اختيار المحركات لآليات العمل الدورية

تعمل المشغلات الكهربائية ذات الحركة الدورية في وضع دوري ، ومن السمات المميزة لها بدء تشغيل المحرك وإيقافه بشكل متكرر. من المعروف من مسار نظرية المحرك الكهربائي أن خسائر الطاقة في العمليات العابرة تعتمد بشكل مباشر على لحظة القصور الذاتي للمحرك الكهربائي J∑ ، والجزء الرئيسي منها ، إذا استبعدنا آليات القصور الذاتي ، هو لحظة القصور الذاتي من محرك جدف. لذلك ، في وضع القطع ، من المستحسن استخدام محركات ، عند القوة المطلوبة والسرعة الزاوية ، من المحتمل أن يكون لها أصغر لحظة من القصور الذاتي Jdv.

وفقًا لظروف التسخين ، يكون الحمل المسموح به للمحرك في التشغيل المتقطع أعلى منه في التشغيل المستمر. عند البدء بالمكبر محرك تحميل ثابت يجب أيضًا تطوير عزم بدء تشغيل متزايد يتجاوز ثابتًا بقيمة عزم الدوران الديناميكي المطلوب. لذلك ، تتطلب العملية المتقطعة قدرة تحميل زائدة للمحرك أكبر من التشغيل طويل المدى.يتم تحديد متطلبات سعة التحميل الزائدة العالية أيضًا من خلال الحاجة إلى التغلب على الأحمال الزائدة الميكانيكية قصيرة الأجل الناتجة عن فصل الأحمال وحفر التربة وما إلى ذلك.

أخيرًا ، تختلف ظروف التدفئة والتبريد للمحركات في التشغيل المتقطع عن ظروف التشغيل المستمر. يظهر هذا الاختلاف بشكل خاص في المحركات ذاتية التهوية ، لأن كمية هواء التبريد التي تدخل المحرك تعتمد على سرعته. خلال فترات التوقف والإيقاف المؤقت ، يكون تبديد حرارة المحرك ضعيفًا ، مما يؤثر بشكل كبير على حمل المحرك المسموح به.

تحدد كل هذه الشروط الحاجة إلى استخدام محركات خاصة في المحركات الكهربائية بآليات عمل دورية ، يكون حملها الاسمي دوريًا ، وتتميز بدورة عمل اسمية معينة

حيث Tp و se - وقت العمل ووقت الإيقاف المؤقت ، على التوالي.

في الوضع المتقطع ، عند التشغيل عند الحمل المقنن ، تتقلب درجة حرارة المحرك حول القيمة المسموح بها ، وتزداد أثناء التشغيل وتتناقص أثناء التوقف. من الواضح أنه كلما زادت انحرافات درجة الحرارة عن المسموح به ، زادت مدة الدورة عند درجة حرارة PV معينة = Tp + se وأصغر ثابت الوقت لتسخين المحرك Tn.

إلى الحد الأقصى لدرجة حرارة المحرك الممكنة ، حدد وقت الدورة المسموح به. بالنسبة للمحركات المنزلية ذات التشغيل المتقطع ، يتم ضبط وقت الدورة المسموح به على 10 دقائق. وبالتالي ، تم تصميم هذه المحركات لدورة عمل يظهر الرسم البياني لأوقات العمل القياسية (دورة العمل = 15 و 25 و 40 و 60 و 100٪) في الشكل. 1.مع زيادة دورة العمل ، تقل القدرة المقدرة للمحرك.

تنتج الصناعة عددًا من سلاسل محركات الأحمال المتقطعة:

- الرافعات غير المتزامنة ذات العضو الدوار السنجابي في سلسلة MTKF ودوار الطور في سلسلة MTF ؛

- سلسلة ميتالورجية مماثلة MTKN و MTN ؛

- سلسلة DC D (في إصدار حفارات سلسلة DE).

