Recenze

ZÁKLADY VÝPOČTU VÝKONU A VÝBĚR TYPU ELEKTROMOTORU – Teorie elektrických pohonů

Podle podmínek prostředí jsou motory vyráběny v těchto klimatických verzích: U, UHL, T, M, OM (pro mírné, mírné a studené, tropické a mořské klima).

Podle stupně ochrany personálu před kontaktem s živými a pohyblivými částmi a vniknutím cizích těles do stroje a také podle stupně ochrany před vniknutím vody do stroje se vyrábí v následujících provedeních:

• IP00 – otevřený elektrický stroj, bez zvláštní ochrany;
• IP 10, IP20 – stroj chráněný před dotykem a cizími předměty;
• IP11—IP43 – stroj je chráněn před kapkami vody, dotykem a cizími předměty;
• IP44—IP54 – uzavřený stroj, chráněný před postříkáním, dotykem a cizími předměty;
• IP55—IP58 – uzavřené stroje, chráněné proti tryskající vodě (IP55) a pronikání vody dovnitř při neomezeném ponoření do vody (IP58).

Kromě toho vyrábí stroje pro práci ve výbušném prostředí a speciálních podmínkách prostředí.

Podle způsobu chlazení se motory dělí na stroje s přirozeným chlazením, vlastní ventilací, s ventilátorem na hřídeli motoru (chráněné nebo uzavřené) a s nezávislým větráním.

Pro elektrické pohony určené pro provoz v dynamických režimech (cyklické mechanismy, servopohony atd.) mají tendenci volit motor se sníženým momentem setrvačnosti rotoru (kotvy). Pro takové podmínky se vyrábějí motory s nízkou setrvačností. U strojů s kinematikou klikové ojnice se používají motory se zvýšeným momentem setrvačnosti. Pro elektrické pohony pracující v přerušovaném režimu a za nepříznivých provozních podmínek spojených s mechanickým zatížením, vystavením vysoké vlhkosti, teplotě apod. se vyrábí motory speciální konstrukce – motory jeřábové hutní řady.

Při volbě jmenovitých parametrů elektropohonu vyvstává úkol zvolit hodnotu převodového koeficientu převodovky (nebo jiné převodovky) spojující hřídel elektromotoru se strojem RO. Synchronní a asynchronní motory se vyrábějí s vysokými otáčkami (synchronní otáčky jsou obvykle 3000, 1500, 1000, 750, 600 ot./min.), zatímco otáčky RO jsou obvykle požadovány mnohem nižší. Pro snížení otáček a odpovídající zvýšení točivého momentu na RO hřídeli je nutné použít redukční převod (převodovku).

Je třeba mít na paměti, že hmotnost a celkové rozměry elektromotoru (tedy jeho náklady) nejsou určeny jeho jmenovitým výkonem, ale jmenovitým točivým momentem:

Jmenovitý točivý moment motoru je úměrný objemu aktivních částí elektrického stroje a hodnotám elektrického a elektromagnetického zatížení akceptovaným pro tento stroj: přípustná proudová hustota, A/mm 2, ve vinutí А a indukce v magnetickém obvodu V, T, tzn. _н = 2, kde D a / – průměr a délka aktivní

díly rotoru motoru.

Lze přibližně předpokládat, že celkové rozměry a hmotnost aktivních částí motoru jsou úměrné jmenovitému točivému momentu. Například motor s jmenovitými otáčkami (asynchronní) 750 ot./min bude přibližně 4krát větší (co se týče aktivních částí) a dražší než motor o stejném výkonu, ale s jmenovitými otáčkami (synchronní) 3000 ot./min. .

Na základě toho byste si při určování kinematického schématu pohonu měli vybrat, čemu dáte přednost: elektromotoru menší hmotnosti a menších celkových rozměrů, ale s převodovkou s velkým převodovým poměrem, nebo celkově většímu elektromotoru rozměry a hmotnost v kombinaci s jednodušší převodovkou s menším převodovým poměrem nebo se zcela obejdou bez mechanické převodovky. Volba se provádí na základě technických a ekonomických úvah a pohodlnosti konstrukce pracovního stroje jako celku.

Přečtěte si více

Je možné tvarovat korunu lípy? Odpovědi na otázku: 23

Pro elektropohony nízkého a středního výkonu (do 200 kW) zpravidla pomocí ozubených elektropohonů. Moderním konstrukčním řešením je použití převodových motorů, u kterých jsou elektromotor a převodovka spojeny do jednoho konstrukčního celku.

Výkon hnacího motoru se vypočítává hlavně na základě tří podmínek:

? zahřívání motoru během provozu by nemělo překročit hodnotu povolenou pro tuto třídu izolace;
? přetížitelnost motoru musí být dostatečná pro zajištění krátkodobých maximálních hodnot točivého momentu, určených zpravidla režimem dynamického rozjezdu nebo brzdění;
? u hnacích mechanismů s velkým momentem setrvačnosti nebo u mechanismů s velkým počtem startů za hodinu by rozběhové ztráty v motoru neměly vést k přehřátí rotoru.

Podkladem pro výběr elektropohonu a výpočet jeho výkonu jsou zátěžové diagramy a diagram otáček (tachogram) (obr. 8.2). Zátěžový diagram výrobního mechanismu nazvěme závislost momentu odporu proti pohybu redukovaného na hřídel motoru М_с (statický točivý moment) v závislosti na čase М_с =/(/)• Tento diagram je vypočítán na základě dat charakterizujících provoz stroje (mechanismu).

