Keuze van elektromotor
Voorwaarden voor het kiezen van een elektromotor
De keuze voor een van de catalogustypen elektromotoren wordt als correct beschouwd als aan de volgende voorwaarden is voldaan:
a) de meest volledige overeenkomst van de elektromotor met de werkende machine (aandrijving) in termen van mechanische eigenschappen. Dit betekent dat de elektromotor een zodanige mechanische eigenschap moet hebben dat hij zowel tijdens bedrijf als bij het opstarten de aandrijving de nodige waarden van snelheid en acceleratie kan geven;
b) maximaal gebruik van het vermogen van de elektromotor tijdens bedrijf. De temperatuur van alle actieve delen van de elektromotor in de zwaarste bedrijfsmodi moet zo dicht mogelijk bij de verwarmingstemperatuur bepaald door de normen liggen, maar mag deze niet overschrijden;
c) compatibiliteit van de elektromotor met de aandrijving en omgevingsomstandigheden qua ontwerp;
d) conformiteit van de elektromotor met de parameters van zijn elektriciteitsnet.
a) de naam en het type mechanisme;
b) het maximale vermogen van de aandrijfas van het mechanisme, als de werking continu is en de belasting constant is, en in andere gevallen - grafieken van veranderingen in vermogen of weerstandsmoment als functie van de tijd;
c) de rotatiesnelheid van de aandrijfas van het mechanisme;
d) de wijze van articulatie van het mechanisme met de as van de elektromotor (in aanwezigheid van versnellingen worden het type transmissie en de overbrengingsverhouding aangegeven);
e) de grootte van het aanvankelijke koppel dat door de elektromotor op de aandrijfas van het mechanisme moet worden geleverd;
(f) de snelheidsregelingslimieten van het aandrijfmechanisme, met de bovenste en onderste snelheidswaarden en de bijbehorende vermogens- en koppelwaarden;
(g) de aard en kwaliteit (vloeibaarheid, gradatie) van de vereiste snelheidsregeling;
(h) frequentie van starten of inschakelen van de rit binnen een uur; i) milieukenmerken.
De selectie van een elektromotor op basis van alle voorwaarden wordt uitgevoerd volgens de catalogusgegevens.
Voor wijdverbreide mechanismen wordt de selectie van een elektromotor aanzienlijk vereenvoudigd vanwege de gegevens in de relevante informatie van de fabrikanten, en komt het neer op het specificeren van het type elektromotor in relatie tot de parameters van het netwerk en de aard van de omgeving .
Selectie van elektromotoren op vermogen
a) volgens de nominale werkingswijze;
b) door veranderingen in de hoeveelheid verbruikte energie.
De volgende bedrijfsmodi worden onderscheiden:
a) lang (lang), wanneer de werkperiode zo lang is dat verwarming van de elektromotor bereikt zijn stabiele waarde (bijvoorbeeld voor pompen, transportbanden, ventilatoren, enz.);
b) kortstondig, wanneer de duur van de bedrijfsperiode onvoldoende is om de elektromotor de verwarmingstemperatuur te laten bereiken die overeenkomt met de gegeven belasting, en de uitschakelperiodes daarentegen voldoende zijn om de elektromotor af te koelen tot de omgevingstemperatuur . Elektromotoren met een grote verscheidenheid aan mechanismen kunnen in deze modus werken;
c) met onderbrekingen - met een relatieve inschakelduur van 15, 25, 40 en 60% met een duur van één cyclus van niet meer dan 10 minuten (bijvoorbeeld voor kranen, sommige metaalsnijmachines, lasmotoren met één station, generatoren, enz.).
Afhankelijk van de veranderingen in de energieverbruikswaarde verschillen de volgende gevallen:
a) constante belasting wanneer de hoeveelheid stroom die tijdens bedrijf wordt verbruikt constant is of kleine afwijkingen vertoont van de gemiddelde waarde, zoals voor centrifugaalpompen, ventilatoren, compressoren met constante luchtstroom, enz.;
b) variabele belasting, wanneer de hoeveelheid verbruikte energie periodiek verandert, zoals bij graafmachines, kranen, sommige metaalsnijmachines, enz.;
c) pulserende belasting wanneer de hoeveelheid opgenomen vermogen continu verandert, zoals zuigerpompen, kaakbrekers, schermen, etc.
Het motorvermogen moet aan drie voorwaarden voldoen:
b) voldoende overbelastbaarheid;
c) voldoende startkoppel.
Alle elektromotoren zijn ingedeeld in twee hoofdgroepen:
a) voor langdurig werk (zonder beperking van de opnameduur);
b) voor intermitterend bedrijf met schakeltijden van 15, 25, 40 en 60%.
Voor de eerste groep tonen de catalogi en paspoorten het continue vermogen dat de elektromotor voor onbepaalde tijd kan ontwikkelen, voor de tweede groep - het vermogen dat de elektromotor kan ontwikkelen, met tussenpozen gedurende een willekeurig lange tijd met een bepaalde draai -op-duur.
In alle gevallen correct geselecteerd, wordt beschouwd als een dergelijke elektromotor, die, werkend met de belasting volgens het schema bepaald door de werkende machine, de volledig toegestane verwarming van al zijn onderdelen bereikt. De keuze van elektromotoren met de zgn "Gangreserve", gebaseerd op de grootst mogelijke belasting volgens het schema, leidt tot onderbenutting van de elektromotor en dus tot hogere kapitaalkosten en bedrijfskosten als gevolg van verminderde vermogensfactoren en efficiëntie.