تتميز الآلات من السلسلة المحددة بشكل دوار ممدود (المحرك) ، مما يوفر انخفاضًا في لحظة القصور الذاتي. من أجل تقليل الخسائر الصادرة في لف الجزء الثابت أثناء العمليات العابرة ، محركات MTKF و MTKN السلسلة لها انزلاق اسمي متزايد sHOM = 7 ÷ 12٪. تبلغ سعة الحمولة الزائدة لمحركات الرافعة والسلسلة المعدنية 2.3 - 3 في دورة العمل = 40٪ ، والتي في دورة العمل = 100٪ تقابل λ = Mcr / Mnom100 = 4.4-5.5.

الخامس محركات الرافعة يؤخذ وضع التيار المتردد على أنه الوضع المقنن الرئيسي مع دورة العمل = 40٪ ، وفي محركات التيار المستمر - وضع الوقت القصير لمدة 60 دقيقة (مع دورة العمل = 40٪). القوى الاسمية لمحركات الرافعة والسلسلة المعدنية عند PVNOM = 40٪ في النطاق: 1.4-22 kW لسلسلة MTF و MTKF ؛ 3-37 kW و3-160 kW لسلسلة MTKN و MTN على التوالي ؛ 2.4-106 كيلوواط للسلسلة D. تم تصنيع المحركات المنفوخة من سلسلة D. للطاقة المقدرة من 2.5 إلى 185 كيلوواط مع دورة عمل = 100٪.

يمكن أن يكون لمحركات قفص السنجاب تصميم متعدد السرعات مع اثنين أو ثلاث لفات منفصلة للجزء الثابت: سلسلة MTKN بعدد الأعمدة 6/12 و 6/16 و 6/20 وقوة مصنفة من 2.2 إلى 22 كيلو واط عند PVNOM = 40٪ ؛ سلسلة MTKF مع عدد الأقطاب 4/12 ، 4/24 و 4/8/24 وقوة مصنفة من 4 إلى 45 كيلوواط عند PVN0M = 25٪.تم التخطيط لإنتاج سلسلة 4MT جديدة من الرافعات غير المتزامنة والمحركات المعدنية في نطاق قدرة 2.2 - 200 (220) كيلوواط مع دورة عمل بنسبة 40 ٪.

يضاعف استخدام محرك ثنائي من نطاق تطبيق الأنواع المدرجة من الآلات الكهربائية. مع الصلاحيات الكبيرة المطلوبة ، يتم استخدام المحركات غير المتزامنة للسلسلة A و AO و AK و DAF وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى محركات DC من نفس السلسلة P في تعديلات متخصصة ، على سبيل المثال ، في إصدار حفارات PE ، MPE ، للمصاعد MP L ، إلخ.

يتم اختيار المحركات لسلسلة الرافعات والمعادن ببساطة في الحالات التي يتطابق فيها جدول عملها الفعلي مع أحد الجداول الاسمية الموضحة في الشكل. 1. تسرد الكتالوجات والكتب المرجعية تصنيفات المحركات في PV-15 و 25 و 40 و 60 و 100٪. لذلك ، عندما يعمل محرك الأقراص بحمل ثابت ثابت Pst في الدورة المقدرة ، فليس من الصعب اختيار محرك بأقرب قوة من الكتالوج من الحالة PNOM> Rst.

ومع ذلك ، عادةً ما تكون الدورات الحقيقية أكثر تعقيدًا ، ويتضح أن حمل المحرك في أجزاء مختلفة من الدورة يكون مختلفًا ، ويختلف وقت التبديل عن الوقت الاسمي. في ظل هذه الظروف ، يتم اختيار المحرك وفقًا لجدول زمني مكافئ ، يتماشى مع أحد الجداول الاسمية في الشكل. 1. لهذا الغرض ، يتم أولاً تحديد حمل التسخين المكافئ الدائم عند PST صالح ، والذي يُعاد حسابه بعد ذلك إلى مدة التشغيل القياسية PST0M. يمكن إعادة الحساب باستخدام النسب:

النسب تقريبية لأنها لا تأخذ في الاعتبار عاملين مهمين يتغيران مع تغيير دورة العمل ويؤثران بشكل كبير على تسخين المحرك.

