Избор мотора за механизме цикличног деловања

Електрични актуатори са цикличним деловањем раде у периодичном режиму, чија је карактеристична карактеристика често покретање и заустављање мотора. Из курса теорије електричног погона познато је да губици енергије у прелазним процесима директно зависе од момента инерције електромоторног погона Ј∑, чији је главни део, ако изузмемо инерцијалне механизме, момент инерције. мотора Јдв. Због тога је у режиму искључења пожељно користити моторе који при потребној снази и угаоној брзини имају евентуално најмањи момент инерције Јдв.

Према условима грејања, дозвољено оптерећење мотора у раду са прекидима је веће него у непрекидном раду. Када се почиње са увећаним мотор са статичким оптерећењем мора развити и повећан стартни момент који премашује статички за вредност потребног динамичког момента. Стога, рад са прекидима захтева већи капацитет преоптерећења мотора од дуготрајног рада.Захтев за високим капацитетом преоптерећења одређен је и потребом да се савладају краткотрајна механичка преоптерећења која настају одвајањем терета, ископом тла итд.

Коначно, услови грејања и хлађења мотора у раду са прекидима разликују се од оних у непрекидном раду. Ова разлика је посебно изражена код мотора са самовентилацијом, пошто количина ваздуха за хлађење која улази у мотор зависи од његове брзине. Током прелазних процеса и пауза, дисипација топлоте мотора је поремећена, што има значајан утицај на дозвољено оптерећење мотора.

Сви ови услови одређују потребу да се у електричним погонима са цикличним механизмима деловања користе специјални мотори чије је називно оптерећење периодично, које карактерише одређени називни радни циклус.

где Тп и се — време рада и време паузе, респективно.

У интермитентном режиму, када ради на називном оптерећењу, температура мотора варира око дозвољене вредности, повећавајући се током рада и опадајући током паузе. Очигледно је да што су већа температурна одступања од дозвољене, то је дуже време циклуса при датом ПВ Тк = Тп + се и мања је временска константа загревања мотора Тн.

Ограничите дозвољено време циклуса до границе могуће максималне температуре мотора. За моторе за домаћинство са повременим радом, дозвољено време циклуса је постављено на 10 минута. Дакле, ови мотори су пројектовани за радни циклус чији је графикон за стандардна времена рада (радни циклус = 15, 25, 40 и 60 и 100%) приказан на Сл. 1.Како се радни циклус повећава, називна снага мотора се смањује.

Индустрија производи бројне серије мотора са прекидима оптерећења:

— асинхроне дизалице са веверичастим ротором у серији МТКФ и са фазним ротором у серији МТФ;

— сличне металуршке серије МТКН и МТН;

— ДЦ серија Д (у верзији за багере серије ДЕ).

Машине наведене серије одликују се обликом издуженог ротора (арматуре), који обезбеђује смањење момента инерције.Да би се смањили губици који се ослобађају у намотају статора током прелазних процеса, мотори МТКФ и МТКН серије имају повећано номинално клизање сХОМ = 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.

В мотори за дизалице АЦ режим се узима као главни називни режим са радним циклусом = 40%, а код ДЦ мотора - краткотрајним режимом рада у трајању од 60 минута (заједно са радним циклусом = 40%). Називне снаге мотора кранске и металуршке серије при ПВНОМ = 40% су у опсегу: 1,4-22 кВ за серије МТФ и МТКФ; 3-37 кВ и 3-160 кВ за серије МТКН и МТН; 2,4-106 кВ за серију Д. Мотори са дувањем серије Д се израђују за називну снагу од 2,5 до 185 кВ са радним циклусом = 100%.

Мотори са кавезним кавезом могу имати вишебрзински дизајн са два или три одвојена намотаја статора: МТКН серија са бројем полова 6/12, 6/16 и 6/20 и називне снаге од 2,2 до 22 кВ при ПВНОМ = 40% ; МТКФ серија са бројем полова 4/12, 4/24 и 4/8/24 и називном снагом од 4 до 45 кВ при ПВН0М = 25%.Планирана је производња нове серије асинхроних кранских и металуршких мотора 4МТ у опсегу снаге 2,2 — 200 (220) кВ са радним циклусом од 40%.

Употреба двомоторног погона удвостручује опсег примене наведених типова електричних машина. Са великим потребним снагама користе се асинхрони мотори серије А, АО, АК, ДАФ итд., као и ДЦ мотори исте П серије у специјализованим модификацијама, на пример, у верзији за багере ПЕ, МПЕ, за лифтове МП Л итд.

Избор мотора за кранске и металуршке серије најједноставније се врши у случајевима када се његов стварни радни распоред поклапа са једним од номиналних приказаних на сл. 1. Каталози и референтне књиге наводе оцене мотора на ПВ-15, 25, 40, 60 и 100%. Стога, када погон ради са константним статичким оптерећењем Пст при називном циклусу, није тешко изабрати мотор најближе снаге из каталога из услова ПНОМ > Рст.

Међутим, стварни циклуси су обично сложенији, оптерећење мотора у различитим деловима циклуса се испоставља да је различито, а време пребацивања се разликује од номиналног. Под таквим условима, избор мотора се врши према еквивалентном распореду, усклађеном са једним од номиналних на сл. 1. У ту сврху, трајно еквивалентно грејно оптерећење се прво одређује на важећем ПСТ, који се затим поново израчунава на стандардно трајање укључења ПСТ0М. Прерачунавање се може извршити коришћењем односа:

Односи су приближни јер не узимају у обзир два важна фактора који се мењају са променом радног циклуса и значајно утичу на загревање мотора.

