컨베이어용 전기 드라이브 선택
컨베이어의 상당한 설계 다양성에도 불구하고 전기 드라이브를 선택할 때 하나의 특성 그룹으로 결합할 수 있습니다. 우선, 기술적 조건으로 인해 이러한 메커니즘은 일반적으로 속도 제어가 필요하지 않다는 점에 유의해야 합니다.
소수의 컨베이어만이 작동 속도를 변경하기 위해 2:1 범위의 얕은 속도 제어를 사용합니다. 컨베이어 모터는 고온 또는 저온의 먼지가 많고 습한 실내, 야외, 공격적인 환경의 작업장 등 다양한 환경 조건에서 작동합니다.
컨베이어의 특징은 일반적으로 마찰 부품의 윤활유 응고를 포함하여 여러 가지 이유로 공칭을 초과하는 정지 저항의 큰 정적 모멘트입니다. 따라서 컨베이어의 전기 구동 장치에는 높은 신뢰성, 유지 보수 용이성 및 시동 토크 증가에 대한 요구 사항이 부과됩니다.
경우에 따라 원활한 시작, 벨트 미끄러짐 방지, 작은 속도 제어 및 여러 전기 드라이브의 조정된 회전을 보장하기 위한 추가 요구 사항이 발생합니다. 이러한 모든 요구 사항은 농형 또는 위상 회전자 유도 모터에 의해 적절하게 충족됩니다.
컨베이어 구동 모터의 전원 선택은 모든 기계 장비의 계산 및 선택과 함께 점진적인 수렴 방식으로 이루어집니다. 계산의 첫 번째 단계는 엔진 출력의 예비 선택과 기계 장비의 선택에 따라 견인력과 장력을 대략적으로 결정하는 것입니다. 계산의 두 번째 단계에서는 컨베이어 길이에 따른 손실을 고려하여 장력 의존성의 업데이트된 그래프가 작성됩니다. 그래프를 그린 후 전기 구동 장치를 장착할 장소를 선택하고 결과적인 힘과 전압에 대해 모터와 기계 장비를 확인합니다.
컨베이어의 설계 및 작동 경험을 기반으로 제안된 컨베이어의 견인력 및 장력을 대략적으로 결정하기 위한 많은 공식이 알려져 있습니다. 그 중 하나는 다음과 같습니다.
여기서 T는 컨베이어 전압, N입니다. F는 전기 모터가 극복해야 하는 노력, N입니다. T0 — 프리스트레스, N; Fп는 하중을 들어올리기 위한 노력 N입니다. ΔF는 컨베이어 트랙 N의 섹션에서 마찰력으로 인해 발생하는 총 힘입니다.
컨베이어 견인 요소의 힘과 장력에 따라 모터 및 기계 장비의 예비 선택이 이루어집니다.드럼, 기어, 블록 및 기타 장비 요소의 손실을 계산하는 공식은 컨베이어의 기계 부품에 대한 특수 문헌에서 찾을 수 있습니다.
견인력 다이어그램을 구성하기 위해 모든 기복, 굽힘, 구동 및 장력 스테이션, 가이드 블록 및 드럼으로 컨베이어 경로를 그립니다. 그런 다음 컨베이어의 최소 부하 부분에서 진행하면 각 요소의 손실이 고려되고 전체 길이에 따른 견인 요소의 장력이 얻어집니다. 무화과에서. 그림 1은 단일 모터 전기 드라이브를 사용하는 벨트 및 체인 컨베이어의 견인력 다이어그램을 보여줍니다.
쌀. 1. 벨트(a) 및 체인(b) 컨베이어의 견인력 다이어그램: a — 구동 스테이션; b — 전압 스테이션.
컨베이어 구동 모터의 동력은 공식에 의해 결정됩니다.
여기서 P - 엔진 출력, kW; FH - 트랙션 요소 N의 다음 섹션에 가해지는 힘; v는 견인 요소의 이동 속도, m / s입니다. η - 드라이브 메커니즘 효율.
