Alegerea motorului electric

Condiții pentru alegerea unui motor electric

Alegerea unuia dintre tipurile de motoare electrice din catalog este considerată corectă dacă sunt îndeplinite următoarele condiții:

a) corespondența cea mai completă a motorului electric cu mașina de lucru (acționare) din punct de vedere al proprietăților mecanice. Aceasta înseamnă că motorul electric trebuie să aibă o astfel de caracteristică mecanică încât să poată asigura motorului valorile necesare de viteză și accelerație atât în ​​timpul funcționării, cât și la pornire;

b) utilizarea maximă a puterii motorului electric în timpul funcționării. Temperatura tuturor părților active ale motorului electric în cele mai severe moduri de funcționare ar trebui să fie cât mai apropiată de temperatura de încălzire determinată de norme, dar să nu o depășească;

c) compatibilitatea motorului electric cu motorul și condițiile de mediu din punct de vedere al proiectării;

d) conformitatea motorului electric cu parametrii rețelei sale de putere.

Pentru a alege un motor electric, sunt necesare următoarele date inițiale:

a) denumirea și tipul mecanismului;

b) puterea maximă a arborelui de antrenare a mecanismului, dacă modul de funcționare este continuu și sarcina este constantă, iar în alte cazuri - grafice ale modificărilor puterii sau momentului de rezistență în funcție de timp;

c) viteza de rotație a arborelui de antrenare al mecanismului;

d) modalitatea de articulare a mecanismului cu arborele motorului electric (în prezența angrenajelor se indică tipul transmisiei și raportul de transmisie);

e) mărimea cuplului inițial care trebuie asigurat de motorul electric pe arborele de antrenare al mecanismului;

(f) limitele de control al vitezei ale mecanismului de antrenare, indicând valorile superioare și inferioare ale vitezei și valorile corespunzătoare de putere și cuplu;

(g) natura și calitatea (netezimea, gradația) controlului de viteză necesar;

(h) frecvența de pornire sau de cuplare a conducerii în decurs de o oră; i) caracteristicile mediului.

Selectarea unui motor electric pe baza tuturor condițiilor se efectuează conform datelor din catalog.

Pentru mecanismele larg răspândite, selecția unui motor electric este mult simplificată datorită datelor conținute în informațiile relevante ale producătorilor și se reduce la specificarea tipului de motor electric în raport cu parametrii rețelei și natura mediului. .

Alegerea motoarelor electrice după putere

Alegerea puterii motorului electric trebuie făcută în funcție de natura sarcinilor de pe mașina de lucru. Acest caracter este evaluat pe două motive:

a) în funcție de modul nominal de funcționare;

b) prin modificări ale cantităţii de energie consumată.

Se disting următoarele moduri de funcționare:

a) lung (lung), când perioada de lucru este atât de lungă încât încălzirea motorului electric atinge valoarea stabilă (de exemplu, pentru pompe, benzi transportoare, ventilatoare etc.);

b) pe termen scurt, când durata perioadei de funcționare este insuficientă pentru ca motorul electric să atingă temperatura de încălzire corespunzătoare sarcinii date, iar perioadele de oprire, dimpotrivă, sunt suficiente pentru a răci motorul electric la temperatura ambiantă. . Motoarele electrice cu o mare varietate de mecanisme pot funcționa în acest mod;

c) cu întreruperi - cu un ciclu de funcționare relativ de 15, 25, 40 și 60% cu o durată a unui ciclu care nu depășește 10 minute (de exemplu, pentru macarale, unele mașini de tăiat metale, motoare-generatoare de sudare cu o singură stație, etc.).

În funcție de modificările valorii consumului de energie, următoarele cazuri diferă:

a) sarcină constantă atunci când cantitatea de putere consumată în timpul funcționării este constantă sau are ușoare abateri de la valoarea medie, cum ar fi pentru pompe centrifuge, ventilatoare, compresoare cu debit constant de aer etc.;

b) sarcină variabilă, când cantitatea de putere consumată se modifică periodic, cum ar fi pentru excavatoare, macarale, unele mașini de tăiat metale etc.;

c) sarcină pulsatorie atunci când cantitatea de putere consumată se modifică continuu, cum ar fi pompe cu piston, concasoare cu fălci, site etc.

Puterea motorului trebuie să îndeplinească trei condiții:

a) încălzire normală în timpul funcționării;

b) capacitate de suprasarcină suficientă;

c) cuplu de pornire suficient.

Toate motoarele electrice sunt clasificate în două grupe principale:

a) pentru muncă pe termen lung (fără limitarea duratei de includere);

b) pentru funcționare intermitentă cu timpi de comutare de 15, 25, 40 și 60%.

Pentru primul grup, cataloagele și pașapoartele arată puterea continuă pe care o poate dezvolta motorul electric pentru o perioadă lungă de timp nedeterminată, pentru a doua grupă — puterea pe care o poate dezvolta motorul electric, lucrând intermitent pentru o perioadă lungă de timp arbitrară cu o anumită rotație. -dupa durata.

Selectat corect în toate cazurile este considerat un astfel de motor electric, care, lucrând cu sarcina conform programului determinat de mașina de lucru, atinge încălzirea totală admisă a tuturor părților sale. Alegerea motoarelor electrice cu așa-numitele „Rezerva de putere”, bazată pe cea mai mare sarcină posibilă conform programului, duce la subutilizarea motorului electric și, prin urmare, la creșterea costurilor de capital și a costurilor de exploatare datorită factorilor de putere și eficienței reduse.

Creșterea excesivă a puterii motorului poate duce, de asemenea, la smucituri în timpul accelerației.

Dacă motorul electric trebuie să funcționeze mult timp cu o sarcină constantă sau ușor în schimbare, atunci determinarea puterii sale nu este dificilă și se efectuează conform formulelor care includ de obicei coeficienți empilici.

Este mult mai dificil să alegeți puterea motoarelor electrice în alte moduri de funcționare.

Sarcina pe termen scurt se caracterizează prin faptul că perioadele de includere sunt scurte, iar pauzele sunt suficiente pentru răcirea completă a motorului electric. În acest caz, se presupune că sarcina motorului electric în timpul perioadelor de comutare rămâne constantă sau aproape constantă.

Pentru ca motorul electric să fie utilizat corect pentru încălzire în acest mod, este necesar să îl alegeți astfel încât puterea sa continuă (indicată în cataloage) să fie mai mică decât puterea corespunzătoare sarcinii de scurtă durată, adică. motorul electric are o suprasarcină termică în perioadele de funcționare pe termen scurt.

Dacă perioadele de funcționare ale motorului electric sunt semnificativ mai mici decât timpul necesar pentru încălzirea sa completă, dar pauzele dintre perioadele de pornire sunt semnificativ mai scurte decât timpul de răcire completă, atunci există încărcare repetată pe termen scurt.

În practică, ar trebui să se distingă două tipuri de astfel de lucrări:

a) sarcina în timpul perioadei de funcționare este constantă ca mărime și, prin urmare, graficul său este reprezentat cu dreptunghiuri alternând cu pauze;

b) sarcina in timpul perioadei de lucru se modifica dupa o lege mai mult sau mai putin complexa.

În ambele cazuri, problema alegerii unui motor electric din punct de vedere al puterii poate fi rezolvată atât analitic, cât și grafic. Ambele metode sunt destul de complicate, așa că se recomandă o metodă simplificată de mărime echivalentă, care include trei metode:

a) curent rms;

b) puterea pătratică medie;

(c) momentul pătrat mediu.

Verificarea capacitatii de suprasarcina mecanica a motorului electric

După selectarea puterii motorului electric în funcție de condițiile de încălzire, este necesar să se verifice capacitatea de suprasarcină mecanică a motorului electric, adică să se asigure că cuplul maxim de sarcină conform programului în timpul funcționării și cuplul de pornire nu vor depășește momentul maxim al valorii cuplului conform catalogului.

La motoarele electrice asincrone si sincrone, valoarea suprasarcinii mecanice admise este determinata de momentul lor electromagnetic de rasturnare, la atingerea caruia se opresc aceste motoare electrice.

Produsul cuplurilor maxime în raport cu puterea nominală ar trebui să fie 1,8 pentru motoarele asincrone trifazate cu inele colectoare și cel puțin 1,65 pentru aceleași motoare cu colivie. Multiplul cuplului maxim al unui motor electric sincron trebuie să fie, de asemenea, de cel puțin 1,65 la tensiunea nominală, frecvența și curentul de excitație, cu un factor de putere de 0,9 (la curentul de conducere).

Practic, motoarele electrice asincrone și sincrone au o capacitate de suprasarcină mecanică de până la 2-2,5, iar la unele motoare electrice speciale această valoare crește la 3-3,5.

Suprasarcina admisibilă a motoarelor de curent continuu este determinată de condițiile de funcționare și conform GOST este de la 2 la 4 per cuplu, limita inferioară se aplică motoarelor electrice cu excitație paralelă, iar limita superioară motoarelor electrice cu excitație în serie.

Dacă rețelele de alimentare și distribuție sunt sensibile la sarcină, atunci trebuie verificată capacitatea mecanică de suprasarcină, ținând cont de pierderile de tensiune din rețele.

Pentru motoarele electrice asincrone în scurtcircuit și sincrone, cuplul de pornire multiplu trebuie să fie de cel puțin 0,9 (față de nominal).

De fapt, multiplicatorul inițial de cuplu în motoarele electrice cu celulă dublă și cu canelură adâncă este mult mai mare și ajunge la 2-2,4.

Atunci când alegeți puterea motorului electric, trebuie luat în considerare faptul că frecvența de comutare afectează încălzirea motoarelor electrice.Frecvența de comutare admisă depinde de alunecarea normală, de cuplul volantului rotorului și de frecvența curentului de pornire.

Motoarele electrice asincrone de tipuri normale nu permit o sarcină de la 400 la 1000, iar motoarele electrice cu alunecare crescută - de la 1100 la 2700 porniri pe oră. La pornirea sub sarcină, numărul permis de porniri este redus semnificativ.

Curentul de pornire al motoarelor electrice cu rotor cu colivie este mare, iar această împrejurare în condițiile pornirilor frecvente și mai ales cu timp de accelerație crescut este importantă.

Spre deosebire de motoarele electrice cu rotor de fază, în care o parte din căldura generată în timpul pornirii este eliberată în reostat, adică în afara mașinii, în motoarele cu colivie, toată căldura este eliberată în mașină în sine, ceea ce determină o încălzire crescută a acesteia. Prin urmare, alegerea puterii acestor motoare electrice trebuie facuta tinand cont de incalzirea in timpul pornirilor multiple.