Motores | Automação | Energia | Tintas Подбор электрических двигателей

2www.weg.net Номинальная мощность двигателя Момент вращения нагрузки Время блокировки ротора Средний момент вращения нагрузки Зависимость момента вращения от оборотов Средний момент вращения двигателя Время разгона двигателя 7777Резюме 8888Применения 9999 Подбор и применения электрических двигателей Подбор и применения электрических двигателей

3www.weg.net Номинальная мощность двигателя ( Pn ) Для правильного подбора электродвигателя необходимо знать следующие характеристики: è è Момент вращения нагрузки; è Номинальные скорость вращения агрегата è Номинальные скорость вращения агрегата. Прямое сопряжение: где:P n - Номинальная мощность [Вт] n - Скорость вращения [об/сек] C n - Номинальный момент вращения [Нм] Характеристики разгона двигателя

4www.weg.net где: ac -эффективность сопряжения; n c -скорость вращение нагрузки; n-скорость вращение мотора; C cn -номинальный момент вращения нагрузки; C n -момент вращения мотора (на валу). Рассчитываются момент вращения и момент инерции на валу электродвигателя: Сопряжение через редуктор: R Нагруз- ка J ce JcJc nncnc CnCn C cn Характеристики разгона двигателя

5www.weg.net Значения эффективности некоторых типов сопряжения: Тип сопряжения Эффективность в ( % ) Тип сопряжения Эффективность в ( % ) Прямое 100 Электромагнитное Ременное (плоский) Ременное (V-образный) Шестереночное Ременное (зубчатый) Карданное Гидравлическое 100 Характеристики разгона двигателя

6www.weg.net Момент вращения нагрузки ( Cc) Зависит от типа нагрузки, где: C o - Момент нагрузки при нулевых оборотах; k c - Постоянная, зависящая от типа нагрузки; x - Параметр, зависящий от типа нагрузки (-1, 0, 1, 2). Нагрузку можно разделить на три типа: Параболический момент Гиперболический момент Постоянный момент Линейный момент Неопределенный момент Характеристики разгона двигателя

7www.weg.net C c -Постоянный момент нагрузки; P c -Мощность нагрузки пропорциональна n; k c -Постоянная, зависящая от типа нагрузки. Постоянный момент ( X = 0 ) Постоянный момент ( X = 0 ) Примеры:Поршневой компрессор, дробилка, подъемный кран, поршневой насос, конвейер и т.д. Характеристики разгона двигателя

8www.weg.net Пример: редко встречается на практике; утоньшители (бумаги) Линейный момент ( X = 1 ) Cc-Момент нагрузки пропорциональный n; Pc- Момент нагрузки пропорциональный n²; kc- Постоянная, зависящая от типа нагрузки. Характеристики разгона двигателя

9www.weg.net Exemplos: Центробежный насос; вентилятор, центробежный смеситель. Параболический момент ( X = 2 ) Cc- Момент нагрузки пропорциональный n²; Pc- Момент нагрузки пропорциональный n³; kc- Постоянная, зависящая от типа нагрузки. Характеристики разгона двигателя

10www.weg.net Гиперболический момент ( X = -1 ) Exemplos: Намотка бумаги, ткани, нити и т.д. Cc- Момент нагрузки пропорциональный n; Pc- Постоянная мощность нагрузки; kc- Постоянная, зависящая от типа нагрузки. Характеристики разгона двигателя

11www.weg.net Неопределенный момент Невозможно описать момент с помощью уравнений; è è Определение момента графически; è è На практике принимается как постоянный момент с максимальным значением в заданном диапазоне. Характеристики разгона двигателя

12www.weg.net Средний момент вращения нагрузки Графически: B1 = B2 Аналитически: Характеристики разгона двигателя

13www.weg.net Беря интеграл, получаем: Для каждого типа нагрузки получаем: Постоянный момент ( x = 0 ) Линейный момент ( x = 1 ) Характеристики разгона двигателя