أرز. 1.دورة التشغيل المقدرة للمحرك للخدمة المتقطعة.

العامل الأول هو مقدار الحرارة المنبعثة في المحرك بسبب الفقد المستمر ... تزداد كمية الحرارة هذه مع زيادة الطاقة الكهروضوئية وتنقص مع انخفاض الطاقة الكهروضوئية. وفقًا لذلك ، عندما تذهب إلى جهاز فلطائي كبير ، تزداد التسخين والعكس صحيح.

العامل الثاني هو ظروف تهوية المحركات. مع التهوية الذاتية ، تكون ظروف التبريد أثناء فترات العمل أفضل بعدة مرات من فترات الراحة. لذلك ، مع زيادة الطاقة الكهروضوئية ، تتحسن ظروف التبريد ، مع انخفاض تتدهور.

بمقارنة تأثير هذين العاملين ، يمكننا أن نستنتج أنه عكس ذلك وإلى حد ما يتم تعويضه بشكل متبادل. لذلك ، بالنسبة للسلسلة الحديثة ، تعطي النسب التقريبية نتيجة صحيحة إلى حد ما إذا تم استخدامها فقط لإعادة الحساب لدورة العمل الاسمية الأقرب إلى محطة الطاقة الكهرومائية.

من المعروف من نظرية الدفع الكهربائي أن طرق متوسط ​​الخسائر والقيم المعادلة المستخدمة في اختيار المحرك ذات طبيعة تحقق ، لأنها تتطلب معرفة عدد من المعلمات لمحرك تم اختياره مسبقًا. عند الاختيار الأولي ، من أجل تجنب الأخطاء المتعددة ، من الضروري مراعاة خصائص آلية معينة.

بالنسبة للآليات الصناعية العامة للعمل الدوري ، يمكنك تحديد الحالات الثلاث الأكثر شيوعًا للاختيار المسبق للمحرك:

1. تم ضبط دورة عمل الآلية ، والأحمال الديناميكية لها تأثير ضئيل على تسخين المحرك.

2. تم ضبط دورة الآلية ، ومن المعروف أن الأحمال الديناميكية تؤثر بشكل كبير على تسخين المحرك.

3. لا تحدد المهمة دورة الآلية.

الحالة الأولى هي الأكثر شيوعًا للآليات ذات الكتل المنخفضة بالقصور الذاتي - رافعات الرفع والجر ذات الاستخدام الواحد. يمكن تقييم تأثير الأحمال الديناميكية على تسخين المحرك من خلال مقارنة مدة بدء التشغيل tp مع مدة تشغيل الحالة المستقرة.

إذا كان tп << tyct ، يمكن اختيار المحرك وفقًا لمخطط حمل محرك الأقراص. وفقًا لمخطط الحمل هذا ، يتم تحديد متوسط ​​عزم الحمل من خلال الصيغ المقدمة سابقًا ، ويتم إعادة حسابه إلى أقرب دورة تشغيل مصنفة ، ثم يتم تحديد قوة المحرك المطلوبة عند سرعة تشغيل معينة ωρ:

في هذه الحالة ، يتم إجراء حساب تقريبي لتأثير الأحمال الديناميكية عن طريق إدخال عامل الأمان kz = 1.1 1.5 في الصيغة. مع زيادة النسبة tp / tyct ، يجب أن يزيد عامل الأمان تقريبًا ، بافتراض أنه عند tp / tyct0.2 - 0.3 يكون أكثر.

يجب فحص المحرك المحدد مسبقًا للتدفئة بإحدى الطرق وفقًا لنظرية المحرك الكهربائي ، بالإضافة إلى سعة التحميل الزائدة من الحالة:

حيث Mdop هي لحظة التحميل الزائد على المدى القصير المسموح بها.

بالنسبة لمحركات التيار المستمر ، يكون عزم الدوران محدودًا بظروف التبديل الحالية للمجمع:

حيث λ هي سعة التحميل الزائد للمحرك وفقًا لبيانات الكتالوج.

