РЕЖИМ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. Пв асинхронного двигателя


Режимы работы электродвигателей - Help for engineer

Режимы работы электродвигателей

Параметры, описывающие режимы работы электродвигателей:

- длительность рабочего цикла; - характер и величина действующей нагрузки; - потери при пуске, торможении и во время установившегося режима работы; - способ охлаждения.

Возможные комбинации выше приведенных характеристик имеют огромное разнообразие и поэтому изготовление двигателей для каждого из них не целесообразно. По наиболее часто используемым и востребованным характерам работы были выделены номинальные режимы, для которых, собственно, и изготовляются серийные электродвигатели. Параметры электрической машины, которые указаны в паспорте, характеризуют ее работу в одном из номинальных режимов. Изготовитель гарантирует нормальную, безотказную работу эл. двигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке. Необходимо обязательно учитывать режим работы электропривода при выборе двигателя, это обеспечит надежную работу механизма.

Межгосударственным стандартом ГОСТ 183-74 предусмотрено 8 номинальных режимов для электродвигателей, которые обозначаются как S1-S8, их краткое описание приведено ниже в статье.

ГОСТ 183-74 - Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия Скачать | 420 Кб

S1 – продолжительный режим работы, характеризуется работой электродвигателя при постоянной нагрузке (Р) и потерях (РV) на протяжении длительного времени, пока все части машины не достигнут неизменной температуры (Ɵmax=Ɵнагр).

где Ɵ0 – температура внешней среды.

S2 – кратковременный режим работы – это работа электродвигателя на протяжении небольшого отрезка времени (Δtp) под постоянной нагрузкой (P). При работе за определенное время (Δtp) составляющие двигателя не успевают нагреваться до установившейся температуры (Ɵmax), после этого машину останавливают и она охлаждается до температуры внешней среды (превышая ее не более чем на 2°С).

S3 – периодический повторно-кратковременный режим работы, представляет собой последовательность одинаковых циклов, работа в которых происходит при постоянной, неизменной нагрузке. За это время электродвигатель не успевает нагреться до максимальной температуры и при останове не охлаждается до температуры окружающей среды. Не учитываются потери, возникшие при запуске двигателя (пусковой ток не оказывает большого влияния), то есть они не нагревают детали машины. Длительность цикла не превышает десяти минут.

где Δtp – время работы двигателя; ΔtR – время простоя, охлаждения; Ɵнагр1 – температура двигателя при максимальном охлаждении во время цикла; Ɵнагр2 – максимальная температура нагрева.

Продолжительность включения (ПВ) характеризует данный режим работы и находится по формуле:

Существуют нормированные значения ПВ: 60%, 40%, 25%, 15%.

Указанные в каталогах мощности электродвигателей приводятся для «Продолжительного режима работы (S1)». Если же двигатель будет работать в других режимах, к примеру, S2 или S3, то нагревание его будет происходить медленнее, что позволит увеличить нагрузку на некоторое время. Для режима S2 допускается увеличение нагрузки на 50% на период времени 10 минут, 25% - 30 минут, 10% - 90 минут. Для работы механизма в режиме S3 лучше всего применять приводной асинхронный двигатель с повышенным скольжением

S1 – S3 являются основными режимами работы, а S4 - S8 были введены для расширения возможностей первых, и предоставления более широкого ряда электродвигателей под конкретные задачи.

S4 – повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов, представляется в виде циклической последовательности, в каждом цикле выполняется пуск двигателя за время (Δtd), работа двигателя при постоянной нагрузке в течении (Δtp), за эти промежутки времени машина не успевает достичь максимальной температуры (установившейся), а за время паузы (ΔtR) не остывает до внешней среды.

S5 – Повторно-кратковременный режим с электрическим торможением и влиянием пусковых процессов включает в себя те же характерности режима, что и S4, с осуществлением торможения электродвигателя за время (ΔtF). Этот режим работы характерен для электропривода лифтов.

S6 – перемежающийся режим работы – последовательность циклов, при которой работа происходит в течении времени (Δtр) с нагрузкой, и время (ΔtV) работает на холостом ходу. Двигатель не нагревается до предельной температуры.

S7 – Перемежающийся режим с влиянием пусковых токов и электрическим торможением, особенностью является отсутствие пауз в работе, что обеспечивает 100% периодичность включения. Описывается работа в данном режиме последовательными циклами с достаточно долгим пуском (Δtd), нормальной работой при неизменной нагрузке и торможением двигателя.

