Elecció del motor elèctric
Condicions per triar un motor elèctric
L'elecció d'un dels tipus de motors elèctrics del catàleg es considera correcta si es compleixen les condicions següents:
a) la correspondència més completa del motor elèctric amb la màquina de treball (accionament) pel que fa a les propietats mecàniques. Això vol dir que el motor elèctric ha de tenir una característica mecànica tal que pugui proporcionar a l'accionament els valors necessaris de velocitat i acceleració tant durant el funcionament com en la posada en marxa;
b) Aprofitament màxim de la potència del motor elèctric durant el funcionament. La temperatura de totes les parts actives del motor elèctric en els modes de funcionament més greus ha d'estar el més propera possible a la temperatura de calefacció determinada per les normes, però no superar-la;
c) compatibilitat del motor elèctric amb l'accionament i les condicions ambientals pel que fa al disseny;
d) Compliment del motor elèctric amb els paràmetres de la seva xarxa elèctrica.
a) el nom i el tipus de mecanisme;
b) la potència màxima de l'eix motriu del mecanisme, si el mode de funcionament és continu i la càrrega és constant, i en altres casos - gràfics de canvis de potència o moment de resistència en funció del temps;
c) la velocitat de gir de l'eix motriu del mecanisme;
d) el mètode d'articulació del mecanisme amb l'eix del motor elèctric (en presència d'engranatges, s'indiquen el tipus de transmissió i la relació de transmissió);
e) la magnitud del parell inicial que ha de proporcionar el motor elèctric a l'eix motriu del mecanisme;
(f) els límits de control de velocitat del mecanisme d'accionament, mostrant els valors de velocitat superior i inferior i els valors de potència i parell corresponents;
g) la naturalesa i la qualitat (suavitat, gradació) del control de velocitat requerit;
(h) freqüència d'arrencada o activació de la unitat en una hora; i) característiques ambientals.
La selecció d'un motor elèctric tenint en compte totes les condicions es realitza segons les dades del catàleg.
Per a mecanismes generalitzats, la selecció d'un motor elèctric es simplifica molt a causa de les dades contingudes a la informació rellevant dels fabricants, i es redueix a especificar el tipus de motor elèctric en relació amb els paràmetres de la xarxa i la naturalesa de l'entorn. .
Selecció de motors elèctrics per potència
a) segons el mode nominal de funcionament;
b) mitjançant canvis en la quantitat d'energia consumida.
Es distingeixen els següents modes de funcionament:
a) llarg (llarg), quan el període de treball és tan llarg que escalfament del motor elèctric arriba al seu valor estable (per exemple, per a bombes, cintes transportadores, ventiladors, etc.);
b) a curt termini, quan la durada del període de funcionament és insuficient perquè el motor elèctric assoleixi la temperatura d'escalfament corresponent a la càrrega donada, i els períodes d'aturada, per contra, són suficients per refredar el motor elèctric a la temperatura ambient. . Els motors elèctrics amb una gran varietat de mecanismes poden funcionar en aquest mode;
c) amb interrupcions: amb un cicle de treball relatiu del 15, 25, 40 i 60% amb una durada d'un cicle no superior a 10 minuts (per exemple, per a grues, algunes màquines de tall de metalls, motors-generadors de soldadura d'una sola estació, etc.).
En funció dels canvis en el valor del consum d'energia, es diferencien els casos següents:
a) càrrega constant quan la quantitat d'energia consumida durant el funcionament és constant o té lleugeres desviacions del valor mitjà, com ara bombes centrífugues, ventiladors, compressors de flux d'aire constant, etc.;
b) càrrega variable, quan la quantitat d'energia consumida canvia periòdicament, com ara per a excavadores, grues, algunes màquines de tall de metalls, etc.;
c) Càrrega pulsante quan la quantitat d'energia consumida canvia contínuament, com ara bombes alternatives, trituradores de mandíbules, pantalles, etc.
La potència del motor ha de complir tres condicions:
b) capacitat de sobrecàrrega suficient;
c) parell d'arrencada suficient.
Tots els motors elèctrics es classifiquen en dos grans grups:
a) per a treballs de llarga durada (sense limitació de la durada de la inclusió);
b) per al funcionament intermitent amb temps de commutació del 15, 25, 40 i 60%.
Per al primer grup, els catàlegs i passaports mostren la potència contínua que pot desenvolupar el motor elèctric durant un temps indefinit, per al segon grup: la potència que pot desenvolupar el motor elèctric, treballant de manera intermitent durant un temps arbitrari i amb un cert gir. -per durada.
En tots els casos, es considera correctament seleccionat un motor elèctric que, treballant amb la càrrega segons el calendari determinat per la màquina de treball, arriba a l'escalfament total admissible de totes les seves parts. L'elecció de motors elèctrics amb els anomenats La "reserva d'energia", basada en la càrrega més gran possible segons el calendari, comporta una infrautilització del motor elèctric i, per tant, un augment dels costos de capital i els costos d'explotació a causa de la reducció dels factors de potència i l'eficiència.
L'augment excessiu de la potència del motor també pot provocar sacsejades durant l'acceleració.