14www.weg.net Гиперболический момент ( x = -1 ) Средний момент нагрузки должен быть посчитан на валу двигателя Параболический момент ( x = 2 ) Характеристики разгона двигателя

15www.weg.net Кривая зависимости момента вращения от оборотов Значения Cmax, Cmin и Cp определены нормами Cp Cmín Cmáx Cn n nsns Момент вращения Обороты s Характеристики разгона двигателя

16www.weg.net Средний момент вращения двигателя Категории N e H: Категория D: Характеристики разгона двигателя

17www.weg.net Время блокировки ротора Зависит от проекта двигателя; è è Указано в каталогах и в спецификациях; è è При пуске с пониженным напряжением, требуется пересчет: Где:t rb -Время блокировки ротора при пониженном напряжении; t b -Номинальное время блокировки ротора; U n -Номинальное напряжение; U r -Пониженное напряжение. Характеристики разгона двигателя

18www.weg.net Время блокировки ротора в зависимости от класса изоляции Onde:k-5, [ (Ip/In). J1 ] 2; T max -Максимальная температура класса изоляции; T motor -Подъем температуры; Ip/In-Отношение пускового тока к номинальному; J1-Номинальная плотность тока мотора; T amb -Температура окружающей среды. Время необходимое для того, что бы обмотка, по которой проходит пусковой ток, достигла своей максимальной температуры. Характеристики разгона двигателя

19www.weg.net HB 2) Класс H относительно класса B: HF 3) Класс H относительно класса F: Примеры: FB 1) Класс F относительно класса B: trb(F) = 1,3846.trb(B) trb(H) = 1,7692.trb(B) trb(H) = 1,2778.trb(F) Характеристики разгона двигателя

20www.weg.net Может быть посчитано с использованием следующего уравнения: где: где: n - Скорость вращения [ rps ]; J m -Момент инерции мотора [ Kgm² ]; J ce - Момент инерции нагрузки (на валу двигателя)[ Kgm² ]; C mméd - Средний момент вращения двигателя в [ Nm ]; C rméd - Средний момент вращения нагрузки в [ Nm ]. Если ta < 0,8. trb Мотор прокрутит нагрузку Если ta > 0,8. trb Проблемы с защитой Если ta > 0,8. trb Проблемы с защитой Время разгона двигателя: Условие: Характеристики разгона двигателя

21www.weg.net Резюме Посчитать: è è Номинальную мощность двигателя ( P n ); è è Средний момент вращения нагрузки ( C rméd ); è è Средний момент вращения выбранного мотора ( C mméd ); è è Полный момент инерции ( J m + J ce ); è è Время разгона двигателя ( t a ). Сравнить: è è Время блокировки ротора ( t rb ). Характеристики разгона двигателя

22www.weg.net Кривая: Момент X Обороты Примеры применения Поршневой компрессор; Конвейер; Поршневой насос; Дробилка; Подъемный кран. Утоньшитель; Вакуумный насос. Центробежный насос; Вентилятор; Центробежный смеситель; Центробежный компрессор. Намотка нитей, ткани, бумаги. Средний момент вращения нагрузки (Ccmеd ) Категория двигателя N H Постоянного тока N H N H Постоянный Линейный ПараболическийГиперболический Характеристики разгона двигателя

23www.weg.net Момент инерции нагрузки (на валу двигателя) Отношение скоростей вращения Средний момент вращения нагрузки (на валу двигателя) Средний момент вращения двигателя N / H D Время разгона двигателя Еденицы J = Момент инерции (kg.m²) C = Момент вращения (N.m) n = Вращение (rps) t = Время (s) Характеристики разгона двигателя

