Escolha do motor elétrico
Condições para escolher um motor elétrico
A escolha de um dos tipos de motores elétricos do catálogo é considerada correta se as seguintes condições forem atendidas:
a) a correspondência mais completa do motor elétrico com a máquina de trabalho (acionamento) em termos de propriedades mecânicas. Isso significa que o motor elétrico deve ter uma característica mecânica que possa fornecer ao acionamento os valores necessários de velocidade e aceleração tanto durante a operação quanto na partida;
b) aproveitamento máximo da potência do motor elétrico durante a operação. A temperatura de todas as partes ativas do motor elétrico nos modos de operação mais severos deve ser a mais próxima possível da temperatura de aquecimento determinada pelas normas, mas não excedê-la;
c) compatibilidade do motor elétrico com o acionamento e as condições ambientais em termos de projeto;
d) adequação do motor elétrico aos parâmetros de sua rede elétrica.
a) o nome e tipo de mecanismo;
b) a potência máxima do eixo de acionamento do mecanismo, se o modo de operação for contínuo e a carga for constante, e em outros casos - gráficos de mudanças de potência ou momento de resistência em função do tempo;
c) a velocidade de rotação do eixo de acionamento do mecanismo;
d) o método de articulação do mecanismo com o eixo do motor elétrico (na presença de engrenagens, é indicado o tipo de transmissão e a relação de transmissão);
e) a magnitude do torque inicial que deve ser fornecido pelo motor elétrico no eixo de acionamento do mecanismo;
(f) os limites de controle de velocidade do mecanismo de acionamento, mostrando os valores de velocidade superior e inferior e os correspondentes valores de potência e torque;
(g) a natureza e qualidade (suavidade, gradação) do controle de velocidade requerido;
(h) frequência de iniciar ou engatar a unidade dentro de uma hora; i) características ambientais.
A seleção de um motor elétrico com base na consideração de todas as condições é realizada de acordo com os dados do catálogo.
Para mecanismos amplamente difundidos, a seleção de um motor elétrico é bastante simplificada devido aos dados contidos nas informações relevantes dos fabricantes e se resume a especificar o tipo de motor elétrico em relação aos parâmetros da rede e à natureza do ambiente .
Seleção de motores elétricos por potência
a) de acordo com o modo nominal de operação;
b) por meio de mudanças na quantidade de energia consumida.
Os seguintes modos de operação são distinguidos:
a) longo (longo), quando o período de trabalho é tão longo que aquecimento do motor elétrico atinge seu valor estável (por exemplo, para bombas, correias transportadoras, ventiladores, etc.);
b) de curto prazo, quando a duração do período de operação for insuficiente para que o motor elétrico atinja a temperatura de aquecimento correspondente à carga determinada, e os períodos de desligamento, ao contrário, sejam suficientes para resfriar o motor elétrico até a temperatura ambiente . Motores elétricos com uma grande variedade de mecanismos podem funcionar neste modo;
c) com interrupções - com um ciclo de trabalho relativo de 15, 25, 40 e 60% com duração de um ciclo não superior a 10 minutos (por exemplo, para guindastes, algumas máquinas de corte de metal, geradores de motores de soldagem de estação única, etc).
Dependendo das alterações no valor do consumo de energia, os seguintes casos diferem:
a) carga constante quando a quantidade de energia consumida durante a operação é constante ou apresenta pequenos desvios do valor médio, como para bombas centrífugas, ventiladores, compressores de fluxo de ar constante, etc.;
b) carga variável, quando a quantidade de energia consumida muda periodicamente, como para escavadeiras, guindastes, algumas máquinas de corte de metais, etc.;
c) carga pulsante quando a quantidade de energia consumida muda continuamente, como bombas alternativas, trituradores de mandíbulas, peneiras, etc.
A potência do motor deve atender a três condições:
b) capacidade de sobrecarga suficiente;
c) torque de partida suficiente.
Todos os motores elétricos são classificados em dois grupos principais:
a) para trabalho de longa duração (sem limitação da duração da inclusão);
b) para operação intermitente com tempos de comutação de 15, 25, 40 e 60%.
Para o primeiro grupo, os catálogos e passaportes mostram a potência contínua que o motor elétrico pode desenvolver por tempo indefinido, para o segundo grupo - a potência que o motor elétrico pode desenvolver, trabalhando intermitentemente por um tempo arbitrário com uma certa -por-duração.
Selecionado corretamente em todos os casos, é considerado um motor elétrico que, trabalhando com a carga de acordo com o cronograma determinado pela máquina de trabalho, atinge o aquecimento total admissível de todas as suas partes. A escolha de motores elétricos com os chamados A "reserva de energia", baseada na maior carga possível de acordo com o cronograma, leva à subutilização do motor elétrico e, portanto, ao aumento dos custos de capital e custos operacionais devido à redução dos fatores de potência e eficiência.
