Lựa chọn động cơ điện
Điều kiện chọn động cơ điện
Việc lựa chọn một trong các loại động cơ điện trong danh mục được coi là đúng nếu đáp ứng các điều kiện sau:
a) sự tương ứng đầy đủ nhất của động cơ điện với máy làm việc (truyền động) về các đặc tính cơ học. Điều này có nghĩa là động cơ điện phải có đặc tính cơ học sao cho nó có thể cung cấp cho truyền động các giá trị tốc độ và gia tốc cần thiết cả trong quá trình vận hành và khi khởi động;
b) sử dụng tối đa công suất của động cơ điện trong quá trình vận hành. Nhiệt độ của tất cả các bộ phận hoạt động của động cơ điện ở các chế độ vận hành khắc nghiệt nhất phải càng gần với nhiệt độ gia nhiệt được xác định theo định mức càng tốt, nhưng không được vượt quá nhiệt độ đó;
c) khả năng tương thích của động cơ điện với điều kiện truyền động và môi trường về mặt thiết kế;
d) sự tuân thủ của động cơ điện với các thông số của mạng điện.
a) tên và loại cơ chế;
b) công suất tối đa của trục truyền động của cơ cấu, nếu chế độ hoạt động liên tục và tải không đổi, và trong các trường hợp khác - đồ thị thay đổi công suất hoặc mômen cản dưới dạng hàm của thời gian;
c) tốc độ quay của trục truyền động của cơ cấu;
d) phương pháp khớp nối của cơ cấu với trục của động cơ điện (khi có bánh răng, loại hộp số và tỷ số truyền được chỉ định);
e) độ lớn của mô-men xoắn ban đầu phải được cung cấp bởi động cơ điện trên trục dẫn động của cơ cấu;
(f) các giới hạn kiểm soát tốc độ của cơ cấu truyền động, hiển thị các giá trị tốc độ trên và dưới và các giá trị công suất và mô-men xoắn tương ứng;
(g) bản chất và chất lượng (độ mịn, độ chuyển màu) của việc kiểm soát tốc độ theo yêu cầu;
(h) tần suất bắt đầu hoặc tham gia lái xe trong vòng một giờ; i) đặc điểm môi trường.
Việc lựa chọn một động cơ điện dựa trên việc xem xét tất cả các điều kiện được thực hiện theo dữ liệu danh mục.
Đối với các cơ chế phổ biến, việc lựa chọn động cơ điện được đơn giản hóa rất nhiều do dữ liệu có trong thông tin liên quan của nhà sản xuất và đi đến việc chỉ định loại động cơ điện liên quan đến các thông số của mạng và bản chất của môi trường .
Lựa chọn động cơ điện theo công suất
a) theo phương thức hoạt động danh định;
b) thông qua những thay đổi về lượng năng lượng tiêu thụ.
Các chế độ hoạt động sau đây được phân biệt:
a) dài (dài), khi thời gian làm việc dài đến mức sưởi ấm của động cơ điện đạt giá trị ổn định (ví dụ đối với máy bơm, băng tải, quạt, v.v...);
b) ngắn hạn, khi khoảng thời gian làm việc không đủ để động cơ điện đạt đến nhiệt độ gia nhiệt tương ứng với tải đã cho và ngược lại, thời gian tắt máy đủ để làm mát động cơ điện đến nhiệt độ môi trường . Động cơ điện với nhiều cơ chế khác nhau có thể hoạt động ở chế độ này;
c) bị gián đoạn - với chu kỳ làm việc tương đối là 15, 25, 40 và 60% với thời gian của một chu kỳ không quá 10 phút (ví dụ, đối với cần trục, một số máy cắt kim loại, máy phát điện động cơ hàn một trạm, vân vân.).
Tùy thuộc vào sự thay đổi của giá trị tiêu thụ năng lượng, các trường hợp sau đây sẽ khác nhau:
a) tải không đổi khi lượng điện năng tiêu thụ trong quá trình vận hành không đổi hoặc có sai lệch nhỏ so với giá trị trung bình, chẳng hạn như đối với bơm ly tâm, quạt, máy nén khí có lưu lượng không đổi, v.v...;
b) tải thay đổi, khi lượng điện năng tiêu thụ thay đổi định kỳ, chẳng hạn như đối với máy đào, cần trục, một số máy cắt kim loại, v.v...;
c) tải dao động khi lượng điện năng tiêu thụ thay đổi liên tục, chẳng hạn như máy bơm pittông, máy nghiền hàm, sàng lọc, v.v.
Công suất động cơ phải đáp ứng ba điều kiện:
b) đủ khả năng quá tải;
c) đủ mômen khởi động.
Tất cả các động cơ điện được phân thành hai nhóm chính:
a) cho công việc dài hạn (không giới hạn thời gian tham gia);
b) đối với vận hành gián đoạn với thời gian đóng cắt là 15, 25, 40 và 60%.
Đối với nhóm đầu tiên, các danh mục và hộ chiếu cho thấy sức mạnh liên tục mà động cơ điện có thể phát triển trong một thời gian dài không xác định, đối với nhóm thứ hai - sức mạnh mà động cơ điện có thể phát triển, hoạt động không liên tục trong một thời gian dài tùy ý với một lượt nhất định -theo thời lượng.
Một động cơ điện được chọn đúng trong mọi trường hợp được coi là động cơ điện hoạt động với tải theo lịch trình do máy làm việc xác định, đạt đến độ nóng cho phép của tất cả các bộ phận của nó. Sự lựa chọn của động cơ điện với cái gọi là "Dự trữ năng lượng", dựa trên tải lớn nhất có thể theo lịch trình, dẫn đến việc sử dụng không đúng mức động cơ điện, và do đó làm tăng chi phí vốn và chi phí vận hành do hệ số công suất và hiệu suất giảm.
