Режими роботи двигунів.

Електропривод та його апаратура

Електроприводом називається електромеханічний пристрій, що здійснює перетворення електричної енергії в механічну й забезпечує керування цією енергією.

Електропривод виконавчого механізму складається з робочого електродвигуна, допоміжних електричних машин, апаратури керування та механічної передачі від двигуна до виконавчого механізму.

Розрізняють три види електропривода: груповий, одиночний і багатодвигунний.

Груповий – це електропривод, в якому рух від одного електродвигуна за допомогою одного чи кількох механізмів передається групі робочих машин. Цей вид привода є застарілим і застосовується рідко.

Одиночним називається електропривод, в якому кожна робоча машина приводиться в рух окремим електродвигуном. Якщо двигун і робоча машина є єдиним конструктивним цілим, то електропривод називається індивідуальним.

Багатодвигунний - це електропривод, в якому окремі органи одної машини приводяться в рух окремими двигунами. Прикладом такого привода може бути електропривод потужного прокатного стана, до складу якого входять 458 електродвигунів загальною потужністю 10000 кВт. Багатодвигунний електропривод має спільну електричну схему керування всіма електродвигунами з застосуванням вкладної керуючої електричної апаратури.

Електропривод з ручним керуванням – це такий електропривод, в якому процеси керування робочим двигуном виконується вручну за допомогою апаратури ручного керування.

Автоматизованим називається такий електропривод, в якому процеси керування робочим двигуном або двигунами (при багатодвигунному електроприводі) виконується автоматично без втручання людини (за винятком подавання первинних імпульсів) за допомогою апаратури автоматичного керування.

Електродвигуни вибирають за потужністю, родом струму, частотою обертання та конструктивним виконанням.

Вибір двигуна за потужністю. Якщо у різних механізмів межа допустимого навантаження визначається механічною міцністю їх окремих деталей, то навантаження електродвигуна обмежується допустимим нагріванням його окремих частин.

Це нагрівання спричиняється внутрішніми втратами в двигуні. Особливо чутлива до підвищення температури ізоляція його обмоток. При перевищенні допустимої температури вона руйнується й окремі частини обмоток замикаються між собою. Виникають струми короткого замикання, які на короткий час розігрівають провідники обмоток, що призводить до повного руйнування чи навіть займання ізоляції. В цих випадках кажуть, що електродвигун «згорів».

Гранично допустима температура для електродвигунів загального призначення, ізоляція обмоток яких належить до класу А, становить 95-100С.

Кількість теплоти, яка виділяється в електродвигуні, залежить не тільки від його навантаження, а й від тривалості роботи двигуна. Тому розрізняють вісім режимів роботи електродвигуна, які відповідно до міжнародної класифікації мають умовні позначення S1 – S8.

Тривалий режим (S1) характеризується незмінним навантаженням, яка триває невизначено довгий час. Працюючи в цьому режимі, двигун нагрівається до певної усталеної температури, яка за весь час його роботи буде незмінною. Графік цього режиму зображено на 11.1а. В такому режимі працюють електродвигуни вентиляторів, відцентрованих насосів, конвеєрів та інших механізмів.

Короткочасний режим (S2) характеризується робочими періодами та періодами зупинок, причому перші настільки короткі (не більш ніж 120хв), що двигун не встигає досягти усталеної температури, а другі настільки тривалі, що він встигає повністю охолонути. Графік – 11.1б. В такому режимі працюють електродвигуни гільйотинних ножиць для різання металу, лебідок для підняття якоря на суднах та інші механізми.

Повторно-короткочасний режим (S3) характеризується безперервним чергуванням однакових за тривалістю робочих періодів (t) і періодів пауз (t). У робочий період електродвигун не встигає нагрітися до усталеної температури, а в період паузи – повністю охолонути. Цей режим роботи визначається відносною тривалістю вмикання двигуна (ПВ), що дорівнює відношенню тривалості робочого періоду t(робочого періоду tі паузи t) й виражається в процентах. Передбачено такі значення ПВ: 15, 25, 40 і 60% при тривалості одного циклу tне більше 10хв. Графік – 11.1в. В такому режимі працюють електродвигуни бурових верстатів, електрокранів,пресів, молотів та інших механізмів.

Проміжний режим (S6) – це такий режим роботи електродвигуна, при якому короткочасні періоди його незмінного навантаження (робочі періоди) чергуються з періодами холостого ходу (паузами). Цей режим характеризується тими самими значеннями ПВ, що й повторно-короткочасний (S3).