Obr. 8.2. Zátěžové diagramy a tachogram: a – diagram zatížení mechanismu; b—tachogram; в — graf dynamického točivého momentu; d—zátěžový diagram elektrického pohonu; t, t, t, t – doba zrychlení, ustáleného pohybu, brzdění a pauzy;

C-M₃ — točivé momenty motoru při zrychlování, ustáleném pohybu a brzdění

Zátěžový diagram elektrického pohonu je závislost momentu vyvinutého motorem na čase. Vypočítá se jako algebraický součet statických a dynamických momentů M = M_с + М_děkan =/(?). Tachogram je závislost otáček RO stroje nebo hřídele motoru na čase с = /(/).

Skutečné diagramy zatížení se mohou výrazně lišit od vypočítaných. Je to způsobeno různým zatížením strojů, zkušenostmi řidiče a mnoha dalšími faktory. Vždy je však možné identifikovat nejpravděpodobnější výrobní cykly mechanismu, podle kterých by se měl výkon elektropohonu počítat.

Výpočet výkonu motoru pro dlouhodobý provoz. na konstantní zátěž (viz obr. 17.3, ) určuje se výkon P_с nebo moment M_с mechanismy přivedené na hřídel motoru a z katalogu je vybrán motor s nejbližším jmenovitým výkonem Р_н > Р_с.

Pro těžké startovací podmínky se kontroluje hodnota startovacího momentu motoru tak, aby přesáhla moment odporu mechanismu. Startovací moment:

kde A. je násobek rozběhového momentu motoru, vybraný z katalogu.

na dlouhodobé proměnlivé zatížení (viz obr. 17.3, b) jmenovitý výkon motoru se stanoví metodou průměrných ztrát, nebo metodou ekvivalentních veličin (výkon, moment nebo proud).

Výpočet výkonu motoru metodou průměrných ztrát. Metoda je založena na předpokladu, že pokud jsou jmenovité ztráty motoru stejné, AR_н a průměrné ztráty zjištěné ze zátěžového diagramu, teplota motoru nepřekročí přípustné:

1. Průměrný výkon zátěže je určen:

2. Je předvolen motor se jmenovitým výkonem Р_н. V tomto případě,

3. Stanoví se jmenovité ztráty zvoleného motoru:

4. Určeno z diagramu ztrát DR_Ь AR₂, AR“:

Přečtěte si více

Jak zastřihnout pokojový ibišek: kdy zastřihnout pokojovou rostlinu a jak to udělat správně, stejně jako tvorba koruny na jaře a péče v bytě ruského farmáře

kde d)„ je účinnost odpovídající výkonu Р_п a v závislosti na zatížení motoru, tzn. k = P_п/P_н,

kde а – poměr konstantních ztrát v motoru k jmenovitým.

5. Průměrné ztráty se určí z diagramu:

6. Kontroluje se podmínka rovnosti průměrných a nominálních ztrát. Pokud se liší o více než 10 %, vyberte jiný motor a výpočet opakujte.

Výpočet výkonu motoru metodou ekvivalentních veličin.

Metoda je založena na konceptu střední kvadratické hodnoty nebo ekvivalentu proudu (výkon, točivý moment). Proměnlivé ztráty v motoru jsou úměrné druhé mocnině zatěžovacího proudu. Ekvivalentní konstantní proud je proud, který vytváří stejné ztráty v motoru jako skutečný proud zátěže, který se v čase mění.

1. Určete hodnotu ekvivalentního proudu:

Podle katalogu vyberte motor, jehož jmenovitý proud je roven nebo mírně větší 1. patro

Motor je kontrolován na přetížitelnost: poměr nejvyššího momentu odporu k jmenovitému by neměl překročit přípustnou hodnotu uvedenou v katalozích (viz kap. 6 a 7).

Pokud jsou výkon a točivý moment motoru úměrné velikosti proudu, pak pro výpočet můžete použít výrazy pro ekvivalentní výkon

nebo ekvivalentní okamžik

Výpočet výkonu motoru pro přerušovaný a krátkodobý provozní režim. Přerušovaný provozní režim (viz obr. 17.4, b). Pořadí výpočtu je následující.

1. Pomocí diagramu zatížení určete průměrný výkon P_ženatý.
2. Vyberte motor, jehož jmenovitý výkon není menší než průměrný výkon.
3. Určete ekvivalentní výkon Р_э (nebo M_э).
4. Ekvivalentní výkon (moment, proud) se přepočítá na nejbližší standardní hodnotu pracovního cyklu_nom:

Z katalogu vyberte motor se jmenovitým výkonem P_н na PV_nom takže R_н > R.

Vybraný motor je zkontrolován na přetížitelnost.

Krátkodobý provoz (viz obr. 17.4, a). Pro tento režim se používají motory jeřábového typu s dobou trvání 15, 30, 60 a 90 minut, pro které jsou uvedeny odpovídající jmenovité výkony. Výkon motoru se určuje metodou ekvivalentních veličin.

V tomto režimu lze použít i motory určené pro dlouhodobý provoz. Motor je zvolen se sníženým výkonem. V důsledku toho může proud motoru během provozu v tomto režimu výrazně překročit jmenovitý proud, ale nárůst teploty by v tomto případě neměl být větší než přípustný: