다양한 유형의 부하 및 작동 모드를 가진 장비를 위한 전기 모터 선택

생산 메커니즘을 위한 전기 모터를 올바르게 선택하면 표준 서비스 수명 동안 지속적이고 안정적인 작동이 보장됩니다. 이는 다양한 요인과 기준을 고려해야 하는 매우 중요한 프로세스입니다. 가장 중요한 요소 중 하나는 부하의 특성과 유형을 고려하는 것입니다.

선택할 때 고려해야 할 모든 기준은 다음과 같습니다. 올바른 전기 모터를 선택하는 방법

다양한 기계, 설비 및 기계용 전기 모터를 선택할 때 다양한 유형의 부하, 기계적 특성 유형, 이러한 메커니즘의 작업 주기 특성 및 기간을 고려해야 합니다.

선택한 전기 모터의 샤프트 부하가 어떻게 변하는지 알면 작동 중 전력 손실이 어떻게 변할지 정확하게 결정할 수 있으며, 덕분에 주어진 부하에서 작동하는 전기 모터를 선택하면 과열되지 않습니다. . 전기 모터 절연체의 최대 가열 온도는 전체 작동 주기 동안 허용 값을 초과하지 않습니다.

생산 메커니즘의 전기 모터를 잘못 선택하면 생산 공정이 중단되고 제조된 제품의 손실과 추가 전기 비용이 발생합니다.

전기 모터가 있는 전기 장비는 기술 프로세스의 요구 사항을 완전히 충족해야 합니다.

다음 조건이 충족되면 카탈로그 유형의 전기 모터 중 하나를 선택한 것이 올바른 것으로 간주됩니다.

• 기계적 특성 측면에서 전기 모터와 작업 기계(구동 메커니즘)의 가장 완벽한 일치. 이는 전기 모터가 정지 및 과도 상태에서 드라이브에 필요한 속도 및 가속 값을 제공할 수 있는 기계적 특성을 가져야 함을 의미합니다.

• 모든 작동 모드에서 전기 모터 전력의 최대 사용. 가장 가혹한 작동 모드에서 전기 모터의 모든 활성 부품의 온도는 허용 가능한 가열 온도에 최대한 가까워야 하지만 초과해서는 안 됩니다.

• 설계 측면에서 드라이브 및 환경 조건과 전기 모터의 호환성;

• 전원 공급 장치의 매개 변수와 전기 모터의 준수.

전기 모터를 선택하려면 다음 데이터가 필요합니다.

• 드라이브 메커니즘의 유형 및 이름

• 작동 모드가 연속적이고 부하가 일정한 경우 최대 샤프트 동력, 다른 경우에는 시간의 함수로서 샤프트의 동력 또는 저항 모멘트의 변화 그래프;

• 구동축의 회전 주파수(또는 회전 주파수 범위);

• 전기 모터의 샤프트와 구동 메커니즘의 관절 방법 (운동학 변속기가있는 경우 변속기 유형 및 기어비가 표시됨);

• 전기 모터가 구동축에 제공해야 하는 시동 토크의 양

• 속도 조절 한계(상하한 값 및 해당 전력 및 토크 값)

• 요구되는 속도 제어 품질(매끄러움, 계조);

• 한 시간 이내의 드라이브 활성화 빈도;

• 외부 환경의 특징.

모든 조건과 공칭 데이터를 고려하여 전기 모터를 선택하는 것은 카탈로그에 따라 수행됩니다.

전기 드라이브의 가능한 작동 모드는 사이클의 특성과 지속 시간, 부하 값, 냉각 조건, 시작 손실 비율 및 원활한 작동 등의 측면에서 매우 다양하므로 각각의 전기 모터 생산 전기 드라이브의 가능한 작동 모드에 대한 실제적인 의미는 없습니다.

실제 모드의 분석을 기반으로 직렬 엔진이 설계되고 제조되는 공칭 모드라는 특별한 모드 클래스가 식별됩니다.

전기 기계의 패스포트에 포함된 데이터는 특정 공칭 모드를 나타내며 전기 기계의 공칭 데이터라고 합니다.

제조업체는 전기 모터가 정격 부하에서 정격 모드로 작동할 때 열적으로 완전히 활용됨을 보증합니다.

현재 GOST는 국제 분류에 따라 S1 — S8 기호가 있는 8개의 공칭 모드를 제공합니다.

연속 작업 S1 - 모든 부품의 일정한 온도를 유지하기에 충분한 시간 동안 일정한 부하에서 기계를 작동합니다.