S4, S5 – це режими роботи двигуна з усталеною кількістю його вмикань за годину, S7 – це режим з усталеною кількістю ресурсів за годину, а S8 – режим із заданою кількістю циклів за годину.

Режими S1 – S3 є основними, номінальні дані про які включаються в паспорт електродвигуна і каталоги.

Електродвигун, працюючи в будь-якому з восьми режимі, не повинен нагріватися вище від допустимої для його класу ізоляції температури. Потужність двигуна, при якій температура його внутрішніх частин відповідає прийнятим нормам нагрівання, називається номінальною.

При тривалому режимі (S1) номінальна потужність електродвигуна повинна порівнювати його навантаженню. Якщо в каталозі немає двигуна з такою потужністю, то вибирають найближчий двигун більшої потужності. Вибраний двигун слід перевірити на пусковий момент, тобто з’ясувати, чи достатній його пусковий момент для умов пуску даної машини.

При короткочасному режимі (S2) потужність електродвигуна визначається за еквівалентним струмом (І) – таким умовним струмом, теплова дія якого дорівнює тепловій дії даного змінного струму навантаження.

Вираз цього струму: І=

Знаючи еквівалентний струм, за каталогом вибирають двигун, призначений для короткочасної роботи протягом періоду, що дорівнює чи перевищує заданий робочий період. Вибраний двигун перевіряють на можливість подолання миттєвого перевантаження за графіком вмикання робочої машини.

При повторно-короткочасному (S3) та переміжному (S6) режимах електродвигун вибирають за каталогом виходячи з еквівалентної потужності та необхідної відносної тривалості його вмикання ПВ. Формулу для визначення еквівалентної потужності двигуна можна дістати, підставивши в (11.1) замість струму І потужність Р.

Вибір двигуна за родом струму. Перевага двигуна постійного струму над двигуном змінного струму полягає в можливості плавного й економічного регулювання частоти обертання. В усьому іншому трифазний асинхронний двигун простіший, дешевший і надійніший, ніж двигун постійного струму. Тому останній слід застосовувати лише в спеціальних електроприводах, де до регулювання частоти обертання ставлять великі вимоги.

Двигуни постійного струму широко застосовуються в електротранспорті. Основною перевагою постійного струму тут є зручність його підведення : для цього потрібний тільки один контактний провід, а другим є рейки.

Вибір двигуна за частотою обертання. Оскільки розміри двигуна при заданій потужності зі збільшенням частоти обертання зменшуються, бажано вибирати швидкохідні електродвигуни.

Частота обертання двигуна повинна бути такою, щоб між ним і виконавчим механізмом була мінімальна кількість передач. Для забезпечення високої частоти обертання двигунів змінного струму (понад 3000 об/хв) застосовують спеціальні генератори підвищеної частоти. Такі установки використовуються в текстильній та деревообробній промисловостях.

Найбільш поширеним для постійного і змінного струмів є чотириполюсний двигун. При змінному струмі частотою 50 Гц він має синхронну частоту обертання 1500 об/хв. Для привода тихохідних механізмів застосування відповідних тихохідних двигунів небажане, бо вони громіздкі й дорогі. А використання з цією метою швидкохідних двигунів потребує створення громіздких механічних передач, що також небажано. В таких випадках питання вибору електродвигуна вирішується техніко-економічним розрахунком.

Вибір електродвигуна за конструктивним виконанням. За виконанням електродвигуни поділяються на двигуни відкритого, захищеного, закритого й вибухобезпечного типів.

Двигуни відкритого типу не мають спеціальних захисних пристроїв і застосовуються в сухих і чистих приміщеннях (машинні зали станцій і підстанцій, компресорні станції та інші приміщення) з обслуговуючим персоналом, добре обізнаним з технікою електробезпеки. У цих двигунів кращі умови охолодження, тому вони порівняно з іншими двигунами при тій самій потужності мають найменші габаритні розміри.

Двигуни захищеного типу оснащаються спеціальними пристроями (у вигляді щитків з дрібними отворами чи сіток), які запобігають попаданню в середину сторонніх предметів і сміття. Ці двигуни застосовуються в механічних цехах.

Двигуни закритого типу мають пристрій, що захищає їх від проникнення їдких парів і газів, вологи та пилу. Їх використовують у деревообробних цехах, на цементних заводах та інших підприємствах.

Двигуни вибухобезпечного типу мають герметичну оболонку, яка виключає проникнення повітря всередину машини. Вони застосовуються на вугільних шахтах і хімічних підприємствах, де можливе утворення вогне- та вибухонебезпечних газів або пилу.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Види двигунів постійного струму.	\|	Передача та розподіл електричної енергії.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.01 сек.