Pemilihan motor untuk mekanisme aksi siklik

Aktuator listrik dengan aksi siklik beroperasi dalam mode periodik, ciri khasnya adalah seringnya menghidupkan dan mematikan motor. Diketahui dari kursus teori penggerak listrik bahwa kehilangan energi dalam proses transien secara langsung bergantung pada momen inersia penggerak listrik J∑, bagian utamanya, jika kita mengecualikan mekanisme inersia, adalah momen inersia dari motor Jdv. Oleh karena itu, dalam mode cut-off diinginkan untuk menggunakan motor yang, pada daya dan kecepatan sudut yang diperlukan, mungkin memiliki momen inersia Jdv terkecil.

Menurut kondisi pemanasan, beban motor yang diijinkan pada operasi intermiten lebih tinggi daripada operasi kontinyu. Saat memulai dengan diperbesar motor beban statis juga harus mengembangkan torsi awal yang meningkat melebihi statis dengan nilai torsi dinamis yang diperlukan. Oleh karena itu, operasi intermiten memerlukan kapasitas kelebihan beban motor yang lebih besar daripada operasi jangka panjang.Persyaratan untuk kapasitas kelebihan beban yang tinggi juga ditentukan oleh kebutuhan untuk mengatasi kelebihan beban mekanis jangka pendek akibat pemisahan muatan, penggalian tanah, dll.

Akhirnya, kondisi pemanasan dan pendinginan mesin dalam operasi intermiten berbeda dengan operasi kontinyu. Perbedaan ini terutama terlihat pada mesin berventilasi sendiri, karena jumlah udara pendingin yang masuk ke mesin bergantung pada kecepatannya. Selama transien dan jeda, pembuangan panas mesin terganggu, yang berdampak signifikan pada beban mesin yang diizinkan.

Semua kondisi ini menentukan kebutuhan untuk menggunakan penggerak listrik dengan mekanisme aksi siklik motor khusus yang beban nominalnya periodik, ditandai dengan siklus kerja nominal tertentu

dimana Tp dan se — masing-masing waktu kerja dan waktu jeda.

Dalam mode intermiten, saat beroperasi pada beban pengenal, suhu engine berfluktuasi di sekitar nilai yang diizinkan, meningkat selama pengoperasian dan menurun selama jeda. Terlihat jelas bahwa semakin tinggi deviasi suhu dari yang diperbolehkan, semakin lama waktu siklus pada PV Tq = Tp + se yang diberikan dan semakin kecil konstanta waktu pemanasan mesin Tn.

Untuk batas suhu mesin maksimum yang memungkinkan, batasi waktu siklus yang diperbolehkan. Untuk mesin rumah tangga dengan operasi terputus-putus, waktu siklus yang diizinkan ditetapkan sama dengan 10 menit. Jadi, motor ini dirancang untuk siklus kerja yang grafiknya untuk waktu kerja standar (siklus kerja = 15, 25, 40 dan 60 dan 100%) ditunjukkan pada Gambar. 1.Saat siklus kerja meningkat, daya pengenal motor berkurang.

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 (dalam versi untuk ekskavator seri DE).

Mesin seri tertentu dicirikan oleh bentuk rotor memanjang (angker), yang mengurangi momen inersia.Untuk mengurangi kerugian yang dilepaskan pada belitan stator selama proses transien, motor MTKF dan MTKN seri memiliki slip nominal yang meningkat sHOM = 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.

V motor derek Mode AC diambil sebagai mode pengenal utama dengan siklus kerja = 40%, dan pada motor DC - mode waktu singkat dengan durasi 60 menit (bersama dengan siklus kerja = 40%). Kekuatan nominal mesin derek dan seri metalurgi pada PVNOM = 40% berada dalam kisaran: 1,4-22 kW untuk seri MTF dan MTKF; 3-37 kW dan 3-160 kW untuk seri MTKN dan MTN; 2,4-106 kW untuk seri D. Motor tiup seri D dibuat untuk daya pengenal dari 2,5 hingga 185 kW dengan siklus tugas = 100%.

Motor sangkar tupai dapat memiliki desain multi-kecepatan dengan dua atau tiga belitan stator terpisah: seri MTKN dengan jumlah kutub 6/12, 6/16 dan 6/20 dan daya pengenal dari 2,2 hingga 22 kW pada PVNOM = 40% ; Seri MTKF dengan jumlah tiang 4/12, 4/24 dan 4/8/24 dan daya pengenal dari 4 hingga 45 kW pada PVN0M = 25%.Produksi derek asinkron dan motor metalurgi seri 4MT baru dalam kisaran daya 2,2 — 200 (220) kW dengan siklus tugas 40% direncanakan.