Si el motor elèctric ha de funcionar durant molt de temps amb una càrrega constant o lleugerament variable, determinar la seva potència no és difícil i es realitza segons fórmules que solen incloure coeficients empírics.
És molt més difícil triar la potència dels motors elèctrics en altres modes de funcionament.
La càrrega a curt termini es caracteritza pel fet que els períodes d'inclusió són curts i les pauses són suficients per al refredament complet del motor elèctric. En aquest cas, s'assumeix que la càrrega del motor elèctric durant els períodes de commutació es manté constant o gairebé constant.
Perquè el motor elèctric s'utilitzi correctament per a la calefacció en aquesta modalitat, cal triar-lo de manera que la seva potència contínua (indicada als catàlegs) sigui inferior a la potència corresponent a la càrrega a curt termini, és a dir. el motor elèctric té una sobrecàrrega tèrmica durant els períodes de funcionament a curt termini.
Si els períodes de funcionament del motor elèctric són significativament inferiors al temps necessari per al seu escalfament complet, però les pauses entre els períodes d'encesa són significativament més curtes que el temps de refredament complet, hi ha una càrrega repetida a curt termini.
A la pràctica, s'han de distingir dos tipus de treballs d'aquest tipus:
a) la càrrega durant el període de funcionament és constant en magnitud i, per tant, la seva gràfica es representa amb rectangles alternant amb pauses;
b) la càrrega durant el període de treball varia segons una llei més o menys complexa.
En ambdós casos, el problema de triar un motor elèctric en termes de potència es pot resoldre tant analíticament com gràficament. Tots dos mètodes són força complicats, per la qual cosa es recomana un mètode simplificat de magnitud equivalent, que inclou tres mètodes:
a) corrent rms;
b) potència quadrada mitjana;
(c) Moment quadrat mitjà.
Comprovació de la capacitat de sobrecàrrega mecànica del motor elèctric
Després de seleccionar la potència del motor elèctric segons les condicions de calefacció, cal comprovar la capacitat de sobrecàrrega mecànica del motor elèctric, és a dir, assegurar-se que el parell de càrrega màxim segons el programa durant el funcionament i el parell d'arrencada no superar el valor de parell màxim moment segons el catàleg.
En els motors elèctrics asíncrons i síncrons, el valor de la sobrecàrrega mecànica permesa ve determinat pel seu moment electromagnètic de bolcada, en arribar al qual aquests motors elèctrics s'aturen.
El producte dels parells màxims respecte al valor nominal hauria de ser 1,8 per als motors asíncrons trifàsics amb anells de deslizament i almenys 1,65 per als mateixos motors de gàbia d'esquirol. El múltiple del parell màxim d'un motor elèctric síncron també ha de ser com a mínim 1,65 a la tensió nominal, la freqüència i el corrent d'excitació, amb un factor de potència de 0,9 (en corrent d'inici).
Pràcticament, els motors elèctrics asíncrons i síncrons tenen una capacitat de sobrecàrrega mecànica de fins a 2-2,5, i en alguns motors elèctrics especials aquest valor augmenta fins a 3-3,5.
La sobrecàrrega admissible dels motors de corrent continu està determinada per les condicions de funcionament i, segons GOST, és de 2 a 4 per parell, el límit inferior s'aplica als motors elèctrics amb excitació paral·lela i el límit superior als motors elèctrics amb excitació en sèrie.
Si les xarxes de subministrament i distribució són sensibles a la càrrega, cal comprovar la capacitat de sobrecàrrega mecànica tenint en compte les pèrdues de tensió a les xarxes.
Per als motors elèctrics síncrons de curtcircuit i síncrons, el múltiple de parell d'arrencada ha de ser com a mínim de 0,9 (relatiu al nominal).
De fet, el multiplicador de parell inicial en motors elèctrics de doble cel·la d'esquirol i ranura profunda és molt més alt i arriba a 2-2,4.
En triar la potència del motor elèctric, cal tenir en compte que la freqüència de commutació afecta l'escalfament dels motors elèctrics.La freqüència de commutació permesa depèn del lliscament normal, del parell del volant del rotor i de la freqüència del corrent d'entrada.
Els motors elèctrics asíncrons de tipus normal no permeten una càrrega de 400 a 1000, i els motors elèctrics amb major lliscament: de 1100 a 2700 arrencades per hora. Quan s'engega amb càrrega, el nombre d'arrencada admissible es redueix significativament.
El corrent d'arrencada dels motors elèctrics amb un rotor de gàbia d'esquirol és gran, i aquesta circumstància en condicions d'arrencada freqüent i sobretot amb un augment del temps d'acceleració és important.
A diferència dels motors elèctrics amb rotor de fase, en què part de la calor generada durant l'arrencada s'allibera al reòstat, és a dir. fora de la màquina, en els motors de gàbia d'esquirol, tota la calor s'allibera a la pròpia màquina, la qual cosa provoca un augment de l'escalfament. Per tant, l'elecció de la potència d'aquests motors elèctrics s'ha de fer tenint en compte l'escalfament durant múltiples arrencades.