벨트 컨베이어 설계에서 견인력 다이어그램을 그린 후 컨베이어 트랙에서 구동 스테이션의 위치가 결정됩니다. 예를 들어 대유량 이송 시스템과 같은 긴 컨베이어의 전기 구동은 단일 모터로 수행하는 것이 비실용적입니다. 이 경우 구동 스테이션 근처에 있는 기계 장비에 상당한 노력이 투입되기 때문입니다.
컨베이어의 지정된 섹션에 과부하가 걸리면 기계 부품, 특히 트랙션 요소의 치수가 급격히 증가합니다.큰 견인력의 발생을 방지하기 위해 컨베이어는 여러 드라이브 스테이션에 의해 구동됩니다. 이 경우 구동 스테이션의 견인 요소에는 단지 한 구간의 정적 저항에 비례하는 힘이 발생하고 견인 요소는 전체 컨베이어를 구동하기 위해 힘을 전달하지 않습니다.
벨트 컨베이어에 드라이브 스테이션이 여러 개인 경우 견인력 다이어그램에 따라 설치 위치가 선택되므로 여러 스테이션의 모터 견인력이 단일 모터 전기 드라이브의 힘과 거의 같습니다. 그림 2).
쌀. 2. 벨트 컨베이어의 당기는 힘의 구조: a - 단일 모터 전기 드라이브 사용; b — 다중 모터 전기 드라이브 포함.
그러나 드라이브 스테이션의 모터 출력을 최종적으로 선택하려면 각 분기에 대한 업데이트된 견인력 다이어그램을 작성해야 한다는 점을 고려해야 합니다. 이 개선은 모든 섹션의 힘의 합이 트랙션 요소 섹션의 감소와 그에 따른 마찰 손실 감소에 의해 결정되는 단일 모터 드라이브의 힘과 같지 않을 수 있기 때문입니다. 멀티 모터 드라이브로.
모터 전력이 수십에서 수백 킬로와트에 이르는 대형 벨트 컨베이어의 경우 드라이브 스테이션 사이의 경로 길이는 대부분 약 100-200m입니다.컨베이어에서 드라이브 스테이션의 구조적 통합은 다음과 같습니다. 특히 벨트 컨베이어의 경우 특정 어려움과 관련하여 ... 따라서 설치에 가장 편리한 장소는 경로의 끝점입니다.일부 기업에서는 분할되지 않은 컨베이어의 길이가 1000-1500m에 이릅니다.
벨트 컨베이어에 여러 드라이브 스테이션을 설치하면 일반적으로 단일 드라이브에 비해 멀티 모터 전기 드라이브의 성능이 향상됩니다. 이는 예를 들어 컨베이어를 시작할 때 엔진이 유휴 속도로 작동할 수 있다는 사실에 의해 결정됩니다.
부하가 증가하면 두 번째 모터가 켜지고 다음 모터가 켜집니다. 부하가 감소하면 모터를 부분적으로 끌 수 있습니다. 이러한 스위치는 낮은 부하에서 엔진의 작동 시간을 줄이고 성능을 향상시킵니다. 이송물에 의한 컨베이어 막힘, 윤활유 응고로 인한 정적 모멘트 증가 등의 경우 모든 모터를 함께 기동하여 기동 토크를 증가시킬 수 있습니다.
벨트 컨베이어의 전기 구동을 제어하기 위한 시스템을 선택할 때 가장 중요한 것은 과도 프로세스 중에 발생할 수 있는 견인 요소의 탄성 변형과 가속도를 정확하게 계산하는 것입니다. 무화과로 돌아가 보자. 3은 다가오는 1 엔진 시동시 속도 변화 그래프와 스트립의 2 분기 만료를 보여줍니다. 컨베이어는 유도 농형 모터에 의해 구동되며 모터 샤프트의 정적 토크는 일정하다고 가정합니다.