S8 - Периодический перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения. Так же как и предыдущий режим, этот не содержит пауз, соответственно ПВ=100%. Реализация данного S8 режима происходит в асинхронных двигателях при переключении пар полюсов. Каждый последовательный цикл состоит из времени разгона (Δtd), работы (Δtр) и торможения (ΔtF), но при разных нагрузках, а соответственно при разных скоростях вращения ротора (n).

Добавить комментарий

h4e.ru

РЕЖИМ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. - РЕМОНТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ -

При выборе электродвигателя следует учитывать режим работы электродвигателя. В технических каталогах производителей указанны параметры электродвигателя при режиме работы S1 кроме двигателей с повышенным скольжением. Электродвигатель работающий в режимах S2 или S3 допускает большую мощность подключения на валу. Например при режиме S2 мощность может быть увеличена на 50 % от номинальной на 10 минут работы электродвигателя, на 25% на 30 минут работы и на 10 % на 90 минут работы. Режим работы электродвигателя S3 применяется для электродвигателей повышенного скольжения.

Международная классификация предусматривает 8 номинальных режимов работы электродвигателя с условными обозначениями S1 - S8.

Продолжительный режим работы электродвигателя S1 - работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.

Кратковременный режим работы электродвигателя S2 — работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды. Для кратковременного режима работы нормируется продолжительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя S3 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.  В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин. Режим характеризуется величиной продолжительности включения в процентах: 

ПВ = (tр / (tр + tп)) х 100%

Нормируемые значения продолжительности включения: 15, 25, 40, 60 %, или относительные значения продолжительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60. Для режима S3 номинальные данные соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.

Режимы работы электродвигателей S1 - S3 являются в настоящее время основными, номинальные данные на которые включаются отечественными производителями в каталоги и паспорт машины. 

Номинальные режимы работы электродвигателей S4 - S8 введены для того, чтобы впоследствии упростить задачу эквивалентирования произвольного режима номинальным, расширив номенклатуру последних.

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов S4 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время пуска, достаточно длительное для того, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей машины, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S5 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает достаточно длительное время пуска, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, время быстрого электрического торможения и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

Перемежающийся режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение. Режим не содержит пауз.

Перемежающийся режим работы электродвигателя с периодически изменяющейся частотой вращения S8 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или несколько периодов при других постоянных нагрузках, каждой из которых соответствует своя частота вращения (например, этот режим реализуется при переключении числа пар полюсов асинхронного двигателя). Режим не содержит пауз.

Источник:

energo.ucoz.ua

Расчет мощности двигателя подъема мостового крана. Выбор асинхронного двигателя с фазным ротором

Расчет мощности двигателя подъема мостового крана. Выбор асинхронного двигателя с фазным ротором

Статическая мощность на валу двигателя в установившемся режиме при подъеме

Pсп1 = = = 562(кВт)

Pсп2 = = = 33(кВт)

где h - КПД механизма, определяется по кривым [4], в общем случае можно принять hн = 0,8; hо = 0,3;

Go, G – сила тяжести крюка и груза, соответственно, Н;

Статическая мощность при опускании пустого крюка

Pcc = Go V ( - 2) = 0,9 1,1 = 13.2(кВт)

Статическая мощность при опускании груза

Pcc = (G + Go) V (2 - ) = (40 + 0,9) 1,1

= 337(кВт)

Скорость спуска принимается равной скорости подъема.

Эквивалентная статическая мощность приведенная к ближайшей стандартной продолжительности включения ПВ ном

Pcэкв = = = 328(кВт)

По справочнику [6] или приложению 2 выбирается асинхронный двигатель с фазным ротором по условию

Pдв Кз Рсэкв 1,1 328 361(кВт)

и выписываются его паспортные данные

Тип 14.4МТН355S10

Рн, кВт ŋн, об/мин Мк, н м Е2к, В I1н,А I2н, А

 

где Кз = (1,1 – 1,4 ) – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и торможения.

