Pemilihan motor listrik untuk peralatan dengan berbagai jenis beban dan mode operasi

Pemilihan motor listrik yang tepat untuk mekanisme produksi memastikan operasinya yang berkelanjutan dan andal selama masa pakai standar. Ini adalah proses yang sangat penting di mana banyak faktor dan kriteria yang berbeda harus dipertimbangkan. Salah satu faktor terpenting adalah pertimbangan sifat dan jenis beban.

Berikut ini semua kriteria yang perlu dipertimbangkan saat memilih: Bagaimana memilih motor listrik yang tepat

Saat memilih motor listrik untuk berbagai mesin, instalasi, dan mesin, perlu mempertimbangkan berbagai jenis beban, jenis karakteristik mekanis, sifat, dan durasi siklus kerja mekanisme ini.

Mengetahui bagaimana beban pada poros motor listrik yang dipilih akan berubah, dimungkinkan untuk secara akurat menentukan bagaimana kerugian daya akan berubah selama operasi, dan berkat ini, pilihlah motor listrik yang bekerja pada beban tertentu, tidak akan terlalu panas. . Suhu pemanasan maksimum isolasi motor listrik tidak akan melebihi nilai yang diizinkan selama seluruh siklus kerja.

Pemilihan mekanisme produksi motor listrik yang salah menyebabkan terganggunya proses produksi dan menyebabkan kerugian produk yang diproduksi dan tambahan biaya listrik.

Peralatan listrik dengan motor listrik harus sepenuhnya memenuhi persyaratan proses teknologi.

Pemilihan salah satu jenis katalog motor listrik dianggap tepat jika kondisi berikut terpenuhi:

• korespondensi paling lengkap dari motor listrik dengan mesin yang bekerja (mekanisme penggerak) dalam hal sifat mekanik. Ini berarti bahwa motor listrik harus memiliki karakteristik mekanis sedemikian rupa sehingga dapat memberikan penggerak dengan nilai kecepatan dan percepatan yang diperlukan dalam keadaan stasioner dan transien;

• penggunaan maksimum daya motor listrik di semua mode operasi. Suhu semua bagian aktif motor listrik dalam mode operasi paling parah harus sedekat mungkin dengan suhu pemanasan yang diizinkan, tetapi tidak melebihi itu;

• kompatibilitas motor listrik dengan penggerak dan kondisi lingkungan dalam hal desain;

• kesesuaian motor listrik dengan parameter catu daya.

Untuk memilih motor listrik, diperlukan data berikut:

• jenis dan nama mekanisme penggerak;

• daya poros maksimum, jika mode operasi kontinu dan beban konstan, dan dalam kasus lain, grafik perubahan daya atau momen hambatan poros sebagai fungsi waktu;

• frekuensi rotasi (atau rentang frekuensi rotasi) dari poros penggerak;

• metode artikulasi mekanisme penggerak dengan poros motor listrik (di hadapan transmisi kinematik, jenis transmisi dan rasio roda gigi ditunjukkan);

• jumlah torsi awal yang harus diberikan motor listrik ke poros penggerak;

• batas pengaturan kecepatan (nilai atas dan bawah serta nilai daya dan torsi yang sesuai);

• kualitas yang dibutuhkan (kelancaran, gradasi) kontrol kecepatan;

• frekuensi aktivasi drive dalam satu jam;

• karakteristik lingkungan luar.

Pemilihan motor listrik berdasarkan pertimbangan semua kondisi dan data nominal dilakukan sesuai katalog.

Kemungkinan mode operasi penggerak listrik dibedakan oleh variasi yang sangat besar dalam hal sifat dan durasi siklus, nilai beban, kondisi pendinginan, rasio kehilangan awal dan kelancaran, dll., Oleh karena itu produksi motor listrik untuk masing-masing kemungkinan mode pengoperasian penggerak listrik tidak masuk akal secara praktis.

Berdasarkan analisis mode nyata, kelas mode khusus diidentifikasi - mode nominal, yang untuknya mesin serial dirancang dan diproduksi.

Data yang terdapat pada paspor mesin listrik mengacu pada mode nominal tertentu dan disebut data nominal mesin listrik.

Pabrikan menjamin bahwa ketika motor listrik beroperasi dalam mode pengenal pada beban pengenal, itu digunakan sepenuhnya secara termal.

GOST saat ini menyediakan 8 mode nominal, yang menurut klasifikasi internasional memiliki simbol S1 — S8.

Tugas berkelanjutan S1 — pengoperasian mesin pada beban konstan untuk waktu yang cukup lama untuk mencapai suhu konstan semua bagiannya.

Tugas jangka pendek S2 - pengoperasian mesin pada beban konstan untuk waktu yang tidak cukup bagi semua bagian mesin untuk mencapai suhu yang disetel, diikuti dengan penghentian mesin untuk waktu yang cukup untuk mendinginkan mesin ke suhu tidak lebih dari 2 °C dari suhu sekitar. Untuk pekerjaan jangka pendek, lamanya waktu kerja adalah 15, 30, 60, 90 menit.

Tugas intermiten S3 — urutan siklus tugas identik, yang masing-masing mencakup waktu operasi beban terus menerus selama mesin tidak memanas hingga suhu yang disetel dan waktu parkir selama mesin tidak mendingin hingga suhu sekitar.

Dalam mode ini, siklus kerja sedemikian rupa sehingga arus masuk tidak secara signifikan mempengaruhi kenaikan suhu. Waktu siklus tidak cukup untuk mencapai kesetimbangan termal dan tidak melebihi 10 menit. Modus ini ditandai dengan nilai durasi inklusi dalam persentase:

Motor yang diproduksi oleh industri untuk mode operasi ini dicirikan oleh siklus kerja (PV), yang ditentukan oleh durasi satu siklus kerja.

di mana tp adalah waktu kerja mesin; tp — jeda waktu.

Nilai standar durasi inklusi: 15, 25, 40, 60% atau nilai relatif durasi masa kerja: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60. Untuk mode S3, data terukur hanya sesuai dengan siklus tugas tertentu dan mengacu pada periode tugas.

Mode S1 — S3 saat ini adalah yang utama, data nominalnya dimasukkan oleh pabrik kendaraan listrik lokal dalam katalog dan paspor mesin.

Baca selengkapnya di sini: Mode pengoperasian motor listrik

Untuk pemilihan motor yang masuk akal dalam hal daya, perlu diketahui bagaimana beban poros motor berubah dari waktu ke waktu, yang pada gilirannya memungkinkan untuk menilai sifat perubahan kerugian daya.

Selain itu, perlu ditetapkan bagaimana proses pemanasan mesin berlangsung akibat pelepasan kehilangan energi di dalamnya. Pendekatan ini memungkinkan Anda memilih motor sedemikian rupa sehingga suhu maksimum insulasi belitan tidak melebihi nilai yang diizinkan. Kondisi ini adalah salah satu yang utama untuk memastikan pengoperasian mesin yang andal selama masa pakainya.

Pemilihan tenaga motor listrik harus dilakukan sesuai dengan sifat beban pada mesin yang bekerja. Karakter ini dinilai berdasarkan dua alasan:

• sesuai dengan mode operasi nominal;

• melalui perubahan jumlah energi yang dikonsumsi.

Tenaga mesin harus memenuhi tiga syarat:

• pemanasan normal selama operasi;

• kapasitas kelebihan beban yang memadai;

• torsi awal yang cukup.

Pilihan motor listrik dengan apa yang disebut"Cadangan daya", berdasarkan beban terbesar yang mungkin sesuai dengan jadwal, menyebabkan motor listrik kurang dimanfaatkan, dan karenanya meningkatkan biaya modal dan biaya pengoperasian karena faktor daya dan efisiensi yang berkurang. Peningkatan tenaga mesin yang berlebihan juga dapat menyebabkan sentakan saat berakselerasi.

Jika motor listrik harus bekerja dalam waktu lama dengan beban konstan atau sedikit berubah, maka menentukan tenaganya tidak sulit dan dilakukan sesuai rumus. Jauh lebih sulit untuk memilih tenaga motor listrik dalam mode operasi lain.

Beban jangka pendek dicirikan oleh fakta bahwa periode inklusi pendek, dan jeda cukup untuk pendinginan lengkap motor listrik. Dalam hal ini, diasumsikan bahwa beban pada motor listrik selama periode peralihan tetap konstan atau hampir konstan.

Agar motor listrik dapat digunakan dengan benar untuk pemanasan dalam mode ini, perlu dipilih sehingga daya kontinunya (ditunjukkan dalam katalog) kurang dari daya yang sesuai dengan beban jangka pendek, mis. motor listrik mengalami kelebihan beban termal selama periode operasi jangka pendeknya...

Jika periode pengoperasian motor listrik secara signifikan kurang dari waktu yang diperlukan untuk pemanasan penuh, tetapi jeda antara periode pengaktifan secara signifikan lebih pendek daripada waktu pendinginan total, maka terjadi pemuatan jangka pendek yang berulang.

Perhitungan daya dan pemilihan motor untuk pengoperasian terus-menerus

Dengan beban poros yang konstan atau sedikit bervariasi, daya motor hanya boleh sedikit melebihi daya beban.Dalam hal ini, syaratnya harus dipenuhi

Pn ≥ P,

di mana Pn adalah daya mesin pengenal; P - beban daya. Memilih mesin berarti memilihnya dari katalog.

