Επιλογή ηλεκτροκινητήρα
Προϋποθέσεις επιλογής ηλεκτροκινητήρα
Η επιλογή ενός από τους τύπους καταλόγου ηλεκτροκινητήρων θεωρείται σωστή εάν πληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις:
α) την πληρέστερη αντιστοιχία του ηλεκτροκινητήρα με τη μηχανή εργασίας (οδήγηση) ως προς τις μηχανικές ιδιότητες. Αυτό σημαίνει ότι ο ηλεκτροκινητήρας πρέπει να έχει τέτοια μηχανικά χαρακτηριστικά ώστε να μπορεί να παρέχει στον κινητήρα τις απαραίτητες τιμές ταχύτητας και επιτάχυνσης τόσο κατά τη λειτουργία όσο και κατά την εκκίνηση.
β) μέγιστη χρήση της ισχύος του ηλεκτροκινητήρα κατά τη λειτουργία. Η θερμοκρασία όλων των ενεργών μερών του ηλεκτροκινητήρα στους πιο σοβαρούς τρόπους λειτουργίας πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στη θερμοκρασία θέρμανσης που καθορίζεται από τους κανόνες, αλλά να μην την υπερβαίνει.
γ) συμβατότητα του ηλεκτροκινητήρα με την κίνηση και τις περιβαλλοντικές συνθήκες από άποψη σχεδιασμού.
δ) συμμόρφωση του ηλεκτροκινητήρα με τις παραμέτρους του δικτύου ισχύος του.
α) το όνομα και το είδος του μηχανισμού·
β) τη μέγιστη ισχύ του άξονα μετάδοσης κίνησης του μηχανισμού, εάν ο τρόπος λειτουργίας είναι συνεχής και το φορτίο σταθερό, και σε άλλες περιπτώσεις - γραφήματα μεταβολών της ισχύος ή της ροπής αντίστασης σε συνάρτηση με το χρόνο.
γ) την ταχύτητα περιστροφής του άξονα μετάδοσης κίνησης του μηχανισμού.
δ) η μέθοδος άρθρωσης του μηχανισμού με τον άξονα του ηλεκτροκινητήρα (παρουσία γραναζιών, υποδεικνύεται ο τύπος μετάδοσης και η σχέση μετάδοσης).
ε) το μέγεθος της αρχικής ροπής που πρέπει να παρέχει ο ηλεκτροκινητήρας στον κινητήριο άξονα του μηχανισμού.
στ) τα όρια ελέγχου ταχύτητας του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης, που δείχνουν τις ανώτερες και κατώτερες τιμές ταχύτητας και τις αντίστοιχες τιμές ισχύος και ροπής·
ζ) τη φύση και την ποιότητα (ομαλότητα, διαβάθμιση) του απαιτούμενου ελέγχου ταχύτητας·
η) συχνότητα εκκίνησης ή ενεργοποίησης του ηλεκτροκινητήρα εντός μίας ώρας· θ) περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά.
Η επιλογή ενός ηλεκτροκινητήρα με βάση την εξέταση όλων των συνθηκών πραγματοποιείται σύμφωνα με τα δεδομένα του καταλόγου.
Για ευρέως διαδεδομένους μηχανισμούς, η επιλογή ενός ηλεκτροκινητήρα απλοποιείται σημαντικά λόγω των δεδομένων που περιέχονται στις σχετικές πληροφορίες των κατασκευαστών και καταλήγει στον προσδιορισμό του τύπου του ηλεκτροκινητήρα σε σχέση με τις παραμέτρους του δικτύου και τη φύση του περιβάλλοντος .
Επιλογή ηλεκτροκινητήρων με ισχύ
α) σύμφωνα με τον ονομαστικό τρόπο λειτουργίας·
β) μέσω αλλαγών στην ποσότητα της ενέργειας που καταναλώνεται.
Διακρίνονται οι παρακάτω τρόποι λειτουργίας:
α) μακρά (μεγάλη), όταν η περίοδος εργασίας είναι τόσο μεγάλη που θέρμανση του ηλεκτροκινητήρα φτάνει τη σταθερή του τιμή (για παράδειγμα, για αντλίες, ιμάντες μεταφοράς, ανεμιστήρες κ.λπ.).