Двигатель удовлетворяет требованиям допустимой кратковременной перегрузки, если выполняется условие

Mcmax 0,8 Mmax

где Мсмакс – максимальный статический момент при подъеме груза

Ммакс – максимальный момент двигателя, равный критическому

Mcmax = = = 9213(Н м)

Wн = = = 61(рад/с)

Mcmax 0,8 Mmax

Mcmax 0,8 18240(Н м)

Mcmax м)

9213(Н м) 14592(Н м)

 

Расчет мощности двигателя передвижения мостового крана. Выбор двигателя постоянного тока

Статическая мощность на валу двигателя передвижения моста в установившемся режиме

Pc1 = K ∙ =

= 1,8 ∙ = 13.5(кВт)

Pc2 = K∙ =1,8 ∙ =

= 8.33(кВт)

r = 0,25 R = 0,25 0,35 = 0,0875м

где К – коэффициент, учитывающий сопротивление движению из-за трения реборд ходовых колес о рельсы, К = 1,8 – 2,5;G, Gм – сила тяжести груза и моста соответственно, Н;m - коэффициент трения в опорах ходовых колес, для подшипников качения принимается m = 0,015 – 0,02;f – коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, принимается f = 0,0005 – 0,0012; - радиус шейки оси ходового колеса, м; где h - КПД механизма, определяется по кривым [4], в общем случае можно принять hн = 0,8

Эквивалентная статическая мощность приведенная к ближайшей стандартной продолжительности включения ПВ ном

Pсэкв = = = 11.2(кВт)

Для механизма передвижения моста выбираются2 двигателя постоянного тока по условию:

Pдв Кз 1,1 6.16(кВт)

Pдв 6.16(кВт)

где n – количество двигателей; Кз = (1,1 – 1,4) – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и торможения.

По справочнику [6] или приложению 3 выбирается двигатель постоянного тока

 

Дв. 2ПО200L

Рном, кВт Uном, В nном, об/мин Класс изоляции ŋном, % Rя, Ом Rв, Ом
7.1 B 83,5 0,37

 

Двигатель удовлетворяет требованиям допустимой кратковременной перегрузки, если выполняется условие

Mcmax 0,8 Mmax

где Мсмакс – максимальный статический момент при подъеме груза

Ммакс – максимальный момент двигателя, равный критическому

Mcmax = = = 1719(Н м)

Wн = = = 7.85(рад/с)

Mmax = 2,5 Mн = 2,5 904 = 2260(Н м)

Mн = = = 904(Н м)

Mcmax 0.8 2260 2

1719(Н м) 3616(Н м)

Расчет мощности двигателя главного привода токарного станка. Выбор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Скорость резания

Vz =

где Т – стойкость резца. Среднее значение стойкости при одно инструментальной обработке Т = 30 – 60 мин;s – подача, мм/об, выбирается по справочнику [5] в зависимости от диаметра, материала детали, глубины резания;Cv, m, x, y – коэффициент и показатели степени, определяются по [5]

y = 0,35; x = 0,15; m = 0,2; Cv = 340; S = 0.3

Vz = = 200(м/мин).

Усилие резания

Fz = 9,81 Cf

где Cf, x, y, n – коэффициент и показатели степени, определяются по справочнику [5] где Cf = 300; x = 1; y = 0,75; n = -0,15

Fz = 9,81 300 = 2354.4(H)

Мощность резания

Pz =

Pz = = 7.9(кВт)

Частота вращения шпинделя

n =

n = = 248(об/мин).

Машинное время (время обработки)

Tm =

Tm = = 0,5(мин).

Циклограмма станка следующая: черновая обработка, пауза, далее цикл повторяется.

По рассчитанным мощностям строится нагрузочная диаграмма и определяется эквивалентная мощность

Pэкв =

Pэкв = = 5.6(кВт).

где Ро- мощность потерь холостого хода

Po = = = 1.2(кВт).

h - КПД станка, принимается равным 0,75-0,8

По справочнику [6] или приложению выбирается асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором по условию

Двигатель 4А1L2M2У3

Рном, кВт Sном, % ном, % Cos ном Mmax Мн Мп Мн Iп Iн
7.5 2,6 87.5 0,88 2,2 7,5

Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие

Mcmax 0,8 Mmax

где Мсмакс – максимальный статический момент при передвижении крана

Ммакс – максимальный момент двигателя, равный критическому

Mн = = = 24.5(Н м)

Mcmax = = = 25.8(Н м)

Wн = = = 306(рад/с)

nн = no (1 – Sн) = 3000 (1 – 0,023) = 2931(об/мин)

Mmax = 2,2 Mн = 2,2 24.5 = 53.9(Н м)

25.8(Н м) 0,8 53.9(Н м)

25.8(Н м) 43.12(Н м)

Двигатель подъема

Ток теплового расцепителя автоматического выключателя выбирается из условия

Iрасц 1,25 Iдл

Iрасц 1,25 392(А)