Penggunaan penggerak dua motor menggandakan jangkauan penerapan jenis mesin listrik yang terdaftar. Dengan daya yang dibutuhkan besar, motor asinkron dari seri A, AO, AK, DAF, dll. Digunakan, serta motor DC dari seri P yang sama dalam modifikasi khusus, misalnya, dalam versi ekskavator PE, MPE, untuk Elevator MP L, dll.

Pemilihan mesin untuk derek dan seri metalurgi paling mudah dilakukan jika jadwal kerjanya yang sebenarnya bertepatan dengan salah satu jadwal nominal yang ditunjukkan pada gambar. 1. Katalog dan buku referensi mencantumkan peringkat motor di PV-15, 25, 40, 60 dan 100%. Oleh karena itu, saat penggerak beroperasi dengan beban statis konstan Pst pada siklus pengenal, tidak sulit untuk memilih motor dengan daya terdekat dari katalog dari kondisi PNOM > Rst.

Namun, siklus sebenarnya biasanya lebih kompleks, beban mesin di berbagai bagian siklus ternyata berbeda, dan waktu peralihan berbeda dari yang nominal. Dalam kondisi seperti itu, pemilihan mesin dilakukan sesuai dengan jadwal yang setara, selaras dengan salah satu nominal di gbr. 1. Untuk tujuan ini, beban pemanasan ekivalen permanen pertama-tama ditentukan pada PST yang valid, yang kemudian dihitung ulang ke durasi pengaktifan PST0M standar. Perhitungan ulang dapat dilakukan dengan menggunakan rasio:

Rasio tersebut merupakan perkiraan karena tidak memperhitungkan dua faktor penting yang berubah seiring dengan perubahan siklus kerja dan secara signifikan memengaruhi pemanasan mesin.

Beras. 1.Siklus kerja pengenal motor untuk tugas intermiten.

Faktor pertama adalah jumlah panas yang dilepaskan di motor karena kehilangan yang konstan… Jumlah panas ini meningkat saat PV meningkat dan berkurang saat PV turun. Karenanya, saat Anda menggunakan perangkat fotovoltaik besar, pemanasan meningkat dan sebaliknya.

Faktor kedua adalah kondisi ventilasi mesin. Dengan ventilasi sendiri, kondisi pendinginan selama periode kerja beberapa kali lebih baik daripada saat istirahat. Oleh karena itu, dengan peningkatan PV, kondisi pendinginan meningkat, dengan penurunan, memburuk.

Membandingkan pengaruh kedua faktor ini, kita dapat menyimpulkan bahwa itu berlawanan dan sampai batas tertentu saling mengimbangi. Oleh karena itu, untuk seri modern, rasio perkiraan memberikan hasil yang cukup benar jika digunakan hanya untuk menghitung ulang siklus tugas nominal yang paling dekat dengan pembangkit listrik tenaga air.

Diketahui dari teori propulsi listrik bahwa metode kerugian rata-rata dan nilai ekuivalen yang digunakan dalam pemilihan motor bersifat verifikasi, karena memerlukan pengetahuan tentang sejumlah parameter motor yang dipilih sebelumnya. Saat membuat pemilihan awal, untuk menghindari banyak kesalahan, perlu mempertimbangkan karakteristik mekanisme tertentu.

Untuk mekanisme industri umum dari aksi siklik, Anda dapat menentukan tiga kasus pemilihan awal motor yang paling umum:

1. Siklus tugas mekanisme diatur, dan beban dinamis memiliki efek yang dapat diabaikan pada pemanasan mesin.

2. Siklus mekanisme diatur, dan beban dinamis diketahui secara signifikan mempengaruhi pemanasan mesin.

3. Siklus mekanisme tidak ditentukan oleh tugas.

Kasus pertama paling umum untuk mekanisme dengan massa inersia rendah - derek pengangkat dan traksi sekali pakai. Pengaruh beban dinamis pada pemanasan mesin dapat dinilai dengan membandingkan durasi start-up tp dengan durasi operasi kondisi tunak.