β) βραχυπρόθεσμα, όταν η διάρκεια της περιόδου λειτουργίας είναι ανεπαρκής για να φτάσει ο ηλεκτροκινητήρας τη θερμοκρασία θέρμανσης που αντιστοιχεί στο δεδομένο φορτίο και οι περίοδοι διακοπής λειτουργίας, αντίθετα, επαρκούν για την ψύξη του ηλεκτροκινητήρα στη θερμοκρασία περιβάλλοντος . Οι ηλεκτρικοί κινητήρες με μεγάλη ποικιλία μηχανισμών μπορούν να λειτουργήσουν σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας.
γ) με διακοπές - με σχετικό κύκλο λειτουργίας 15, 25, 40 και 60% με διάρκεια ενός κύκλου που δεν υπερβαίνει τα 10 λεπτά (για παράδειγμα, για γερανούς, ορισμένες μηχανές κοπής μετάλλων, κινητήρες συγκόλλησης μονού σταθμού-γεννήτριες, και τα λοιπά.).
Ανάλογα με τις αλλαγές στην τιμή κατανάλωσης ενέργειας, διαφέρουν οι ακόλουθες περιπτώσεις:
α) σταθερό φορτίο όταν η ποσότητα ισχύος που καταναλώνεται κατά τη λειτουργία είναι σταθερή ή έχει μικρές αποκλίσεις από τη μέση τιμή, όπως για φυγοκεντρικές αντλίες, ανεμιστήρες, συμπιεστές σταθερής ροής αέρα κ.λπ.
β) μεταβλητό φορτίο, όταν η ποσότητα της ισχύος που καταναλώνεται αλλάζει περιοδικά, όπως για εκσκαφείς, γερανούς, ορισμένες μηχανές κοπής μετάλλων κ.λπ.
γ) παλμικό φορτίο όταν η ποσότητα της ισχύος που καταναλώνεται αλλάζει συνεχώς, όπως παλινδρομικές αντλίες, θραυστήρες σιαγόνων, σήτες κ.λπ.
Η ισχύς του κινητήρα πρέπει να πληροί τρεις προϋποθέσεις:
β) επαρκή ικανότητα υπερφόρτωσης.
γ) επαρκής ροπή εκκίνησης.
Όλοι οι ηλεκτροκινητήρες ταξινομούνται σε δύο κύριες ομάδες:
α) για μακροχρόνια εργασία (χωρίς περιορισμό της διάρκειας ένταξης)·
β) για διακοπτόμενη λειτουργία με χρόνους μεταγωγής 15, 25, 40 και 60%.
Για την πρώτη ομάδα, οι κατάλογοι και τα διαβατήρια δείχνουν τη συνεχή ισχύ που μπορεί να αναπτύξει ο ηλεκτροκινητήρας για απροσδιόριστο χρονικό διάστημα, για τη δεύτερη ομάδα — την ισχύ που μπορεί να αναπτύξει ο ηλεκτροκινητήρας, λειτουργώντας αυθαίρετα για μεγάλο χρονικό διάστημα με μια συγκεκριμένη στροφή -κατά διάρκεια.
Σωστά επιλεγμένος σε όλες τις περιπτώσεις θεωρείται ένας τέτοιος ηλεκτροκινητήρας, ο οποίος, δουλεύοντας με το φορτίο σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα που καθορίζεται από το μηχάνημα εργασίας, φτάνει στην πλήρη επιτρεπόμενη θέρμανση όλων των μερών του. Η επιλογή των ηλεκτροκινητήρων με τα λεγόμενα Το «απόθεμα ισχύος», με βάση το μεγαλύτερο δυνατό φορτίο σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα, οδηγεί σε υποχρησιμοποίηση του ηλεκτροκινητήρα και συνεπώς σε αυξημένο κόστος κεφαλαίου και λειτουργικό κόστος λόγω μειωμένων συντελεστών ισχύος και απόδοσης.