Iрасц 490(А)

где Iдл = Iном – ток расчетной длительной нагрузки;

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя автоматического выключателя проверяется по максимальному кратковременному току линии

Iсрэл 1,2 Iп

Iсрэл 1,2 (3 392) 1411(А)

Автоматический выключатель:

Тип Номинальный ток Кратность установки Iоткл,кА
Iна Iнр Ку(тр) Ку(эмр)
ВА 51-39 1.25

 

 

Ток срабатывания реле максимального тока

Iср = Iдл = 392 = 1078(А)

где Кнад = 1,1 – 1,25 – коэффициент надежности;

Ксз = 2 – 3 - коэффициент самозапуска, учитывающий увеличение тока нагрузки при самозапуске двигателя;

Квзв = 0,8 – 0,85 – коэффициент возврата;

Тип аппаратуры выбирается по справочнику [7] или приложениям 4-6

Реле макс. тока:

Каталожный номер Ток катушки Пределы регулирования
2ТД.304.096-2 При ПВ = 40% 420-1280

 

Выбор кабеля:

Сечение проводов для напряжения до 1000 В по условию нагрева определяется по справочнику [7] или приложению 7в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузки из соотношения

Iдоп Iдл = Iном

Iдоп 500(А)

 

Сечение проводников уточняется в соответствии с аппаратами зашиты

Iдоп 1,25 Iдл

Iдоп 1,25 500(А) 625(А)

3ВВГ3 (1 95) Iдоп = 3 215(А)

 

Двигатель токарного станка

Ток теплового расцепителя автоматического выключателя выбирается из условия

Iрасц 1,25 Iдл Iдл = Iном

Iном = = = 28,5(А)

Iрасц 1,25 28,5(А)

Iрасц 35,6(А)

где Iдл = Iном – ток расчетной длительной нагрузки;

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя автоматического выключателя проверяется по максимальному кратковременному току линии

Iсрэл 1,2 Iп

Iсрэл 1,2 214(А) 256(А)

Iп = 7,5 Iном

Iп = 7,5 28,5(А) = 214(А)

Автоматический выключатель:

 

Тип Номинальный ток Кратность установки Iоткл,кА
Iна Iнр Ку(тр) Ку(эмр)
ВА 51-31 1.35

 

Ток срабатывания реле максимального тока

1,15 Iдл

1,15 28,5(А) = 33(А)

Тип аппаратуры выбирается по справочнику [7] или приложениям 4-6

Тепловое реле:

Тип Величина пускателя Iном пускателя Iном теплового реле
РТЛ 35,5

 

Выбор провода:

Сечение проводов для напряжения до 1000 В по условию нагрева определяется по справочнику [7] или приложению 7в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузки из соотношения

Iдоп Iдл = Iном

Iдоп 100(А)

Сечение проводников уточняется в соответствии с аппаратами зашиты

Iдоп 1,35 Iном

Iдоп 1,35 40(А) 54(А)

ПВ34 (1 10) Iдоп = 59(А)

 

Двигатель насоса

Ток теплового расцепителя автоматического выключателя выбирается из условия

Iрасц 1,25 Iдл Iдл = Iном

Iном = = = 1,3(А)

Iрасц 1,25 1,3(А)

Iрасц 1,6(А)

где Iдл = Iном – ток расчетной длительной нагрузки;

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя автоматического выключателя проверяется по максимальному кратковременному току линии

Iсрэл 1,2 Iп

Iсрэл 1,2 6,5(А) 8(А)

Iп = 5 Iном

Iп = 5 1,3(А) = 6,5(А)

Автоматический выключатель:

Тип Iном Iном теплового расцепителя
АЕ 2026 1,6

 

Ток срабатывания реле максимального тока

1,15 Iдл

1,15 1,3(А) = 1,5(А)

Тип аппаратуры выбирается по справочнику [7] или приложениям 4-6

Тепловое реле:

Тип Величина пускателя Iном пускателя Iном теплового реле
РТЛ 2,05

 

Выбор провода:

Сечение проводов для напряжения до 1000 В по условию нагрева определяется по справочнику [7] или приложению 7в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузки из соотношения

Iдоп Iдл = Iном

Iдоп 2,05(А)

Сечение проводников уточняется в соответствии с аппаратами зашиты

Iдоп 1,35 Iном

Iдоп 1,35 1,6(А) 2,16(А)

ПВЗ4 (1 1) Iдоп =14(А)