24www.weg.net Для грамотного подбора электродвигателя нужно знать: Характеристики электрической сети 1. Напряжение; 2. Частота; 3. Способ пуска двигателя. Характеристики нагрузки 1. Тип нагрузки; 2. Момент инерции нагрузки; 3. Кривая момента вращения от оборотов; 4. Тип сопряжения ( прямое, ременное); 5. Режим работы; 6. Аксиальные и радиальные нагрузки; 7. Мощность и скорость вращения. Конструктивные особенности 1. Конструктивное исполнение; 2. Система охлаждения; 3. Класс изоляции; 4. Направление вращения; 5. Температурная защита (датчики). Характеристики окружающей среды 1. Температура ( < 40 ºC ); 2. Высота над уровнем моря ( < 1000 m ); 3. Атмосфера. Подбор электродвигателей

25www.weg.net Характеристики Определение скорости вращения двигателя Определение номинальной мощности нагрузки Определение номинальной мощности двигателя 4444 Определение среднего момента вращения мотора 5555 Определение среднего момента вращения нагрузки 6666 Расчет времени разгона двигателя 7777Насосы Насосы

26www.weg.net Характеристики насосов Производительность (Q) [m³/s]; è èПолное давление (P) [N/m²]; è èСкорость вращения (nc) [rps]; è è Манометрическая высота (h) [m]; è è Плотность жидкости ( ) [kg/m³]; Момент инерции (Jc) [kgm²]; è è Кривая момент вращения от оборотов; è è Сопряжение; è è Аксиальные и радиальные нагрузки; Насосы Насосы

27www.weg.net Определение скорости вращения двигателя Скорость вращения нагрузки определяется клиентом; è èОтношение скоростей вращения: Зная скорость вращения агрегата и отношение скоростей, можно определить скорость вращения двигателя: R Carga nncnc Подбор Подбор

28www.weg.net Определение номинальной мощности нагрузки Зная момент ращение и скорость вращения агрегата, можно посчитать потребляемую им мощность: Где: Где: n c - Номинальная скорость вращения нагрузки [rps]; C cn - Номинальный момент вращения нагрузки [Nm]; P c - Номинальная мощность [kW]. Подбор Подбор

29www.weg.net Зная производительность и полное давление насоса можно так же посчитать потребляемую этим агрегатом мощность: где: где: p - Полное давление [N/m²]; Q - Производительность [m³/s]; c -Эффективность нагрузки; P c - Номинальная мощность [kW]. Определение номинальной мощности нагрузки Насосы Насосы

30www.weg.net Зная производительность и манометрическую высоту насоса, можно так же посчитать потребляемую этим агрегатом мощность: где: где: Q - Производительность [m³/s]; -Плотность жидкости [kg/m³]; h-Манометрическая высота [m]; g-Ускорение свободного падения [m/s²]; b -Эффективность насоса; P b - Номинальная мощность [kW]. Определение номинальной мощности нагрузки Насосы Насосы

31www.weg.net Определение номинальной мощности мотора Где: P c - Номинальная мощность нагрузки [kW]. ac -Эффективность сопряжения; P n - Номинальная мощность мотора [kW]. R Нагрузка PnPn PcPc ac Подбор Подбор

32www.weg.net Определение среднего момента вращения двигателя ( Cmméd): После определение мощности и полярности двигателя, можем посчитать: Где: C p / C n - Отношение пускового и номинального моментов вращения (дано в каталоге); C máx / C n -Отношение максимального и номинального моментов вращения (дано в каталоге); C n - Номинальный момент вращения [Kgfm] (дано в каталоге); Категория N / H Категория D Подбор Подбор

33www.weg.net Параболическая кривая момента вращения Определение среднего момента вращения нагрузки (на валу) (Crmеd): Зависит от типа нагрузки. В случае с основными типами насосов, имеем: Насосы Насосы

34www.weg.net Расчет времени разгона двигателя где: где: n - Скорость вращения [rps]; J m -Момент инерции мотора [Kgm²]; J ce - Момент инерции нагрузки (на валу двигателя) [Kgm² ]; C mméd - Средний момент вращения двигателя в [Nm]; C rméd - Средний момент вращения нагрузки в [Nm]. Если ta < 0,8. trb Мотор прокрутит нагрузку Если ta > 0,8. trb Проблемы с защитой Если ta > 0,8. trb Проблемы с защитой Подбор Подбор