Pemilihan tenaga mesin untuk operasi berkelanjutan. Jika torsi dan tenaga mekanisme produksi tidak berubah, maka motor dengan daya nominal Pn sama dengan daya beban harus dipilih, dengan mempertimbangkan kerugian pada transmisi (gearbox):

Pn ≥ Pm /ηt, W

dimana ηt adalah efisiensi transmisi (gearbox).

Pada saat tertentu hambatan mekanisme penggerak Ms, N ∙ m dan frekuensi putaran poros keluaran gearbox n2, rpm

Pm = Mc ∙ ω2, W

di mana ω2 = 2π ∙ n2 / 60, rad / s

Untuk beberapa mekanisme produksi yang beroperasi dalam mode kontinyu dengan momen resistansi poros yang konstan, ada rumus perkiraan untuk menentukan daya motor.

Perhitungan daya dan pemilihan motor untuk beban jangka pendek

Motor untuk operasi penggerak listrik jangka pendek dipilih sesuai dengan daya pengenalnya, yang harus sama dengan daya beban, dengan mempertimbangkan durasi operasi. Nilai standar yang diperbolehkan untuk mesin yang diproduksi oleh industri untuk operasi jangka pendek adalah 10, 30, 60, 90 menit.

Dengan tidak adanya motor tugas intermiten, motor tugas intermiten dapat dipasang. Dalam hal ini, waktu berjalan 30 menit sesuai dengan siklus kerja = 15%, 60 menit sesuai dengan siklus kerja = 25%, dan 90 menit sesuai dengan siklus kerja = 40%.Sebagai upaya terakhir, dimungkinkan untuk menggunakan motor untuk operasi berkelanjutan dengan Pn < P dan selanjutnya memeriksa kondisi termal.

Perhitungan daya dan pemilihan motor untuk beban terputus-putus

Untuk penggerak listrik yang beroperasi dalam mode terputus-putus, daya motor dihitung menggunakan metode kerugian rata-rata atau nilai yang setara. Metode pertama lebih akurat, tetapi lebih padat karya. Lebih mudah menggunakan metode nilai ekuivalen Bergantung pada jadwal beban yang diberikan P = f (t), M = f (t), I = f (t), nilai kuadrat rata-rata ditentukan, yaitu disebut setara.

Daya setara adalah daya RMS dari diagram beban

dimana t1, t2, …, tk — interval waktu di mana daya beban masing-masing sama dengan P1, P2, …, Pk.

Menurut katalog, untuk nilai Reqv dan PV yang diperoleh, daya pengenal motor dipilih dari kondisi Pn ≥ REKV.

Jika diagram M = f (t) diberikan, maka momen ekuivalen

dan kekuatan setara pada kecepatan n diberikan oleh ekspresi

Req = Meq • n / 9550 (kW).

Jika diagram I = f (t) diberikan, arus ekuivalen pemanasan

Nilai PVr yang dihitung seringkali berbeda dari nilai standar, oleh karena itu nilai PVr yang diperoleh dibulatkan ke nilai standar terdekat, atau daya yang setara dihitung ulang menggunakan rumus

Selama operasi, kelebihan beban jangka pendek diamati melebihi daya nominal motor. Mereka tidak mempengaruhi pemanasan mesin secara signifikan, tetapi dapat menyebabkan pengoperasian atau kemacetan yang salah. Oleh karena itu, motor harus diperiksa kapasitas beban lebihnya sesuai dengan ekspresi

Pm / Pn = ku ∙ Mm / Mn,

di mana Pm adalah daya tertinggi dalam diagram beban; Mm / Mn — kelipatan torsi maksimum ditentukan oleh katalog; koefisien ku = 0,8 memperhitungkan kemungkinan penurunan tegangan dalam jaringan.

Jika kondisi ini tidak terpenuhi, maka motor dengan daya lebih tinggi harus dipilih dari katalog dan diperiksa lagi kapasitas kelebihannya.

Lihat juga di topik ini: Pemilihan mesin untuk operasi intermiten

Industri memproduksi sejumlah rangkaian motor beban terputus-putus:

• derek asinkron dengan rotor tupai dalam seri MTKF dan dengan rotor fase dalam seri MTF;

• seri metalurgi serupa MTKN dan MTN;

• DC seri D.

Mesin dari seri yang ditentukan dicirikan oleh bentuk rotor memanjang (jangkar), yang mengurangi momen inersia. Untuk mengurangi kerugian yang dilepaskan pada belitan stator selama transien, motor seri MTKF dan MTKN memiliki nominal slip snom yang meningkat = 7 ÷ 12%. Kapasitas kelebihan motor derek dan seri metalurgi adalah 2,3 — 3 pada siklus kerja = 40%, yang pada siklus kerja = 100% sesuai dengan λ = Mcr / Mnom100 = 4,4-5,5.