 

Расчет мощности двигателя подъема мостового крана. Выбор асинхронного двигателя с фазным ротором

Статическая мощность на валу двигателя в установившемся режиме при подъеме

Pсп1 = = = 562(кВт)

Pсп2 = = = 33(кВт)

где h - КПД механизма, определяется по кривым [4], в общем случае можно принять hн = 0,8; hо = 0,3;

Go, G – сила тяжести крюка и груза, соответственно, Н;

Статическая мощность при опускании пустого крюка

Pcc = Go V ( - 2) = 0,9 1,1 = 13.2(кВт)

Статическая мощность при опускании груза

Pcc = (G + Go) V (2 - ) = (40 + 0,9) 1,1

= 337(кВт)

Скорость спуска принимается равной скорости подъема.

Эквивалентная статическая мощность приведенная к ближайшей стандартной продолжительности включения ПВ ном

Pcэкв = = = 328(кВт)

По справочнику [6] или приложению 2 выбирается асинхронный двигатель с фазным ротором по условию

Pдв Кз Рсэкв 1,1 328 361(кВт)

и выписываются его паспортные данные

Тип 14.4МТН355S10

Рн, кВт ŋн, об/мин Мк, н м Е2к, В I1н,А I2н, А

 

где Кз = (1,1 – 1,4 ) – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и торможения.

Двигатель удовлетворяет требованиям допустимой кратковременной перегрузки, если выполняется условие

Mcmax 0,8 Mmax

где Мсмакс – максимальный статический момент при подъеме груза

Ммакс – максимальный момент двигателя, равный критическому

Mcmax = = = 9213(Н м)

Wн = = = 61(рад/с)

Mcmax 0,8 Mmax

Mcmax 0,8 18240(Н м)

Mcmax м)

9213(Н м) 14592(Н м)

 



infopedia.su

Выбор мощности электродвигателя | мтомд.инфо

От правильного выбора мощности электродвигателя зависят технико-экономические показатели электропривода (себестоимость, габариты, экономичность, надежность в эксплуатации и другие). Если нагрузка на электродвигатель стабильная, то определение его мощности ограничивается лишь выбором по каталогу:

Рн ≥ Рнагр,

где Рн — мощность выбираемого двигателя,Рнагр - мощность нагрузки.

Если же нагрузка на электродвигатель переменная, то, чтобы провести выбор мощности электродвигателя, необходимо иметь график нагрузки I = f(t). Плавную кривую заменяют ступенчатой линией, полагая, что за время t1 в двигателе течет ток I1, за время t2 — ток I2 и так далее.

График нагрузки электродвигателя

график нагрузки электродвигателяИзменяющийся ток заменяют эквивалентным ему током Iэ, который за время одного цикла работы tц производит одинаковое, тепловое действие с током, изменяющимся ступенями. Тогда:

выбор мощности электродвигателяНоминальный ток электродвигателя должен быть равным или больше эквивалентного, то есть Iн ≥ Iэ.

Поскольку почти у всех двигателей вращающий момент прямо пропорционален току нагрузки М ~ Iн, то можно записать и выражение для эквивалентного вращающего момента:

эквивалентно вращающий момент электродвигателяУчитывая, что мощность Р = Мw, выбор мощности электродвигателя может также производиться по эквивалентной мощности:

эквивалентная мощность электродвигателя

При повторно-кратковременном режиме двигатель за период работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время перерыва в работе не охлаждается до температуры окружающей среды.

График повторно-кратковременной нагрузки электродвигателя

график повторно-кратковременной нагрузки электродвигателя

Для этого режима вводится понятие относительной продолжительности включения (ПВ). Она равна отношению суммы рабочего времени ко времени цикла tц, состоящего из времени работы и времени паузы tо:

относительная продолжительность включения электродвигателяЧем больше ПВ, тем меньше номинальная мощность при, равных габаритах. Следовательно, двигатель, рассчитанный на работу в течение 25% времени цикла при номинальной мощности, нельзя оставлять под нагрузкой 60% времени цикла при той же мощности. Электродвигатели строятся для стандартных ПВ — 15, 25, 40, 60%, причем ПВ — 25% принимается за номинальную. Двигатель рассчитывается на повторно кратковременный режим, если продолжительность цикла не превышает 10 мин. Если расчетные значения ПВ отличаются от стандартных, то при выборе мощности двигателя Рэ следует вносить поправку:

выбор мощности электродвигателя

www.mtomd.info