5 passaggi per la selezione del motore, facili da imparare e utilizzare!
Il tipo di carico guidato
Questo deve essere invertito dalle caratteristiche del motore. Il motore può essere semplicemente diviso in motore CC e motore CA, mentre la CA è divisa in motore sincrono e motore asincrono.
1, motore CC
Il vantaggio dei motori CC è che possono regolare facilmente la velocità modificando la tensione e possono fornire una coppia elevata. È adatto per carichi che necessitano di regolare frequentemente la velocità, come mulini nelle acciaierie, montacarichi nelle miniere, ecc. Ma ora con lo sviluppo della tecnologia di conversione di frequenza, i motori CA possono anche regolare la velocità modificando la frequenza. Tuttavia, sebbene il motore a conversione di frequenza non sia molto più costoso di un motore normale, il prezzo del convertitore di frequenza occupa la maggior parte dell'intera attrezzatura, quindi il motore DC ha un altro vantaggio: è economico.
Lo svantaggio del motore CC è che la struttura è complessa e qualsiasi apparecchiatura, purché la struttura sia complessa, porterà inevitabilmente ad un aumento del tasso di guasto. Motore CC rispetto al motore CA, oltre al complesso di avvolgimento (avvolgimento di campo, avvolgimento del commutatore, avvolgimento di compensazione, avvolgimento dell'armatura), ma aumenta anche l'anello collettore, la spazzola e il commutatore. Non solo i requisiti di processo del produttore sono elevati, ma anche i successivi costi di manutenzione sono relativamente elevati. Pertanto, il motore DC nelle applicazioni industriali è in graduale declino, ma la fase di transizione è ancora utile in una situazione difficile. Se l'utente dispone di fondi sufficienti, si consiglia di scegliere il programma motore CA con convertitore di frequenza, dopo tutto, anche l'uso del convertitore di frequenza apporta molti vantaggi, questo non è spiegato in dettaglio.
2, motore asincrono
I vantaggi del motore a induzione sono la struttura semplice, le prestazioni stabili, la facile manutenzione e il prezzo economico. E il processo di fabbricazione è anche il più semplice, ho sentito il vecchio tecnico in officina dire che l'assemblaggio di un motore DC può completare la stessa potenza di due motori sincroni o quattro motori asincroni, come si può vedere. Pertanto, i motori asincroni sono stati i più utilizzati nell'industria.
Il motore a induzione è diviso in motore a gabbia di scoiattolo e motore a ferita, la differenza è il rotore. I rotori dei motori a gabbia di scoiattolo sono realizzati con barre di metallo, rame o alluminio. Il prezzo dell'alluminio è relativamente basso e la Cina è un grande paese minerario di alluminio, ampiamente utilizzato in occasioni con requisiti bassi. Ma le proprietà meccaniche ed elettriche del rame sono migliori di quelle dell'alluminio e la maggior parte dei rotori con cui contatto sono in rame. L'affidabilità del motore a gabbia di scoiattolo è molto superiore a quella del motore a rotore di avvolgimento dopo aver risolto il problema della fila rotta nel processo. Lo svantaggio del rotore è che la coppia ottenuta tagliando la linea di induttanza magnetica nel campo magnetico dello statore rotante è piccola e la corrente di avviamento è elevata, il che è difficile da soddisfare i requisiti di un elevato carico di coppia di avviamento. Anche se aumentando la lunghezza del nucleo del motore è possibile ottenere una coppia maggiore, la forza è molto limitata. Il motore avvolto elettrizza l'avvolgimento del rotore attraverso l'anello collettore all'avvio, formando un campo magnetico del rotore, che si muove rispetto al campo magnetico dello statore rotante, in modo che la coppia sia maggiore. Nel processo di avvio, la resistenza all'acqua è collegata in serie per ridurre la corrente di avviamento e la resistenza all'acqua è controllata da un dispositivo di controllo elettronico maturo per modificare il valore di resistenza durante il processo di avvio. Adatto per laminatoi, ascensori e altri carichi. Poiché l'avvolgimento del motore asincrono rispetto al motore a gabbia di scoiattolo aumenta l'anello collettore, la resistenza all'acqua, ecc., il prezzo complessivo dell'attrezzatura subisce un certo aumento. Rispetto al motore CC, l'intervallo di velocità è relativamente ristretto e la coppia è relativamente piccola e anche il valore corrispondente è basso.
Tuttavia, il motore a induzione crea un campo magnetico rotante energizzando l'avvolgimento dello statore e l'avvolgimento è un elemento induttivo che non funziona, quindi deve assorbire potenza reattiva dalla rete elettrica, che ha un grande impatto sulla rete elettrica. Esperienza intuitiva quando un apparecchio elettrico induttivo ad alta potenza è collegato alla rete elettrica, la tensione della rete elettrica diminuisce e la luminosità della lampada diminuisce. Pertanto, l'ufficio per l'alimentazione elettrica imporrà restrizioni sull'uso di motori asincroni, che è anche un aspetto che molte fabbriche devono prendere in considerazione. Alcuni grandi utenti di elettricità come acciaierie, stabilimenti di alluminio, ecc., scelgono di costruire le proprie centrali elettriche per formare le proprie reti elettriche indipendenti per ridurre l'uso delle restrizioni sui motori asincroni. Pertanto, se il motore asincrono deve soddisfare l'utilizzo di carichi ad alta potenza, deve essere dotato di un dispositivo di compensazione della potenza reattiva, mentre il motore sincrono può fornire potenza reattiva alla rete attraverso il dispositivo di eccitazione e maggiore è la potenza, tanto più evidenti sono i vantaggi del motore sincrono, con conseguente fase del motore sincrono.
