주기적 동작 메커니즘을 위한 모터 선택
주기적 동작이 있는 전동 액추에이터는 모터의 빈번한 시작 및 정지가 특징인 주기적 모드에서 작동합니다. 전기 구동 이론 과정에서 과도 프로세스의 에너지 손실은 전기 구동 J∑의 관성 모멘트에 직접적으로 의존한다는 것이 알려져 있으며, 관성 메커니즘을 제외하면 주요 부분은 관성 모멘트입니다. 모터 Jdv. 따라서 컷오프 모드에서는 필요한 출력과 각속도에서 가장 작은 관성 모멘트 Jdv를 갖는 모터를 사용하는 것이 바람직합니다.
가열 조건에 따라 간헐 운전의 모터 허용 부하는 연속 운전보다 높습니다. 확대해서 시작할 때 정적 부하 모터 또한 필요한 동적 토크의 값만큼 정적을 초과하는 증가된 시작 토크를 개발해야 합니다. 따라서 간헐 운전은 장기 운전보다 더 큰 모터 과부하 용량이 필요합니다.높은 과부하 용량에 대한 요구 사항은 부하 분리, 토양 굴착 등으로 인한 단기적인 기계적 과부하를 극복해야 할 필요성에 의해 결정됩니다.
마지막으로, 간헐적 작동에서 엔진의 가열 및 냉각 조건은 연속 작동과 다릅니다. 이 차이는 엔진에 유입되는 냉각 공기의 양이 속도에 따라 달라지기 때문에 자가 환기식 엔진에서 특히 두드러집니다. 과도 현상 및 일시 중지 중에는 엔진의 열 분산이 손상되어 허용 가능한 엔진 부하에 상당한 영향을 미칩니다.
이러한 모든 조건은 공칭 부하가 주기적이며 특정 공칭 듀티 사이클을 특징으로 하는 주기적 작동 메커니즘이 있는 전기 드라이브에 사용할 필요성을 결정합니다.
여기서 Tp와 se는 각각 작업 시간과 일시 중지 시간입니다.
간헐 모드에서 정격 부하로 작동할 때 엔진 온도는 허용 값 부근에서 변동하며 작동 중에는 증가하고 일시 정지 중에는 감소합니다. 허용 가능한 온도 편차가 높을수록 주어진 PV Tq = Tp + se에서 사이클 시간이 길어지고 엔진 가열 시정수 Tn이 작아집니다.
가능한 최대 엔진 온도 한계까지 허용 가능한 사이클 시간을 제한하십시오. 간헐적으로 작동하는 가정용 엔진의 경우 허용 가능한 주기 시간은 10분으로 설정됩니다. 따라서 이러한 모터는 표준 듀티 시간(듀티 사이클 = 15, 25, 40 및 60 및 100%)에 대한 그래프가 그림 1에 표시된 듀티 사이클용으로 설계되었습니다. 1.듀티 사이클이 증가하면 모터의 정격 출력이 감소합니다.
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(DE 시리즈 굴삭기용 버전).
지정된 시리즈의 기계는 관성 모멘트를 감소시키는 길쭉한 회 전자 (전기자) 모양이 특징입니다 과도 프로세스 중에 고정자 권선에서 발생하는 손실을 줄이기 위해 MTKF 및 MTKN 시리즈 모터는 증가된 공칭 슬립 sHOM = 7 ÷ 12%. 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.
V 크레인 모터 AC 모드는 듀티 사이클 = 40%, DC 모터의 경우 지속 시간이 60분인 단기 모드(듀티 사이클 = 40%와 함께)의 주요 정격 모드로 간주됩니다. PVNOM = 40%에서 크레인 및 야금 시리즈 엔진의 공칭 출력 범위는 다음과 같습니다. MTF 및 MTKF 시리즈의 경우 1.4-22kW; MTKN 및 MTN 시리즈의 경우 각각 3-37kW 및 3-160kW; D 시리즈의 경우 2.4~106kW D 시리즈 블로운 모터는 듀티 사이클 = 100%인 정격 출력 2.5~185kW용으로 제작되었습니다.
