ทางเลือกของมอเตอร์ไฟฟ้า

เงื่อนไขการเลือกมอเตอร์ไฟฟ้า

การเลือกมอเตอร์ไฟฟ้าประเภทใดประเภทหนึ่งในแคตตาล็อกถือว่าถูกต้องหากตรงตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

a) การโต้ตอบที่สมบูรณ์ที่สุดของมอเตอร์ไฟฟ้ากับเครื่องจักรทำงาน (ไดรฟ์) ในแง่ของคุณสมบัติทางกล ซึ่งหมายความว่ามอเตอร์ไฟฟ้าต้องมีลักษณะทางกลที่สามารถให้ค่าความเร็วและความเร่งที่จำเป็นแก่ไดรฟ์ทั้งในระหว่างการทำงานและเมื่อเริ่มต้น

b) การใช้พลังงานสูงสุดของมอเตอร์ไฟฟ้าระหว่างการทำงาน อุณหภูมิของชิ้นส่วนที่ใช้งานทั้งหมดของมอเตอร์ไฟฟ้าในโหมดการทำงานที่รุนแรงที่สุดควรใกล้เคียงกับอุณหภูมิความร้อนที่กำหนดโดยบรรทัดฐานมากที่สุด แต่ไม่เกิน

c) ความเข้ากันได้ของมอเตอร์ไฟฟ้ากับไดรฟ์และสภาพแวดล้อมในแง่ของการออกแบบ

d) การปฏิบัติตามมอเตอร์ไฟฟ้าด้วยพารามิเตอร์ของเครือข่ายพลังงาน

ในการเลือกมอเตอร์ไฟฟ้า จำเป็นต้องมีข้อมูลเริ่มต้นดังต่อไปนี้:

ก) ชื่อและประเภทของกลไก

b) กำลังสูงสุดของเพลาขับของกลไกหากโหมดการทำงานเป็นแบบต่อเนื่องและโหลดคงที่และในกรณีอื่น ๆ - กราฟของการเปลี่ยนแปลงกำลังหรือช่วงเวลาของความต้านทานเป็นฟังก์ชันของเวลา

c) ความเร็วของการหมุนของเพลาขับของกลไก

d) วิธีการประกบของกลไกกับเพลาของมอเตอร์ไฟฟ้า (ระบุประเภทของเกียร์และอัตราส่วนเกียร์ในที่ที่มีเกียร์)

e) ขนาดของแรงบิดเริ่มต้นที่ต้องจัดเตรียมโดยมอเตอร์ไฟฟ้าบนเพลาขับของกลไก

(f) ขีดจำกัดการควบคุมความเร็วของกลไกขับเคลื่อน แสดงค่าความเร็วบนและล่าง และค่ากำลังและแรงบิดที่สอดคล้องกัน

(g) ลักษณะและคุณภาพ (ความเรียบ การไล่สี) ของการควบคุมความเร็วที่ต้องการ

(ซ) ความถี่ในการสตาร์ทหรือใช้งานไดร์ฟภายในหนึ่งชั่วโมง i) ลักษณะทางสิ่งแวดล้อม

การเลือกมอเตอร์ไฟฟ้าโดยพิจารณาจากเงื่อนไขทั้งหมดนั้นดำเนินการตามข้อมูลแคตตาล็อก

สำหรับกลไกที่แพร่หลาย การเลือกมอเตอร์ไฟฟ้านั้นง่ายขึ้นอย่างมากเนื่องจากข้อมูลที่มีอยู่ในข้อมูลที่เกี่ยวข้องของผู้ผลิต และลงมาที่การระบุประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับพารามิเตอร์ของเครือข่ายและธรรมชาติของสภาพแวดล้อม .