단기 작업 S2 — 기계의 모든 부품이 설정 온도에 도달하기에 불충분한 시간 동안 일정한 부하에서 기계를 작동한 다음 기계를 2 이하의 온도로 냉각하기에 충분한 시간 동안 기계를 정지합니다. 주변 온도에서 °C. 단기 작업의 경우 작업 시간은 15, 30, 60, 90분입니다.

간헐적 듀티 S3 - 동일한 듀티 사이클의 시퀀스로, 각 듀티 사이클에는 장비가 설정 온도까지 가열되지 않는 연속 부하 작동 시간과 장비가 주변 온도로 냉각되지 않는 주차 시간이 포함됩니다.

이 모드에서 듀티 사이클은 돌입 전류가 온도 상승에 큰 영향을 미치지 않는 것과 같습니다. 사이클 시간은 열 평형을 이루기에 불충분하며 10분을 초과하지 않습니다. 이 모드는 포함 기간의 값이 백분율로 표시되는 특징이 있습니다.

이 작동 모드를 위해 업계에서 생산되는 모터는 하나의 듀티 사이클 기간으로 정의되는 듀티 사이클(PV)을 특징으로 합니다.

여기서 tp는 엔진 작동 시간입니다. tp — 일시정지 시간.

포함 기간의 표준화된 값: 15, 25, 40, 60% 또는 작업 기간의 상대적 값: 0.15; 0.25; 0.40; 0.60. S3 모드의 경우 정격 데이터는 특정 듀티 사이클에만 해당하며 듀티 기간을 나타냅니다.

모드 S1 - S3은 현재 주요 모드이며, 로컬 전기 자동차 공장에서 기계의 카탈로그 및 여권에 포함된 공칭 데이터입니다.

여기에서 자세한 내용을 읽어보세요. 전기 모터의 작동 모드

전력 측면에서 합리적인 모터를 선택하려면 시간 경과에 따라 모터 축 부하가 어떻게 변하는지 알아야 전력 손실의 변화 특성을 평가할 수 있습니다.

또한 에너지 손실이 발생하여 엔진 가열 과정이 어떻게 진행되는지 확인해야합니다. 이 접근 방식을 사용하면 권선 절연의 최대 온도가 허용 값을 초과하지 않는 방식으로 모터를 선택할 수 있습니다. 이 조건은 서비스 수명 동안 엔진의 안정적인 작동을 보장하기 위한 주요 조건 중 하나입니다.

작업 기계의 부하 특성에 따라 전기 모터의 동력을 선택해야 합니다. 이 캐릭터는 두 가지 기준으로 평가됩니다.

• 공칭 작동 모드에 따라;

• 에너지 소비량의 변화를 통해

엔진 출력은 세 가지 조건을 충족해야 합니다.

• 작동 중 정상적인 가열;

• 충분한 과부하 용량;

• 충분한 시동 토크.

소위 전기 모터의 선택일정에 따라 가능한 최대 부하를 기반으로 하는 "파워 리저브"는 전기 모터의 활용도를 떨어뜨리므로 역률 및 효율성 감소로 인해 자본 비용과 운영 비용이 증가합니다. 엔진 출력이 과도하게 증가하면 가속 중에 저크가 발생할 수도 있습니다.

전기 모터가 일정하거나 약간 변화하는 부하로 장시간 작동해야하는 경우 동력을 결정하는 것이 어렵지 않으며 공식에 따라 수행됩니다. 다른 작동 모드에서는 전기 모터의 동력을 선택하는 것이 훨씬 더 어렵습니다.

단기 부하는 포함 기간이 짧고 휴식이 전기 모터의 완전한 냉각에 충분하다는 사실이 특징입니다. 이 경우 스위칭 기간 동안 전기 모터의 부하는 일정하거나 거의 일정하다고 가정합니다.

이 모드에서 난방을 위해 전기 모터를 올바르게 사용하려면 연속 전력(카탈로그에 표시됨)이 단기 부하에 해당하는 전력, 즉 전기 모터는 단기 작동 기간 동안 열 과부하가 발생합니다...

전기 모터의 작동 기간이 완전한 가열에 필요한 시간보다 훨씬 적지만 켜는 기간 사이의 일시 중지가 완전한 냉각 시간보다 훨씬 짧은 경우 반복되는 단기 부하가 있습니다.

연속 작동을 위한 전력 계산 및 모터 선택

일정하거나 약간 변화하는 축 부하에서 모터 출력은 부하 출력을 약간만 초과해야 합니다.이 경우 조건을 충족해야 합니다.

Pn ≥ P,

여기서 Pn은 정격 엔진 출력입니다. 피 - 부하 전력. 엔진 선택은 카탈로그에서 선택하는 것으로 귀결됩니다.