O aumento excessivo da potência do motor também pode levar a solavancos durante a aceleração.
Se o motor elétrico deve funcionar por muito tempo com uma carga constante ou ligeiramente variável, determinar sua potência não é difícil e é realizado de acordo com fórmulas que geralmente incluem coeficientes empíricos.
É muito mais difícil escolher a potência dos motores elétricos em outros modos de operação.
A carga de curto prazo é caracterizada pelo fato de que os períodos de inclusão são curtos e as pausas são suficientes para o resfriamento completo do motor elétrico. Neste caso, assume-se que a carga do motor elétrico durante os períodos de comutação permanece constante ou quase constante.
Para que o motor elétrico seja utilizado corretamente para aquecimento neste modo, é necessário escolhê-lo de forma que sua potência contínua (indicada nos catálogos) seja menor que a potência correspondente à carga de curto prazo, ou seja, o motor elétrico sofre uma sobrecarga térmica durante os períodos de sua operação de curto prazo.
Se os períodos de operação do motor elétrico forem significativamente menores que o tempo necessário para seu aquecimento completo, mas as pausas entre os períodos de ativação forem significativamente menores que o tempo de resfriamento completo, haverá carregamento repetido de curto prazo.
Na prática, dois tipos de trabalho devem ser distinguidos:
a) a carga durante o período de operação é constante em magnitude e, portanto, seu gráfico é representado por retângulos alternados com pausas;
b) a carga durante o período de trabalho varia de acordo com uma lei mais ou menos complexa.
Em ambos os casos, o problema de escolher um motor elétrico em termos de potência pode ser resolvido de forma analítica e gráfica. Ambos os métodos são bastante complicados, portanto, recomenda-se um método simplificado de magnitude equivalente, que inclui três métodos:
a) corrente eficaz;
b) raiz quadrada média da potência;
(c) raiz do momento quadrado médio.
Verificação da capacidade de sobrecarga mecânica do motor elétrico
Após selecionar a potência do motor elétrico de acordo com as condições de aquecimento, é necessário verificar a capacidade de sobrecarga mecânica do motor elétrico, ou seja, certificar-se de que o torque de carga máximo conforme o programado durante a operação e o torque de partida não exceder o momento máximo do valor de torque de acordo com o catálogo.
Nos motores elétricos assíncronos e síncronos, o valor da sobrecarga mecânica admissível é determinado pelo momento eletromagnético de capotamento, ao atingir o qual esses motores elétricos param.
O produto dos torques máximos em relação à classificação deve ser 1,8 para motores assíncronos trifásicos com anéis coletores e pelo menos 1,65 para os mesmos motores de gaiola de esquilo. O múltiplo do torque máximo de um motor elétrico síncrono também deve ser de pelo menos 1,65 na tensão, frequência e corrente de excitação nominais, com fator de potência de 0,9 (na corrente principal).
Praticamente, os motores elétricos assíncronos e síncronos têm uma capacidade de sobrecarga mecânica de até 2-2,5 e, em alguns motores elétricos especiais, esse valor aumenta para 3-3,5.
A sobrecarga permitida dos motores DC é determinada pelas condições de operação e de acordo com GOST é de 2 a 4 por torque, o limite inferior se aplica a motores elétricos com excitação paralela e o limite superior a motores elétricos com excitação em série.
Se as redes de alimentação e distribuição forem sensíveis à carga, deve-se verificar a capacidade de sobrecarga mecânica, levando em consideração as perdas de tensão nas redes.
Para curto-circuito assíncrono e motores elétricos síncronos, o múltiplo do torque de partida deve ser de pelo menos 0,9 (relativo ao nominal).
De fato, o multiplicador de torque inicial em motores elétricos de dupla célula de esquilo e sulco profundo é muito maior e atinge 2-2,4.
Ao escolher a potência do motor elétrico, deve-se levar em consideração que a frequência de comutação afeta o aquecimento dos motores elétricos.A frequência de comutação permitida depende do escorregamento normal, do torque do volante do rotor e da frequência da corrente de partida.
Motores elétricos assíncronos de tipos normais não permitem uma carga de 400 a 1000, e motores elétricos com escorregamento aumentado - de 1100 a 2700 partidas por hora. Ao iniciar sob carga, o número permitido de partidas é significativamente reduzido.
A corrente de partida de motores elétricos com rotor de gaiola de esquilo é grande, e essa circunstância em condições de partidas frequentes e especialmente com tempo de aceleração aumentado é importante.
Ao contrário dos motores elétricos com rotor de fase, em que parte do calor gerado durante a partida é liberado no reostato, ou seja, fora da máquina, nos motores gaiola de esquilo, todo o calor é liberado na própria máquina, o que causa seu aumento de aquecimento. Portanto, a escolha da potência desses motores elétricos deve ser feita levando em consideração o aquecimento durante partidas múltiplas.