การเลือกมอเตอร์ไฟฟ้าตามกำลัง

การเลือกกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าจะต้องเป็นไปตามลักษณะของโหลดบนเครื่องทำงาน ตัวละครนี้ได้รับการประเมินจากสองปัจจัย:

ก) ตามโหมดการทำงานที่กำหนด

b) จากการเปลี่ยนแปลงปริมาณพลังงานที่ใช้ไป

โหมดการทำงานต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

ก) นาน (ยาว) เมื่อระยะเวลาการทำงานนานขนาดนั้น ความร้อนของมอเตอร์ไฟฟ้า ถึงค่าที่คงที่ (เช่น สำหรับปั๊ม สายพานลำเลียง พัดลม ฯลฯ)

b) ระยะสั้น เมื่อระยะเวลาของระยะเวลาการทำงานไม่เพียงพอสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าถึงอุณหภูมิความร้อนที่สอดคล้องกับภาระที่กำหนด และในทางกลับกัน ระยะเวลาปิดเครื่องก็เพียงพอที่จะทำให้มอเตอร์ไฟฟ้าเย็นลงเท่ากับอุณหภูมิแวดล้อม . มอเตอร์ไฟฟ้าที่มีกลไกหลากหลายสามารถทำงานได้ในโหมดนี้

c) ที่มีการขัดจังหวะ - ด้วยรอบการทำงานสัมพัทธ์ที่ 15, 25, 40 และ 60% โดยมีระยะเวลาหนึ่งรอบไม่เกิน 10 นาที (ตัวอย่างเช่น สำหรับเครน เครื่องตัดโลหะบางรุ่น เครื่องยนต์เชื่อมสถานีเดียว-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ).

ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของค่าการใช้พลังงาน กรณีต่อไปนี้จะแตกต่างกันไป:

ก) โหลดคงที่เมื่อปริมาณพลังงานที่ใช้ระหว่างการทำงานมีค่าคงที่หรือมีค่าเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากค่าเฉลี่ย เช่น สำหรับปั๊มหอยโข่ง พัดลม คอมเพรสเซอร์อากาศไหลคงที่ เป็นต้น

b) โหลดผันแปร เมื่อปริมาณพลังงานที่ใช้เปลี่ยนแปลงเป็นระยะ เช่น สำหรับรถขุด รถเครน เครื่องตัดโลหะบางชนิด ฯลฯ

c) โหลดเป็นจังหวะเมื่อปริมาณพลังงานที่ใช้เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง เช่น ปั๊มลูกสูบ เครื่องบดกราม ตะแกรง ฯลฯ

กำลังเครื่องยนต์ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสามประการ:

ก) ความร้อนปกติระหว่างการใช้งาน

b) ความจุเกินเพียงพอ;

c) แรงบิดเริ่มต้นเพียงพอ

มอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก:

ก) สำหรับการทำงานระยะยาว (โดยไม่ จำกัด ระยะเวลาการรวม)

b) สำหรับการทำงานเป็นช่วงๆ โดยมีเวลาเปลี่ยน 15, 25, 40 และ 60%

สำหรับกลุ่มแรก แคตตาล็อกและพาสปอร์ตแสดงพลังต่อเนื่องที่มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถพัฒนาได้เป็นเวลานานอย่างไม่มีกำหนด สำหรับกลุ่มที่สอง — พลังที่มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถพัฒนาได้ โดยทำงานเป็นพักๆ เป็นเวลานานตามอำเภอใจด้วยการเลี้ยวที่แน่นอน -ตามระยะเวลา

การเลือกอย่างถูกต้องในทุกกรณีถือเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งทำงานกับโหลดตามกำหนดเวลาที่กำหนดโดยเครื่องทำงานถึงความร้อนที่อนุญาตอย่างเต็มที่ของชิ้นส่วนทั้งหมด การเลือกใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแบบที่เรียกว่า "พลังงานสำรอง" ตามโหลดที่ใหญ่ที่สุดตามกำหนดการ นำไปสู่การใช้มอเตอร์ไฟฟ้าน้อยเกินไป และส่งผลให้ต้นทุนทุนและต้นทุนการดำเนินงานเพิ่มขึ้นเนื่องจากปัจจัยด้านพลังงานและประสิทธิภาพลดลง

