у мрежи.

Ако овај услов није испуњен, онда се из каталога мора изабрати мотор веће снаге и поново проверити капацитет преоптерећења.

Погледајте и на ову тему: Избор мотора за рад са прекидима

Индустрија производи бројне серије мотора са прекидима оптерећења:

• асинхроне дизалице са веверичним ротором у серији МТКФ и са фазним ротором у серији МТФ;

• сличне металуршке серије МТКН и МТН;

• ДЦ серија Д.

Машине наведене серије одликују се обликом издуженог ротора (анкера), који обезбеђује смањење момента инерције. Да би се смањили губици који се ослобађају у намотају статора током прелазних процеса, мотори серије МТКФ и МТКН имају повећано номинално клизање сном = 7 ÷ 12%. Капацитет преоптерећења мотора кранске и металуршке серије је 2,3 — 3 при радном циклусу = 40%, што при радном циклусу = 100% одговара λ = Мцр / Мном100 = 4,4-5,5.