컨베이어의 분기 1과 2의 속도 변화 특성은 벨트 길이에 따라 크게 달라집니다.컨베이어의 작은 길이, 약 수십 미터의 경우 분기 속도 변화 그래프 1 시간이 지남에 따라 2는 서로 가까워집니다 (그림 3, a). 당연히 이 경우 분기 2는 스트립의 탄성 변형으로 인해 분기 1에 비해 약간의 지연을 가지고 움직이기 시작하지만 약간의 변동에도 불구하고 분기의 속도는 매우 빠르게 수평을 이룹니다.
약 수백 미터의 긴 벨트가 있는 컨베이어를 실행할 때는 상황이 약간 다릅니다. 이 경우 구동 모터가 일정한 속도에 도달한 후 컨베이어의 나가는 분기 2 위치에서 시작할 수 있습니다(그림 3, b). 긴 벨트 컨베이어에서는 일정한 엔진 속도에서 인바운드 브랜치로부터 70-100m 거리에서 벨트 섹션의 이동 시작 시 지연이 관찰될 수 있습니다. 이 경우 벨트에 추가 탄성 장력이 생성되고 견인력이 벨트의 다음 부분에 킥으로 가해집니다.
컨베이어의 모든 섹션이 일정한 속도에 도달하면 벨트의 탄성 장력이 감소합니다. 저장된 에너지의 반환은 정지 및 진동에 비해 벨트의 속도를 증가시킬 수 있습니다(그림 3, b). 견인 요소의 이러한 과도 특성은 벨트의 마모를 증가시키고 어떤 경우에는 찢어지게 하므로 매우 바람직하지 않습니다.
이러한 상황은 벨트 컨베이어의 전기 구동에서 시동 및 기타 과도 프로세스의 특성으로 인해 시스템의 가속을 제한하기 위해 엄격한 요구 사항이 설정된다는 사실로 이어집니다. 그들의 만족은 전기 드라이브의 특정 복잡성으로 이어집니다. 위상 회전자가 있는 비동기 모터용 다단계 제어 패널, 추가 부하, 시동 장치 등이 나타납니다.
쌀. 3. 시작 시 벨트 컨베이어의 다양한 섹션에 대한 속도 다이어그램.
시작 시 벨트 컨베이어의 전기 구동에서 가속을 제한하는 가장 간단한 방법은 가변 저항 제어입니다(그림 4, a). 하나의 시작 특성에서 다른 특성으로의 전환은 시스템의 원활한 가속을 보장합니다. 문제에 대한 유사한 솔루션이 종종 벨트 컨베이어에 사용되지만 제어 패널 및 시동 가변 저항의 크기가 크게 증가합니다.
어떤 경우에는 추가 제동 토크 MT의 생성이 동적 토크를 감소시키기 때문에 시동 중에 모터 샤프트의 추가 제동으로 전기 구동 시스템의 가속을 제한하는 것이 더 편리합니다(그림 4, b). 그래프에서 볼 수 있듯이 감속으로 인해 시스템의 가속이 인위적으로 감소되어 컨베이어의 입구 및 출구 분기의 속도 변동이 감소합니다. 시동이 끝나면 추가 제동 토크 소스를 모터 샤프트에서 분리해야 합니다.
쌀. 4. 벨트 컨베이어 시동 방법.
전기 구동 시스템의 가속 제한은 두 가지 방법을 동시에 사용하여 달성할 수 있습니다. 예를 들어 가변 저항기는 추가 제동 토크 소스를 연결하여 시작합니다. 이 방법은 벨트 비용이 전체 설비의 자본 비용의 대부분을 결정하는 긴 단일 섹션 컨베이어에 사용됩니다.