Công suất động cơ tăng quá mức cũng có thể dẫn đến giật khi tăng tốc.
Nếu động cơ điện phải làm việc trong thời gian dài với tải không đổi hoặc ít thay đổi thì việc xác định công suất của nó không khó và được thực hiện theo các công thức thường bao gồm các hệ số thực nghiệm.
Việc lựa chọn công suất của động cơ điện trong các chế độ vận hành khác sẽ khó khăn hơn nhiều.
Tải ngắn hạn được đặc trưng bởi thực tế là thời gian bật ngắn và thời gian nghỉ đủ để làm mát hoàn toàn động cơ điện. Trong trường hợp này, giả định rằng tải trên động cơ điện trong các khoảng thời gian chuyển mạch không đổi hoặc gần như không đổi.
Để động cơ điện được sử dụng chính xác để sưởi ấm ở chế độ này, cần phải chọn nó sao cho công suất liên tục của nó (được chỉ định trong danh mục) nhỏ hơn công suất tương ứng với tải ngắn hạn, tức là. động cơ điện bị quá tải nhiệt trong thời gian hoạt động ngắn hạn.
Nếu thời gian hoạt động của động cơ điện ít hơn đáng kể so với thời gian cần thiết để làm nóng hoàn toàn động cơ, nhưng thời gian tạm dừng giữa các giai đoạn bật ngắn hơn đáng kể so với thời gian làm mát hoàn toàn, thì sẽ có tải ngắn hạn lặp lại.
Trong thực tế, hai loại công việc như vậy nên được phân biệt:
a) tải trong thời gian hoạt động có độ lớn không đổi, và do đó, biểu đồ của nó được mô tả bằng các hình chữ nhật xen kẽ với các khoảng dừng;
b) tải trọng trong thời gian làm việc thay đổi theo quy luật ít nhiều phức tạp.
Trong cả hai trường hợp, vấn đề chọn động cơ điện về mặt công suất có thể được giải quyết cả về mặt phân tích và đồ họa. Cả hai phương pháp đều khá phức tạp, vì vậy nên sử dụng phương pháp đơn giản hóa có độ lớn tương đương, bao gồm ba phương pháp:
a) dòng điện hiệu dụng;
b) lũy thừa trung bình bậc hai;
( c ) mômen vuông trung bình gốc.
Kiểm tra khả năng quá tải cơ của động cơ điện
Sau khi chọn công suất của động cơ điện theo các điều kiện làm nóng, cần kiểm tra khả năng quá tải cơ học của động cơ điện, nghĩa là đảm bảo rằng mô-men xoắn tải tối đa theo lịch trình trong quá trình vận hành và mô-men xoắn khởi động sẽ không. vượt quá giá trị momen xoắn lớn nhất theo catalog.
Trong các động cơ điện không đồng bộ và đồng bộ, giá trị của quá tải cơ học cho phép được xác định bởi mômen điện từ quay của chúng, khi đạt đến mức các động cơ điện này dừng lại.
Tích của các mô-men xoắn cực đại đối với định mức phải là 1,8 đối với động cơ không đồng bộ ba pha có vòng trượt và ít nhất là 1,65 đối với cùng loại động cơ lồng sóc. Bội số của mô-men xoắn cực đại của động cơ điện đồng bộ cũng phải ít nhất là 1,65 ở điện áp, tần số và dòng điện kích thích định mức, với hệ số công suất là 0,9 (ở dòng điện dẫn).
Trên thực tế, động cơ điện không đồng bộ và đồng bộ có khả năng quá tải cơ lên tới 2-2,5, ở một số động cơ điện đặc biệt giá trị này tăng lên 3-3,5.
Mức quá tải cho phép của động cơ DC được xác định bởi các điều kiện vận hành và theo GOST là từ 2 đến 4 trên mỗi mô-men xoắn, giới hạn dưới áp dụng cho động cơ điện có kích thích song song và giới hạn trên cho động cơ điện có kích thích nối tiếp.
Nếu mạng lưới cung cấp và phân phối nhạy cảm với tải, thì phải kiểm tra khả năng quá tải cơ học, có tính đến tổn thất điện áp trong mạng.
Đối với động cơ điện ngắn mạch và đồng bộ không đồng bộ, bội số mômen khởi động ít nhất phải bằng 0,9 (so với danh nghĩa).
Trên thực tế, hệ số nhân mô-men xoắn ban đầu ở động cơ điện tế bào lồng sóc kép và rãnh sâu cao hơn nhiều và đạt 2-2,4.
Khi chọn công suất của động cơ điện, cần tính đến việc tần số chuyển mạch ảnh hưởng đến việc làm nóng động cơ điện.Tần số chuyển mạch cho phép phụ thuộc vào độ trượt bình thường, mômen của bánh đà rôto và tần số của dòng khởi động.
Động cơ điện không đồng bộ loại bình thường không cho phép tải từ 400 đến 1000 và động cơ điện có độ trượt tăng - từ 1100 đến 2700 lần khởi động mỗi giờ. Khi khởi động dưới tải, số lần khởi động cho phép giảm đáng kể.
Dòng khởi động của động cơ điện có rôto lồng sóc lớn, và trường hợp này trong điều kiện khởi động thường xuyên và đặc biệt là với thời gian tăng tốc là rất quan trọng.
Không giống như động cơ điện có rôto pha, trong đó một phần nhiệt sinh ra trong quá trình khởi động được giải phóng trong bộ biến trở, tức là. bên ngoài máy, trong động cơ lồng sóc, toàn bộ nhiệt được giải phóng vào chính máy, khiến máy nóng lên. Do đó, việc lựa chọn công suất của các động cơ điện này phải được tính đến việc làm nóng trong nhiều lần khởi động.