Пиринач. 1.Називни радни циклус мотора за испрекидани рад.

Први фактор је количина топлоте која се ослобађа у мотору услед сталних губитака... Ова количина топлоте се повећава како се ПВ повећава и смањује како се ПВ смањује. Сходно томе, када одете на велики фотонапонски уређај, грејање се повећава и обрнуто.

Други фактор су услови вентилације мотора. Са самовентилацијом, услови хлађења током периода рада су неколико пута бољи него у периоду одмора. Дакле, са повећањем ПВ, услови хлађења се побољшавају, са смањењем се погоршавају.

Упоређујући утицај ова два фактора, можемо закључити да је он супротан и донекле међусобно компензован. Стога, за модерне серије, приближни односи дају прилично тачан резултат ако се користе само за прерачунавање на номинални радни циклус најближи хидроелектрани.

Из теорије електричног погона је познато да су методе просечних губитака и еквивалентних вредности које се користе при избору мотора верификационе природе, јер захтевају познавање низа параметара претходно одабраног мотора. Приликом прелиминарне селекције, како би се избегле вишеструке грешке, потребно је узети у обзир карактеристике одређеног механизма.

За опште индустријске механизме цикличног деловања, можете навести три најтипичнија случаја предизбора мотора:

1. Радни циклус механизма је подешен, а динамичка оптерећења имају занемарљив утицај на загревање мотора.

2. Циклус механизма је подешен, а познато је да динамичка оптерећења значајно утичу на загревање мотора.

3. Циклус механизма није одређен задатком.

Први случај је најтипичнији за механизме са малом инерцијском масом — витла за подизање и вучу за једнократну употребу. Утицај динамичких оптерећења на загревање мотора може се проценити упоређивањем трајања стартовања тп са трајањем стационарног рада.

Ако је тп << тицт избор мотора се може извршити према дијаграму оптерећења погона. Према овом дијаграму оптерећења, просечан обртни момент оптерећења се одређује према формулама датим раније, поново се израчунава на најближи називни радни циклус, а затим се утврђује потребна снага мотора при датој радној брзини ωρ:

У овом случају се врши приближан обрачун утицаја динамичких оптерећења увођењем фактора сигурности кз = 1,1 ÷ 1,5 у формулу. Како се однос тп / тицт повећава, фактор сигурности би требало да расте приближно, под претпоставком да је при тп / тицт0,2 — 0,3 више.

Унапред изабрани мотор мора се проверити на загревање једном од метода према теорији електромотора, као и капацитет преоптерећења из услова:

где је Мдоп дозвољени краткорочни момент преоптерећења.

За ДЦ моторе, обртни момент је ограничен тренутним условима комутације на колектору:

где је λ капацитет преоптерећења мотора према каталошким подацима.

За асинхроне моторе, приликом одређивања Мдоп, потребно је узети у обзир могућност смањења мрежног напона за 10%. Пошто је критични моменат Мцр пропорционалан квадрату напона, онда

Поред тога, на исти начин треба проверити индукционе моторе са кавезним кавезом стартним моментом.

Други случај је карактеристичан за механизме са великим инерцијским масама – тешке и брзе механизме кретања и ротације, али се може реализовати и у другим случајевима са великом стартном фреквенцијом.

Овде се утицај динамичких оптерећења може проценити поређењем прелазног времена и стабилног рада. Ако су упоредиви или тп> тактични, динамичка оптерећења се не могу занемарити чак ни када је мотор унапред изабран.

У овом случају, потребно је за прелиминарни избор конструисати приближни дијаграм оптерећења мотора, подесивши, по аналогији са тренутним подешавањима, његов момент инерције. Ако Јдв << Јм, грешка у вредности Јдв не може имати значајан утицај на исправност избора, а осим тога накнадни прорачун верификације даје потребна појашњења у сваком случају.

Коначно, трећи случај је карактеристичан за механизме универзалне намене, за које је тешко изградити специфичан радни циклус. Пример за то су механизми нормалне мостне дизалице мале носивости, који се могу користити у различитим производним областима.

Основа за избор мотора у оваквим случајевима може бити циклус таложења, где на првој радној секцији тп1 мотор ради са максималним оптерећењем МЦТ1, а на другој тп2 са минималним оптерећењем МЦТ2.Ако се зна да утицај динамичких оптерећења када је загревање мотора овог механизма мало, могуће је одредити ефективни (еквивалентни при загревању) момент оптерећења, под претпоставком тп1 = тп2

Потребна снага мотора при датој радној брзини одређена је односом

Избор мотора према каталогу врши се по услову Птр < Пном при израчунатом трајању укључења ПВном постављеног за механизам.

За механизме за дизалице, правила утврђују следеће начине рада, детерминисане укупношћу њихових услова рада:

• светло — Л (ПВНОМ == 15 ÷ 25%, број покретања на сат х <60 1 / х),

• средњи — Ц (ПВНОМ = 25 — 40%, х <120 1 / х),

• тежак — Т (ПВНОМ = 40%, х < 240 1 / х)

• веома тежак — ХТ (ДФР = 60%, х < 600 1 / х).

• посебно тежак — ОТ (циклус рада = 100%, х> 600 1 / х).

Доступност ових података, заснованих на статистичким материјалима, омогућава, ако је потребно, да се специфицира условни циклус механизма, који је горе прихваћен као израчунат. У ствари, радно време је фиксно

што омогућава да се мотор унапред изабере на исте начине као у прва два случаја о којима смо горе говорили. Ово је посебно важно када се може претпоставити да је утицај динамичких оптерећења на загревање мотора значајан.