Η υπερβολική αύξηση της ισχύος του κινητήρα μπορεί επίσης να οδηγήσει σε τραντάγματα κατά την επιτάχυνση.
Εάν ο ηλεκτροκινητήρας πρέπει να λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα με σταθερό ή ελαφρώς μεταβαλλόμενο φορτίο, τότε ο προσδιορισμός της ισχύος του δεν είναι δύσκολος και πραγματοποιείται σύμφωνα με τύπους που συνήθως περιλαμβάνουν εμπειρικούς συντελεστές.
Είναι πολύ πιο δύσκολο να επιλέξετε την ισχύ των ηλεκτροκινητήρων σε άλλους τρόπους λειτουργίας.
Το βραχυπρόθεσμο φορτίο χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι οι περίοδοι ένταξης είναι σύντομες και τα διαλείμματα επαρκούν για την πλήρη ψύξη του ηλεκτροκινητήρα. Σε αυτή την περίπτωση, θεωρείται ότι το φορτίο στον ηλεκτροκινητήρα κατά τις περιόδους μεταγωγής παραμένει σταθερό ή σχεδόν σταθερό.
Προκειμένου ο ηλεκτροκινητήρας να χρησιμοποιηθεί σωστά για θέρμανση σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, είναι απαραίτητο να τον επιλέξετε έτσι ώστε η συνεχής ισχύς του (που υποδεικνύεται στους καταλόγους) να είναι μικρότερη από την ισχύ που αντιστοιχεί στο βραχυπρόθεσμο φορτίο, δηλ. ο ηλεκτροκινητήρας έχει θερμική υπερφόρτωση κατά τις περιόδους της βραχυπρόθεσμης λειτουργίας του.
Εάν οι περίοδοι λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα είναι σημαντικά μικρότερες από τον χρόνο που απαιτείται για την πλήρη θέρμανσή του, αλλά οι παύσεις μεταξύ των περιόδων ενεργοποίησης είναι σημαντικά μικρότερες από τον χρόνο πλήρους ψύξης, τότε υπάρχει επαναλαμβανόμενη βραχυπρόθεσμη φόρτιση.
Στην πράξη, δύο τύποι τέτοιων εργασιών πρέπει να διακρίνονται:
α) το φορτίο κατά την περίοδο λειτουργίας είναι σταθερό σε μέγεθος και επομένως η γραφική παράσταση του απεικονίζεται με ορθογώνια που εναλλάσσονται με παύσεις.
β) το φορτίο κατά την περίοδο εργασίας αλλάζει σύμφωνα με έναν περισσότερο ή λιγότερο περίπλοκο νόμο.
Και στις δύο περιπτώσεις, το πρόβλημα της επιλογής ενός ηλεκτροκινητήρα από άποψη ισχύος μπορεί να λυθεί τόσο αναλυτικά όσο και γραφικά. Και οι δύο μέθοδοι είναι αρκετά περίπλοκες, επομένως συνιστάται μια απλοποιημένη μέθοδος ισοδύναμου μεγέθους, η οποία περιλαμβάνει τρεις μεθόδους:
α) ρεύμα rms.
β) μέση τετραγωνική ισχύς ρίζας.
(γ) ρίζα μέση τετραγωνική ροπή.
Έλεγχος της ικανότητας μηχανικής υπερφόρτισης του ηλεκτροκινητήρα
Αφού επιλέξετε την ισχύ του ηλεκτροκινητήρα σύμφωνα με τις συνθήκες θέρμανσης, είναι απαραίτητο να ελέγξετε την ικανότητα μηχανικής υπερφόρτωσης του ηλεκτροκινητήρα, δηλαδή να βεβαιωθείτε ότι η μέγιστη ροπή φορτίου σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα κατά τη λειτουργία και η ροπή εκκίνησης δεν θα υπερβείτε τη μέγιστη τιμή ροπής ροπής σύμφωνα με τον κατάλογο.
Στους ασύγχρονους και σύγχρονους ηλεκτρικούς κινητήρες, η τιμή της επιτρεπόμενης μηχανικής υπερφόρτισης καθορίζεται από την ηλεκτρομαγνητική ροπή ανατροπής τους, όταν φτάσουν στην οποία αυτοί οι ηλεκτροκινητήρες σταματούν.