샤프트에 인위적인 부하를 생성하여 시스템을 원활하게 시작하는 것은 실제로 전기 또는 유압 제어 기능이 있는 기존 슈 브레이크를 사용하고 유도 또는 마찰 클러치를 모터 샤프트에 연결하고 추가 제동 장치 등을 사용하여 수행됩니다. 고정자 회로.
또한 컨베이어 벨트의 가속 제한 문제는 예를 들어 2개 모터 회전 고정자 구동 시스템, 다중 속도 농형 모터 시스템, 사이리스터 제어가 있는 비동기식 전기 구동을 사용하여 다른 방법으로 달성할 수 있습니다. 모터 로터 회로 및 기타.
체인 컨베이어용 구동 모터는 일반적으로 부하가 가장 큰 섹션 뒤에 위치해야 합니다. 많은 양의 하중과 가파른 오르막 및 회전이 있는 경로 구간.
일반적으로 이 권장 사항에 따라 엔진은 가장 높은 리프트 지점에 배치됩니다. 드라이브를 설치할 때 구부러진 부분이 많은 트랙 부분은 가능한 한 적은 장력을 가져야 한다는 점을 고려하십시오. 이렇게 하면 트랙의 구부러진 부분에서 손실이 감소합니다.
체인 컨베이어의 구동 모터의 동력 결정은 전체 경로를 따라 견인력 다이어그램을 작성하여 수행됩니다 (그림 1, b 참조).
다이어그램에 따라 트랙션 요소의 다가오는 섹션에 대한 장력과 힘, 이동 속도를 알면 전기 드라이브의 힘을 공식으로 계산할 수 있습니다.
예를 들어 기계 제작 기업과 같이 상대적으로 낮은 속도로 인해 경로의 상당한 길이에도 불구하고 체인 컨베이어는 상대적으로 낮은 전력(수 킬로와트)으로 하나의 구동 모터로 가장 자주 작동합니다. 그러나 동일한 플랜트에는 여러 구동 모터가 사용되는 체인 트랙션 장치가 있는 보다 강력한 컨베이어 설비가 있습니다. 이 전기 구동 시스템에는 여러 가지 특징이 있습니다.
다중 모터 체인 컨베이어 드라이브에서 평형 상태에 있는 모터의 회전자는 트랙션 요소를 통해 기계적으로 연결되기 때문에 동일한 속도를 갖습니다. 트랜션트 모드에서는 트랙션 요소의 탄성 변형으로 인해 로터 속도가 약간 다를 수 있습니다.
다중 모터 컨베이어 기계의 회전자 사이에 기계적 연결이 있기 때문에 분기에 가해지는 다양한 부하로 인해 견인 요소에 추가 응력이 발생합니다. 이러한 응력의 특성은 그림 1에 표시된 파이프라인 다이어그램을 고려하여 설명할 수 있습니다. 5. 컨베이어 스플리터에 동일한 부하가 있는 경우 모터 4개 모두 특성이 동일하면 속도와 부하가 동일합니다.
쌀. 5. 멀티 모터 컨베이어의 구성.
분기 I의 부하가 증가하면 우선 모터 D1의 속도가 감소하고 모터 D2, D3 및 D4의 속도가 일정하게 유지됩니다. 따라서 모터 D2는 모터 D1보다 빠른 속도로 회전하고 분기 II와 I에 추가 전압을 생성합니다.
분기 II의 전압은 모터 D1의 언로드를 유발하고 속도를 증가시킵니다. 모터 D3이 컨베이어의 분기 II에서 부하의 일부를 차지하므로 분기 II에서도 동일한 상황이 발생합니다. 점차적으로 엔진의 속도와 부하가 균등화되지만 트랙션 요소에 추가적인 스트레스가 발생합니다.
다중 모터 체인 드라이브를 선택할 때 견인력 다이어그램은 단일 모터와 동일한 방식으로 구성됩니다. 전기 드라이브는 컨베이어 이동에 대한 저항을 극복하는 데 필요한 최대 견인력을 제공해야 합니다. 무화과에서. 1, b는 컨베이어의 견인 요소의 견인력 다이어그램을 보여 주며, 이에 따라 구동 스테이션의 설치 위치를 설명할 수 있습니다.