Jika tп << tyct pemilihan motor dapat dilakukan sesuai dengan diagram beban penggerak. Menurut diagram beban ini, torsi beban rata-rata ditentukan oleh rumus yang diberikan sebelumnya, dihitung ulang ke siklus kerja pengenal terdekat, dan kemudian tenaga mesin yang dibutuhkan ditentukan pada kecepatan operasi tertentu ωρ:

Dalam hal ini, perhitungan perkiraan pengaruh beban dinamis dilakukan dengan memasukkan faktor keamanan kz = 1,1 ÷ 1,5 ke dalam rumus. Dengan meningkatnya rasio tp / tyct, faktor keamanan harus meningkat kira-kira, dengan asumsi bahwa pada tp / tyct0.2 — 0,3 lebih.

Motor yang dipilih sebelumnya harus diperiksa untuk pemanasan dengan salah satu metode sesuai dengan teori penggerak listrik, serta kapasitas beban berlebih dari kondisi:

di mana Mdop adalah momen beban berlebih jangka pendek yang diizinkan.

Untuk motor DC, torsi dibatasi oleh kondisi pergantian arus pada kolektor:

di mana λ adalah kapasitas kelebihan motor menurut data katalog.

Untuk motor asinkron, saat menentukan Mdop, perlu memperhitungkan kemungkinan penurunan tegangan listrik sebesar 10%. Karena momen kritis Mcr sebanding dengan kuadrat tegangan, maka

Selain itu, motor induksi sangkar-tupai harus diperiksa dengan cara yang sama dengan memulai torsi.

Kasus kedua adalah karakteristik mekanisme dengan massa inersia yang besar - mekanisme gerakan dan rotasi yang berat dan berkecepatan tinggi, tetapi juga dapat diwujudkan dalam kasus lain dengan frekuensi awal yang tinggi.

Di sini, pengaruh beban dinamis dapat dievaluasi dengan membandingkan waktu transien dan operasi keadaan tunak. Jika sepadan atau bijaksana, beban dinamis tidak dapat diabaikan bahkan saat mesin telah dipilih sebelumnya.

Dalam hal ini, untuk pemilihan awal perlu dibuat diagram perkiraan beban motor, setelah mengatur, dengan analogi dengan pengaturan saat ini, momen inersianya. Jika Jdw << Jm, kesalahan dalam nilai Jdw tidak dapat berdampak signifikan pada kebenaran pemilihan, dan selanjutnya perhitungan verifikasi selanjutnya memberikan klarifikasi yang diperlukan dalam setiap kasus.

Akhirnya, kasus ketiga adalah karakteristik dari mekanisme tujuan universal, yang sulit untuk membangun siklus kerja tertentu. Contohnya adalah mekanisme derek berjalan biasa dengan kapasitas beban rendah, yang dapat digunakan di berbagai area produksi.

Dasar untuk memilih mesin dalam kasus seperti itu dapat berupa settling cycle, dimana pada bagian kerja pertama tp1 mesin bekerja dengan beban maksimum MCT1, dan pada bagian kedua tp2 dengan beban minimum MCT2 Jika diketahui pengaruh beban dinamis pada pemanasan motor mekanisme ini kecil, dimungkinkan untuk menentukan momen beban rms (setara dengan pemanasan), dengan asumsi tp1 = tp2

Tenaga mesin yang dibutuhkan pada kecepatan operasi tertentu ditentukan oleh rasio

Pemilihan motor menurut katalog dibuat dengan kondisi Ptr < Pnom pada durasi terhitung dari penyertaan PVnom yang ditetapkan untuk mekanisme tersebut.

Untuk mekanisme derek, aturan menetapkan mode operasi berikut, ditentukan oleh totalitas kondisi operasinya:

• ringan — L (PVNOM == 15 ÷ 25%, jumlah mulai per jam h <60 1 / jam),

• sedang — C (PVNOM = 25 — 40%, jam <120 1 / jam),

• berat — T (PVNOM = 40%, jam < 240 1 / jam)

• sangat berat — HT (DFR = 60%, jam < 600 1 / jam).

• terutama berat — OT (siklus tugas = 100%, jam> 600 1 / jam).

Ketersediaan data ini, berdasarkan bahan statistik, memungkinkan, jika perlu, untuk menentukan siklus bersyarat dari mekanisme yang diterima di atas sebagaimana dihitung. Padahal, jam kerjanya tetap

yang memungkinkan mesin dipilih sebelumnya dengan cara yang sama seperti dalam dua kasus pertama yang dibahas di atas. Ini sangat penting ketika pengaruh beban dinamis pada pemanasan mesin dapat dianggap signifikan.