Το γινόμενο των μέγιστων ροπών σε σχέση με την ονομαστική τιμή πρέπει να είναι 1,8 για τριφασικούς ασύγχρονους κινητήρες με δακτυλίους ολίσθησης και τουλάχιστον 1,65 για τους ίδιους κινητήρες σκίουρου κλωβού. Το πολλαπλάσιο της μέγιστης ροπής ενός σύγχρονου ηλεκτροκινητήρα πρέπει επίσης να είναι τουλάχιστον 1,65 στην ονομαστική τάση, συχνότητα και ρεύμα διέγερσης, με συντελεστή ισχύος 0,9 (στο ρεύμα οδήγησης).
Πρακτικά, οι ασύγχρονοι και σύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες έχουν ικανότητα μηχανικής υπερφόρτωσης έως και 2-2,5 και σε ορισμένους ειδικούς ηλεκτροκινητήρες αυτή η τιμή αυξάνεται σε 3-3,5.
Η επιτρεπόμενη υπερφόρτωση των κινητήρων συνεχούς ρεύματος καθορίζεται από τις συνθήκες λειτουργίας και σύμφωνα με το GOST είναι από 2 έως 4 ανά ροπή, το κατώτερο όριο ισχύει για ηλεκτρικούς κινητήρες με παράλληλη διέγερση και το ανώτερο όριο για ηλεκτρικούς κινητήρες με διέγερση σειράς.
Εάν τα δίκτυα τροφοδοσίας και διανομής είναι ευαίσθητα στο φορτίο, τότε πρέπει να ελεγχθεί η ικανότητα μηχανικής υπερφόρτωσης, λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες τάσης στα δίκτυα.
Για ασύγχρονους ηλεκτρικούς κινητήρες βραχυκυκλώματος και σύγχρονους, το πολλαπλάσιο της ροπής εκκίνησης πρέπει να είναι τουλάχιστον 0,9 (σε σχέση με την ονομαστική).
Μάλιστα, ο αρχικός πολλαπλασιαστής ροπής στους ηλεκτροκινητήρες διπλού σκίουρου και βαθέων αυλακώσεων είναι πολύ μεγαλύτερος και φτάνει το 2-2,4.
Κατά την επιλογή της ισχύος του ηλεκτροκινητήρα, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η συχνότητα μεταγωγής επηρεάζει τη θέρμανση των ηλεκτροκινητήρων.Η επιτρεπόμενη συχνότητα μεταγωγής εξαρτάται από την κανονική ολίσθηση, τη ροπή του σφόνδυλου του ρότορα και τη συχνότητα του ρεύματος εισόδου.
Οι ασύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες κανονικών τύπων δεν επιτρέπουν φορτίο από 400 έως 1000 και οι ηλεκτρικοί κινητήρες με αυξημένη ολίσθηση - από 1100 έως 2700 εκκινήσεις ανά ώρα. Κατά την εκκίνηση υπό φορτίο, ο επιτρεπόμενος αριθμός εκκινήσεων μειώνεται σημαντικά.
Το ρεύμα εκκίνησης των ηλεκτροκινητήρων με ρότορα κλωβού σκίουρου είναι μεγάλο και αυτή η περίσταση σε συνθήκες συχνών εκκινήσεων και ειδικά με αυξημένο χρόνο επιτάχυνσης είναι σημαντική.
Σε αντίθεση με τους ηλεκτροκινητήρες με ρότορα φάσης, στους οποίους μέρος της θερμότητας που παράγεται κατά την εκκίνηση απελευθερώνεται στον ρεοστάτη, δηλ. έξω από το μηχάνημα, στους κινητήρες σκίουρου-κλουβιού, όλη η θερμότητα απελευθερώνεται στο ίδιο το μηχάνημα, γεγονός που προκαλεί αυξημένη θέρμανση. Επομένως, η επιλογή της ισχύος αυτών των ηλεκτροκινητήρων πρέπει να γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τη θέρμανση κατά τη διάρκεια πολλαπλών εκκινήσεων.