연속 작동을 위한 엔진 출력 선택. 생산 메커니즘의 토크와 동력이 변경되지 않으면 변속기(기어박스)의 손실을 고려하여 공칭 동력 Pn이 부하 동력과 동일한 모터를 선택해야 합니다.

Pn ≥ Pm /ηt, W

여기서 ηt는 변속기(기어박스) 효율입니다.

구동 메커니즘 Ms, N ∙ m 및 기어 박스 출력 샤프트의 회전 주파수 n2, rpm의 주어진 저항 순간에서

오후 = Mc ∙ ω2, W

여기서 ω2 = 2π ∙ n2 / 60, rad / s

일정한 샤프트 저항 모멘트로 연속 모드로 작동하는 일부 생산 메커니즘의 경우 모터의 동력을 결정하는 대략적인 공식이 있습니다.

단기 부하에 대한 전력 계산 및 모터 선택

전기 드라이브의 단기 작동을 위한 모터는 작동 시간을 고려하여 부하 전력과 같아야 하는 정격 전력에 따라 선택됩니다. 단기 작동을 위해 업계에서 생산하는 엔진의 표준 허용 값은 10, 30, 60, 90분입니다.

간헐적 부하 모터가 없는 경우 간헐적 부하 모터를 설치할 수 있습니다. 이 경우 실행 시간 30분은 듀티 사이클 = 15%에 해당하고, 60분은 듀티 사이클 = 25%에 해당하고, 90분은 듀티 사이클 = 40%에 해당합니다.최후의 수단으로 Pn < P로 연속 작동하고 열 상태를 확인하기 위해 모터를 사용할 수 있습니다.

간헐적 부하에 대한 전력 계산 및 모터 선택

간헐 모드에서 작동하는 전기 드라이브의 경우 모터 전력은 평균 손실 방법 또는 이에 상응하는 값을 사용하여 계산됩니다. 첫 번째 방법은 더 정확하지만 노동 집약적입니다. 등가법을 사용하는 것이 보다 편리하며, 주어진 하중일정 P=f(t), M=f(t), I=f(t)에 따라 평균제곱값이 결정되는데, 이는 등가라고 합니다.

등가 전력은 부하 다이어그램의 RMS 전력입니다.

여기서 t1, t2, …, tk — 부하 전력이 각각 P1, P2, …, Pk와 같은 시간 간격입니다.

카탈로그에 따르면 얻은 Reqv 및 PV 값에 대해 모터 정격 전력은 Pn ≥ REKV 조건에서 선택됩니다.

다이어그램 M = f (t)가 주어지면 등가 모멘트

속도 n에서의 등가 출력은 다음 식으로 제공됩니다.

요청 = Meq • n / 9550(kW).

다이어그램 I = f (t)가 주어지면 가열 등가 전류

계산된 PVr 값은 종종 표준 값과 다르므로 얻은 PVr 값을 가장 가까운 표준 값으로 반올림하거나 등가 전력을 공식을 사용하여 다시 계산합니다.

작동 중에 모터의 공칭 전력을 초과하는 단기 과부하가 관찰됩니다. 엔진 가열에 큰 영향을 미치지는 않지만 잘못된 작동이나 실속으로 이어질 수 있습니다. 따라서 모터는 식에 따라 과부하 용량을 점검해야 합니다.

Pm / Pn = 구 ∙ Mm / Mn,

여기서 Pm은 부하 다이어그램에서 가장 높은 전력입니다. Mm / Mn - 최대 토크의 배수는 카탈로그에 의해 결정됩니다. 계수 ku = 0.8은 네트워크에서 가능한 전압 강하를 고려합니다.

이 조건이 충족되지 않으면 카탈로그에서 더 높은 출력의 모터를 선택하고 과부하 용량을 다시 확인해야 합니다.

이 주제에 대해서도 다음을 참조하십시오. 간헐적 작동을 위한 엔진 선택

업계에서는 다양한 간헐 부하 모터 시리즈를 생산합니다.

• MTKF 시리즈의 농형 로터와 MTF 시리즈의 위상 로터가 있는 비동기식 크레인;

• 유사한 야금 시리즈 MTKN 및 MTN;

• DC 시리즈 D.

지정된 시리즈의 기계는 관성 모멘트를 줄이는 길쭉한 로터(앵커) 모양이 특징입니다. 과도 현상 동안 고정자 권선에서 발생하는 손실을 줄이기 위해 MTKF 및 MTKN 시리즈의 모터는 공칭 슬립 snom = 7 ÷ 12% 증가했습니다. 크레인 및 야금 시리즈 모터의 과부하 용량은 듀티 사이클 = 40%에서 2.3 - 3이며 듀티 사이클 = 100%에서 λ = Mcr / Mnom100 = 4.4-5.5에 해당합니다.