กำลังเครื่องยนต์ที่เพิ่มขึ้นมากเกินไปอาจทำให้เกิดการกระตุกระหว่างการเร่งความเร็ว

หากมอเตอร์ไฟฟ้าต้องทำงานเป็นเวลานานโดยมีโหลดคงที่หรือเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย การกำหนดกำลังของมอเตอร์นั้นไม่ใช่เรื่องยากและดำเนินการตามสูตรที่มักจะรวมถึงค่าสัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์

การเลือกพลังของมอเตอร์ไฟฟ้าในโหมดการทำงานอื่นนั้นยากกว่ามาก

โหลดระยะสั้นนั้นมีลักษณะเฉพาะคือช่วงเวลาของการรวมนั้นสั้นและการหยุดพักนั้นเพียงพอสำหรับการระบายความร้อนของมอเตอร์ไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ ในกรณีนี้ สันนิษฐานว่าภาระของมอเตอร์ไฟฟ้าในช่วงระยะเวลาการสลับคงที่หรือเกือบคงที่

เพื่อให้มอเตอร์ไฟฟ้าใช้งานได้อย่างถูกต้องเพื่อให้ความร้อนในโหมดนี้ จำเป็นต้องเลือกเพื่อให้พลังงานต่อเนื่อง (ระบุไว้ในแคตตาล็อก) น้อยกว่าพลังงานที่สอดคล้องกับโหลดระยะสั้น เช่น มอเตอร์ไฟฟ้ามีความร้อนเกินในช่วงระยะเวลาการทำงานระยะสั้น

หากระยะเวลาการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าน้อยกว่าเวลาที่จำเป็นสำหรับการทำความร้อนอย่างสมบูรณ์ แต่การหยุดชั่วคราวระหว่างช่วงเวลาของการเปิดเครื่องนั้นสั้นกว่าเวลาของการทำความเย็นที่สมบูรณ์อย่างมีนัยสำคัญ แสดงว่ามีการโหลดซ้ำในระยะสั้น

ในทางปฏิบัติควรแยกงานดังกล่าวออกเป็นสองประเภท:

ก) โหลดในช่วงระยะเวลาของการทำงานมีขนาดคงที่ ดังนั้นกราฟจึงแสดงเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าสลับกับการหยุดชั่วคราว

b) โหลดในระหว่างระยะเวลาการทำงานเปลี่ยนแปลงตามกฎหมายที่ซับซ้อนมากขึ้นหรือน้อยลง

ในทั้งสองกรณี ปัญหาของการเลือกมอเตอร์ไฟฟ้าในแง่ของพลังงานสามารถแก้ไขได้ทั้งในเชิงวิเคราะห์และเชิงกราฟิก ทั้งสองวิธีค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้นแนะนำให้ใช้วิธีขนาดเท่ากันอย่างง่าย ซึ่งมีสามวิธี:

ก) กระแส rms;

b) รากหมายถึงกำลังสอง;

(c) รากหมายถึงโมเมนต์กำลังสอง

การตรวจสอบความสามารถในการโอเวอร์โหลดเชิงกลของมอเตอร์ไฟฟ้า

หลังจากเลือกกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าตามเงื่อนไขการให้ความร้อนแล้ว จำเป็นต้องตรวจสอบความสามารถในการโอเวอร์โหลดเชิงกลของมอเตอร์ไฟฟ้า นั่นคือ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงบิดโหลดสูงสุดตามกำหนดเวลาระหว่างการทำงานและแรงบิดเริ่มต้นจะไม่ เกินช่วงเวลาค่าแรงบิดสูงสุดตามแคตตาล็อก

ในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสและแบบซิงโครนัส ค่าของโอเวอร์โหลดเชิงกลที่อนุญาตจะพิจารณาจากโมเมนต์แม่เหล็กไฟฟ้าที่พลิกคว่ำ เมื่อถึงจุดที่มอเตอร์ไฟฟ้าเหล่านี้หยุด

ผลคูณของแรงบิดสูงสุดตามพิกัดควรเป็น 1.8 สำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสที่มีวงแหวนสลิป และอย่างน้อย 1.65 สำหรับมอเตอร์แบบกรงกระรอกเดียวกัน ทวีคูณของแรงบิดสูงสุดของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสต้องมีค่าอย่างน้อย 1.65 ที่แรงดันไฟฟ้า ความถี่ และกระแสกระตุ้นที่กำหนด โดยมีตัวประกอบกำลังเท่ากับ 0.9 (ที่กระแสไฟฟ้านำ)

ในทางปฏิบัติ มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัสมีความสามารถในการโอเวอร์โหลดเชิงกลสูงถึง 2-2.5 และในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบพิเศษบางตัว ค่านี้จะเพิ่มเป็น 3-3.5

โอเวอร์โหลดที่อนุญาตของมอเตอร์กระแสตรงจะพิจารณาจากสภาวะการทำงานและตาม GOST คือตั้งแต่ 2 ถึง 4 ต่อแรงบิด ขีดจำกัดล่างใช้กับมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นแบบขนาน และขีดจำกัดบนสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีการกระตุ้นแบบอนุกรม

หากเครือข่ายการจัดหาและการจำหน่ายมีความอ่อนไหวต่อโหลด จะต้องตรวจสอบความสามารถในการโอเวอร์โหลดเชิงกล โดยคำนึงถึงการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในเครือข่าย

สำหรับการลัดวงจรแบบอะซิงโครนัสและมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัส แรงบิดเริ่มต้นทวีคูณต้องมีอย่างน้อย 0.9 (เทียบกับค่าเล็กน้อย)

ในความเป็นจริง ตัวคูณแรงบิดเริ่มต้นในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบเซลล์คู่กระรอกและมอเตอร์ไฟฟ้าแบบร่องลึกนั้นสูงกว่ามากและสูงถึง 2-2.4

เมื่อเลือกกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าควรคำนึงถึงความถี่ในการสลับที่ส่งผลต่อความร้อนของมอเตอร์ไฟฟ้าความถี่การสลับที่อนุญาตขึ้นอยู่กับสลิปปกติ แรงบิดของโรเตอร์มู่เล่ และความถี่ของกระแสไหลเข้า

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสประเภทปกติไม่อนุญาตให้โหลดตั้งแต่ 400 ถึง 1,000 และมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีสลิปเพิ่มขึ้น - จาก 1,100 ถึง 2,700 เริ่มต้นต่อชั่วโมง เมื่อสตาร์ทภายใต้ภาระ จำนวนการสตาร์ทที่อนุญาตจะลดลงอย่างมาก

กระแสเริ่มต้นของมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีโรเตอร์แบบกรงกระรอกนั้นมีขนาดใหญ่ และเหตุการณ์นี้ในเงื่อนไขของการสตาร์ทบ่อยครั้งและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเวลาเร่งความเร็วเพิ่มขึ้นเป็นสิ่งสำคัญ

ซึ่งแตกต่างจากมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีเฟสโรเตอร์ ซึ่งความร้อนส่วนหนึ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการสตาร์ทจะถูกปล่อยออกมาในรีโอสแตท นั่นคือ ภายนอกเครื่องจักร ในเครื่องยนต์กรงกระรอก ความร้อนทั้งหมดจะถูกปล่อยเข้าไปในตัวเครื่อง ซึ่งทำให้ความร้อนเพิ่มขึ้น ดังนั้นการเลือกกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าเหล่านี้จึงต้องคำนึงถึงความร้อนในระหว่างการสตาร์ทหลายครั้ง