بالنسبة للمحركات غير المتزامنة ، عند تحديد Mdop ، من الضروري مراعاة إمكانية تقليل جهد التيار الكهربائي بنسبة 10 ٪. منذ اللحظة الحرجة ، يتناسب Mcr مع مربع الضغط ، إذن

بالإضافة إلى ذلك ، يجب فحص المحركات الحثية ذات قفص السنجاب بنفس الطريقة عن طريق بدء عزم الدوران.

الحالة الثانية مميزة للآليات ذات الكتل الكبيرة بالقصور الذاتي - آليات الحركة والدوران الثقيلة وعالية السرعة ، ولكن يمكن أيضًا تحقيقها في حالات أخرى بتردد بدء عالٍ.

هنا ، يمكن تقييم تأثير الأحمال الديناميكية من خلال مقارنة الوقت العابر وعملية الحالة المستقرة. إذا كانت قابلة للقياس أو لباقة ، فلا يمكن إهمال الأحمال الديناميكية حتى عند تحديد المحرك مسبقًا.

في هذه الحالة ، من الضروري إنشاء مخطط تحميل تقريبي للاختيار الأولي للمحرك ، بعد تعيين لحظة القصور الذاتي الخاصة به بالقياس على الإعدادات الحالية. إذا كان Jdw << Jm ، فإن خطأ في قيمة Jdw لا يمكن أن يكون له تأثير كبير على صحة الاختيار ، وعلاوة على ذلك ، فإن حساب التحقق اللاحق يعطي التوضيحات اللازمة في كل حالة.

أخيرًا ، الحالة الثالثة هي سمة من سمات آليات الغرض العالمي ، والتي يصعب بناء دورة عمل محددة لها. ومن الأمثلة على ذلك آليات الرافعة العلوية العادية ذات الحمولة المنخفضة ، والتي يمكن استخدامها في مناطق الإنتاج المختلفة.

يمكن أن يكون أساس اختيار المحرك في مثل هذه الحالات هو دورة الاستقرار ، حيث يعمل المحرك في قسم العمل الأول tp1 مع أقصى حمولة MCT1 ، وفي الثانية tp2 مع الحد الأدنى من الحمل MCT2. إذا كان من المعروف أن تأثير الأحمال الديناميكية عند تسخين محرك هذه الآلية صغير ، من الممكن تحديد جذر متوسط ​​التربيع (مكافئ عند التسخين) لحظة تحميل ، بافتراض tp1 = tp2

يتم تحديد قوة المحرك المطلوبة عند سرعة تشغيل معينة حسب النسبة

يتم اختيار المحرك وفقًا للكتالوج بواسطة الشرط Ptr <Pnom في المدة المحسوبة لتضمين مجموعة PVnom للآلية.

بالنسبة لآليات الرافعة ، تحدد القواعد طرق التشغيل التالية ، والتي تحددها مجمل ظروف تشغيلها:

• ضوء - L (PVNOM == 15 ÷ 25٪ ، عدد مرات البدء في الساعة h <60 1 / h) ،

• متوسط ​​- C (PVNOM = 25-40٪ ، h <120 1 / h) ،

• ثقيل - T (PVNOM = 40٪ ، h <240 1 / h)

• ثقيل جدًا - HT (DFR = 60٪ ، h <600 1 / h).

• ثقيل بشكل خاص - OT (دورة العمل = 100٪ ، h> 600 1 / h).

إن توفر هذه البيانات ، بناءً على المواد الإحصائية ، يسمح ، إذا لزم الأمر ، بتحديد الدورة الشرطية للآلية ، المقبولة أعلاه كما تم حسابها. في الواقع ، وقت العمل ثابت

مما يسمح بالاختيار المسبق للمحرك بنفس الطرق كما في الحالتين الأوليين التي تمت مناقشتها أعلاه. هذا مهم بشكل خاص عندما يمكن افتراض أن تأثير الأحمال الديناميكية على تسخين المحرك يمكن أن يكون كبيرًا.