농형 모터는 2개 또는 3개의 개별 고정자 권선이 있는 다중 속도 설계를 가질 수 있습니다. 극 수가 6/12, 6/16 및 6/20이고 PVNOM = 40%에서 정격 전력이 2.2~22kW인 MTKN 시리즈; 극 수가 4/12, 4/24 및 4/8/24이고 PVN0M = 25%에서 정격 전력이 4~45kW인 MTKF 시리즈.듀티 사이클이 40%인 2.2 - 200(220) kW의 출력 범위에서 새로운 4MT 시리즈의 비동기식 크레인 및 야금 모터의 생산이 계획되어 있습니다.
2개의 모터 드라이브를 사용하면 나열된 유형의 전기 기계의 적용 범위가 두 배로 늘어납니다. 필요한 전력이 크면 A 시리즈, AO, AK, DAF 등의 비동기 모터가 사용되며 PE, MPE 굴삭기 버전과 같이 특수 수정된 동일한 P 시리즈의 DC 모터가 사용됩니다. 엘리베이터 MP L 등
크레인 및 야금 시리즈 용 엔진 선택은 실제 작업 일정이 그림에 표시된 공칭 일정 중 하나와 일치하는 경우 가장 간단하게 수행됩니다. 1. 카탈로그 및 참조 서적에는 모터 정격이 PV-15, 25, 40, 60 및 100%로 나열되어 있습니다. 따라서 드라이브가 정격 주기에서 일정한 정적 부하 Pst로 작동할 때 PNOM > Rst 조건에서 카탈로그에서 가장 가까운 전력을 가진 모터를 선택하는 것은 어렵지 않습니다.
그러나 실제 사이클은 일반적으로 더 복잡하고 사이클의 다른 부분에서 엔진 부하가 다르며 전환 시간이 공칭 시간과 다릅니다. 이러한 조건에서 엔진 선택은 그림의 공칭 일정 중 하나와 일치하는 동등한 일정에 따라 수행됩니다. 1. 이를 위해 영구 등가 난방 부하는 먼저 유효한 PST에서 결정된 다음 표준 PST0M 켜짐 시간으로 다시 계산됩니다. 재계산은 다음 비율을 사용하여 수행할 수 있습니다.
듀티 사이클의 변화에 따라 변하고 엔진 가열에 상당한 영향을 미치는 두 가지 중요한 요소를 고려하지 않았기 때문에 비율은 근사치입니다.
쌀. 1.간헐적 듀티에 대한 모터의 정격 듀티 사이클.
첫 번째 요인은 지속적인 손실로 인해 모터에서 방출되는 열의 양입니다. 이 열의 양은 PV가 증가함에 따라 증가하고 PV가 감소함에 따라 감소합니다. 따라서 대형 태양광 발전소로 가면 발열량이 증가하고 그 반대도 마찬가지다.
두 번째 요소는 엔진의 환기 조건입니다. 자가 환기를 사용하면 작업 중 냉각 조건이 휴식 시간보다 몇 배 더 좋습니다. 따라서 PV가 증가하면 냉각 조건이 개선되고 감소하면 악화됩니다.
이 두 요소의 영향을 비교하면 서로 상반되고 어느 정도 상쇄된다는 결론을 내릴 수 있습니다. 따라서 최신 시리즈의 경우 대략적인 비율은 수력 발전소에 가장 가까운 공칭 듀티 사이클에 대한 재계산에만 사용되는 경우 상당히 정확한 결과를 제공합니다.
전기 추진 이론에서 모터 선택에 사용되는 평균 손실 및 등가 값의 방법은 이전에 선택한 모터의 여러 매개 변수에 대한 지식이 필요하기 때문에 검증 특성이 있음이 알려져 있습니다. 예비 선택 시 다중 오류를 방지하기 위해 특정 메커니즘의 특성을 고려할 필요가 있습니다.
일반적인 산업 주기 동작 메커니즘의 경우 가장 일반적인 세 가지 모터 사전 선택 사례를 지정할 수 있습니다.
1. 메커니즘의 듀티 사이클이 설정되고 동적 부하는 엔진 가열에 거의 영향을 미치지 않습니다.
2. 매커니즘의 주기가 정해져 있고 동하중이 엔진 발열에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
3. 메커니즘의 주기는 작업에 의해 결정되지 않습니다.
첫 번째 경우는 관성 질량이 낮은 메커니즘(일회용 리프팅 및 트랙션 윈치)에 가장 일반적입니다. 엔진 가열에 대한 동적 부하의 영향은 시동 기간 tp를 정상 상태 작동 기간과 비교하여 평가할 수 있습니다.
tп << tyct인 경우 드라이브 부하 다이어그램에 따라 모터를 선택할 수 있습니다. 이 부하 다이어그램에 따르면 평균 부하 토크는 앞서 주어진 공식에 의해 결정되고 가장 가까운 정격 듀티 사이클로 다시 계산된 다음 주어진 작동 속도 ωρ에서 필요한 엔진 출력이 결정됩니다.