예를 들어 구동 스테이션의 수가 3개이고 모든 엔진이 동일한 견인력을 제공해야 한다는 조건을 설정한 경우 엔진은 지점 0으로 특징지어지는 위치와 거리 0-1 및 0-에 설치되어야 합니다. 각각 2 개 (그림 6, a) 컨베이어 작동 중에 모터의 기계적 특성이 완전히 일치하는 경우 각각 거의 동일한 견인력 (Fn — T0) / 3을 생성합니다. .
쌀. 6. 체인 컨베이어의 견인 요소에 있는 하중 분포 그래프.
체인 컨베이어에서 멀티 모터 드라이브를 사용하면 트랙션 요소의 부하가 크게 감소하므로 기계 장비를 더 가볍게 선택할 수 있습니다. 컨베이어에 있는 최적의 드라이브 스테이션 수는 전기 드라이브와 기계 장비의 비용을 모두 고려한 옵션의 기술적 및 경제적 비교를 통해 선택됩니다.
엔진의 특성이 약간씩 다른 경우 기계마다 계산된 것과 다른 견인력을 생성할 수 있습니다. 무화과에서. 도 6a는 동일한 파라미터를 갖는 동일한 출력의 3개 엔진의 기계적 특성을 도시하고, 도 6a는 6, b - 매개변수가 다른 엔진의 특성. 엔진이 생성하는 힘은 공통 특성 4를 구축하여 찾을 수 있습니다.
모든 컨베이어 모터의 로터는 트랙션 요소에 단단히 연결되어 있기 때문에 속도는 체인의 속도에 해당하고 총 힘은 (Fa — T0)와 같습니다. 각 엔진의 추력은 정격속도와 교차특성 1, 2, 3, 4에 해당하는 수평선을 그리면 쉽게 구할 수 있다.
무화과에서. 6, a 및 b에는 엔진의 기계적 특성 외에도 견인력 다이어그램이 표시됩니다. 모터의 특성이 다른 트랙션 요소에서는 컨베이어 모터에서 발생하는 트랙션력의 차이로 인해 추가 장력이 생성될 수 있습니다.
컨베이어 드라이브 스테이션의 모터를 선택할 때 특성을 확인하고 가능하면 완벽하게 일치해야 합니다.이러한 조건에 따라 회전자 회로에 추가 저항을 도입하여 특성을 일치시킬 수 있는 권선 회전자가 있는 비동기식 모터를 사용하는 것이 좋습니다.
무화과에서. 도 7은 2-모터 전기 컨베이어 드라이브의 기계적 특성을 보여준다. 특성 1과 2는 자연스럽고 각각 특성 1'과 2'는 모터의 회전자 회로에 추가 저항이 도입되어 얻어집니다. 엔진에서 발생하는 총 토크와 견인력은 하드 1, 2 및 소프트 1', 2' 특성 모두에 대해 동일합니다. 그러나 엔진 사이의 부하는 부드러운 특성으로 더 유리하게 분산됩니다.
쌀. 7. 특성의 강성이 다른 컨베이어 모터 간의 부하 분포.
기계설비를 설계할 때 모터의 특성이 부드러워짐에 따라 컨베이어의 속도가 감소하는 점을 고려해야 하며, 컨베이어의 공칭속도를 일정하게 유지하기 위해서는 기어 박스. 실제로는 회전자 공칭 저항의 30% 이하로 컨베이어 모터의 회전자 회로에 추가 저항을 도입하는 것이 좋습니다. 이 경우 엔진 출력은 약 1/(1 —s)배 증가해야 합니다. 농형 비동기식 모터를 컨베이어에 설치할 때 슬립이 증가된 모터를 선택해야 합니다.