Een overmatige toename van het motorvermogen kan ook leiden tot schokken tijdens het accelereren.
Als de elektromotor lange tijd moet werken met een constante of licht veranderende belasting, is het bepalen van het vermogen niet moeilijk en wordt het uitgevoerd volgens formules die meestal empirische coëfficiënten bevatten.
Het is veel moeilijker om het vermogen van elektromotoren in andere werkingsmodi te kiezen.
De kortdurende belasting wordt gekenmerkt door het feit dat de opnameperiodes kort zijn en de pauzes voldoende zijn voor de volledige koeling van de elektromotor. Hierbij wordt ervan uitgegaan dat de belasting van de elektromotor tijdens de schakelperiodes constant of nagenoeg constant blijft.
Om ervoor te zorgen dat de elektromotor correct wordt gebruikt voor verwarming in deze modus, moet deze zo worden gekozen dat het continue vermogen (aangegeven in de catalogi) lager is dan het vermogen dat overeenkomt met de kortdurende belasting, d.w.z. de elektromotor heeft een thermische overbelasting tijdens de perioden van kortstondig gebruik.
Als de bedrijfstijden van de elektromotor aanzienlijk korter zijn dan de tijd die nodig is voor volledige verwarming, maar de pauzes tussen de inschakelperiodes aanzienlijk korter zijn dan de tijd van volledige koeling, dan is er sprake van herhaalde kortdurende belasting.
In de praktijk moeten twee soorten van dergelijk werk worden onderscheiden:
a) de belasting tijdens de werkingsperiode is constant in grootte en daarom wordt de grafiek weergegeven met rechthoeken afgewisseld met pauzes;
b) de belasting tijdens de werkperiode verandert volgens een min of meer ingewikkelde wet.
In beide gevallen is het probleem van het kiezen van een elektromotor qua vermogen zowel analytisch als grafisch op te lossen. Beide methoden zijn behoorlijk gecompliceerd, dus een vereenvoudigde methode van gelijke grootte wordt aanbevolen, die drie methoden omvat:
a) effectieve stroom;
b) kwadratisch gemiddelde macht;
(c) kwadratisch gemiddelde moment.
Controle van de mechanische overbelastingscapaciteit van de elektromotor
Na het selecteren van het vermogen van de elektromotor volgens de verwarmingsomstandigheden, is het noodzakelijk om de mechanische overbelastingscapaciteit van de elektromotor te controleren, dat wil zeggen ervoor te zorgen dat het maximale belastingskoppel volgens het schema tijdens bedrijf en het startkoppel niet overschrijdt het maximale koppelwaardemoment volgens de catalogus.
Bij asynchrone en synchrone elektromotoren wordt de waarde van de toelaatbare mechanische overbelasting bepaald door hun kantelende elektromagnetische moment, waarna deze elektromotoren stoppen.
Het product van de maximale koppels met betrekking tot de nominale waarde moet 1,8 zijn voor driefasige asynchrone motoren met sleepringen en minimaal 1,65 voor dezelfde kooiankermotoren. Het veelvoud van het maximale koppel van een synchrone elektromotor moet ook minimaal 1,65 zijn bij nominale spanning, frequentie en bekrachtigingsstroom, met een arbeidsfactor van 0,9 (bij voorstroom).
In de praktijk hebben asynchrone en synchrone elektromotoren een mechanische overbelastingscapaciteit van maximaal 2-2,5, en bij sommige speciale elektromotoren neemt deze waarde toe tot 3-3,5.
De toegestane overbelasting van gelijkstroommotoren wordt bepaald door de bedrijfsomstandigheden en is volgens GOST van 2 tot 4 per koppel, de ondergrens is van toepassing op elektromotoren met parallelle bekrachtiging en de bovengrens op elektromotoren met seriebekrachtiging.
Als de voedings- en distributienetwerken gevoelig zijn voor de belasting, moet de mechanische overbelastingscapaciteit worden gecontroleerd, rekening houdend met de spanningsverliezen in de netwerken.
Voor asynchrone kortsluit- en synchrone elektromotoren moet het veelvoud van het startkoppel minimaal 0,9 zijn (ten opzichte van nominaal).
In feite is de aanvankelijke koppelvermenigvuldiger in elektromotoren met dubbele eekhoorncellen en elektromotoren met diepe groeven veel hoger en bereikt deze 2-2,4.
Bij het kiezen van het vermogen van de elektromotor moet er rekening mee worden gehouden dat de schakelfrequentie van invloed is op de opwarming van de elektromotoren.De toegestane schakelfrequentie is afhankelijk van de normale slip, het koppel van het rotorvliegwiel en de frequentie van de inschakelstroom.
Asynchrone elektromotoren van normale typen laten geen belasting toe van 400 tot 1000, en elektromotoren met verhoogde slip - van 1100 tot 2700 starts per uur. Bij starten onder belasting wordt het toegestane aantal starts aanzienlijk verminderd.
De startstroom van elektromotoren met een eekhoornrotor is groot, en deze omstandigheid in de omstandigheden van frequente starts en vooral met een langere acceleratietijd is belangrijk.
In tegenstelling tot elektromotoren met een faserotor, waarbij een deel van de tijdens het starten gegenereerde warmte wordt vrijgegeven in de reostaat, d.w.z. buiten de machine, in kooiankermotoren, komt alle warmte vrij in de machine zelf, waardoor deze meer opwarmt. Daarom moet bij de keuze van het vermogen van deze elektromotoren rekening worden gehouden met de verwarming tijdens meerdere starts.