이 경우 동적 하중의 영향에 대한 대략적인 설명은 공식에 안전 계수 kz = 1.1 ÷ 1.5를 도입하여 수행됩니다. 비율 tp / tyct가 증가함에 따라 안전계수는 tp / tyct0.2 - 0.3에서 더 높다고 가정하여 대략적으로 증가해야 합니다.
사전 선택된 모터는 전기 구동 이론에 따른 방법 중 하나와 다음 조건의 과부하 용량으로 가열 여부를 확인해야 합니다.
여기서 Mdop은 허용되는 단기 과부하 모멘트입니다.
DC 모터의 경우 토크는 컬렉터의 전류 정류 조건에 의해 제한됩니다.
여기서 λ는 카탈로그 데이터에 따른 모터의 과부하 용량입니다.
비동기 모터의 경우 Mdop을 결정할 때 주전원 전압을 10%까지 줄일 수 있는 가능성을 고려해야 합니다. 임계 모멘트 Mcr은 응력의 제곱에 비례하므로
또한 농형유도전동기도 같은 방법으로 기동토크로 점검하여야 한다.
두 번째 경우는 관성 질량이 큰 메커니즘의 특징입니다. 이동 및 회전의 무겁고 고속 메커니즘이지만 시작 빈도가 높은 다른 경우에도 실현할 수 있습니다.
여기서 동적 하중의 영향은 과도 시간과 정상 상태 작동을 비교하여 평가할 수 있습니다. 그것들이 비교 가능하거나 tp>tact라면, 엔진이 미리 선택되어 있어도 동적 부하는 무시할 수 없습니다.
이 경우 예비 선택을 위해 현재 설정과 유추하여 관성 모멘트를 설정한 모터의 대략적인 부하 다이어그램을 구성해야 합니다. Jdw << Jm인 경우 Jdw 값의 오류는 선택의 정확성에 중요한 영향을 미칠 수 없으며 후속 검증 계산은 각 경우에 필요한 설명을 제공합니다.
마지막으로 세 번째 경우는 보편적 목적 메커니즘의 특징으로 특정 작업 주기를 구축하기 어렵습니다. 이에 대한 예는 다양한 생산 영역에서 사용할 수 있는 낮은 부하 용량을 가진 일반 천정 주행 크레인의 메커니즘입니다.
이러한 경우 엔진 선택의 기준은 엔진이 첫 번째 작업 섹션 tp1에서 최대 부하 MCT1로 작동하고 두 번째 tp2에서 최소 부하 MCT2로 작동하는 정착 주기일 수 있습니다. 이 메커니즘의 모터 가열이 작을 경우 tp1 = tp2라고 가정하여 rms(가열 시 등가) 부하 모멘트를 결정할 수 있습니다.
주어진 작동 속도에서 필요한 엔진 출력은 비율에 의해 결정됩니다.
카탈로그에 따른 모터 선택은 메커니즘에 대해 설정된 PVnom 포함의 계산된 기간에서 Ptr < Pnom 조건에 의해 이루어집니다.
크레인 메커니즘의 경우 규칙은 전체 작동 조건에 따라 결정되는 다음 작동 모드를 설정합니다.
- 빛 - L (PVNOM == 15 ÷ 25%, 시간당 시작 횟수 h <60 1 / h),
- 중간 - C(PVNOM = 25 - 40%, h <120 1/h),
- 무거운 — T(PVNOM = 40%, h < 240 1/h)
- 매우 무거운 - HT(DFR = 60%, h < 600 1/h).
- 특히 무거운 — OT(듀티 사이클 = 100%, h> 600 1/h).
통계 자료를 기반으로 한 이러한 데이터의 가용성을 통해 필요한 경우 위에서 계산된 대로 허용되는 메커니즘의 조건부 주기를 지정할 수 있습니다. 사실 근무시간은 정해져 있다.
위에서 설명한 처음 두 가지 경우와 동일한 방식으로 엔진을 미리 선택할 수 있습니다. 이는 엔진 가열에 대한 동적 부하의 영향이 중요하다고 가정할 수 있는 경우에 특히 중요합니다.