3, motore sincrono
I vantaggi del motore sincrono oltre allo stato sovraeccitato possono compensare la potenza reattiva, ma includono anche 1) la velocità del motore sincrono è rigorosamente conforme a n=60f/p, può controllare accuratamente la velocità; 2) La stabilità operativa è elevata, quando la tensione della rete elettrica diminuisce improvvisamente, il sistema di eccitazione generalmente forzerà l'eccitazione per garantire il funzionamento stabile del motore e la coppia del motore asincrono (proporzionale al quadrato della tensione) diminuirà in modo significativo; 3) la capacità di sovraccarico è maggiore del corrispondente motore asincrono; 4) Elevata efficienza operativa, soprattutto motore sincrono a bassa velocità.
Il motore sincrono non può essere avviato direttamente, necessita di avvio asincrono o avvio con conversione di frequenza. Avvio asincrono significa che il motore sincrono è dotato di un avvolgimento di avviamento simile all'avvolgimento della gabbia del motore asincrono sul rotore e la resistenza aggiuntiva di circa 10 volte il valore di resistenza dell'avvolgimento di eccitazione è collegata in serie nel circuito di eccitazione per formare un circuito chiuso, lo statore del motore sincrono è direttamente collegato alla rete elettrica, in modo che si avvii secondo il motore asincrono, quando la velocità raggiunge la velocità sub-sincrona (95%). La modalità iniziale di rimozione della resistenza aggiuntiva; L'avvio della conversione di frequenza non è dettagliato. Pertanto, uno degli svantaggi dei motori sincroni è la necessità di aggiungere apparecchiature aggiuntive per l'avviamento.
Il motore sincrono è azionato dalla corrente di eccitazione, se non c'è eccitazione il motore è asincrono. L'eccitazione è un sistema CC aggiunto al rotore, la sua velocità di rotazione e polarità sono coerenti con lo statore, se c'è un problema con l'eccitazione, il motore sarà fuori passo, non può essere regolato, attiva la protezione "guasto di eccitazione" intervento del motore . Pertanto, il secondo svantaggio del motore sincrono è la necessità di aumentare il dispositivo di eccitazione, che era alimentato direttamente dalla macchina DC, ed è ora alimentato principalmente dal raddrizzatore a tiristori. Ancora quel vecchio detto, più complessa è la struttura, più attrezzature, più punti di guasto, maggiore è il tasso di guasto.
(Riferimento motore sincrono: Libreria Baidu > Informazioni professionali > Tecnologia di ingegneria > "Caratteristiche del motore sincrono" per energia/acqua)
In base alle caratteristiche prestazionali del motore sincrono, la sua applicazione è principalmente in macchine di sollevamento, mulini, ventilatori, compressori, laminatoi, pompe dell'acqua e altri carichi.
In sintesi, il principio di selezione del motore è che le prestazioni del motore soddisfino i requisiti dei macchinari di produzione e si preferisce il motore con struttura semplice, prezzo economico, lavoro affidabile e facile manutenzione. A questo proposito, i motori CA sono migliori dei motori CC, i motori asincroni CA sono migliori dei motori sincroni CA e i motori asincroni a gabbia di scoiattolo sono migliori dei motori asincroni avvolti.
Per i macchinari di produzione con carico stabile e senza requisiti speciali di avviamento e frenatura, è preferibile il normale motore asincrono a gabbia di scoiattolo, ampiamente utilizzato in macchinari, pompe, ventilatori e così via.
L'avviamento e la frenatura sono più frequenti, richiedendo macchinari di produzione con elevata coppia di avviamento e frenatura, come carriponte, ascensori da miniera, compressori d'aria, laminatoi irreversibili, ecc., che dovrebbero utilizzare motori asincroni ad avvolgimento.
Nessun requisito di regolazione della velocità, necessità di velocità costante o miglioramento del fattore di potenza, dovrebbero essere utilizzati motori sincroni, come pompe di media e grande capacità, compressori d'aria, ascensori, mulini, ecc.
La gamma di velocità deve essere superiore a 1∶3 e, data la necessità di una regolazione continua, stabile e regolare della velocità dei macchinari di produzione, è opportuno utilizzare un motore CC indipendente o un motore asincrono a gabbia di scoiattolo o un motore sincrono con controllo di frequenza, come macchine utensili di precisione di grandi dimensioni, piallatrice a portale, laminatoio, paranco, ecc.
Macchinari di produzione che richiedono una grande rotazione iniziale e caratteristiche meccaniche morbide, che utilizzano motori DC ad eccitazione in serie o composti, come tram, locomotive elettriche, gru pesanti, ecc.
Potenza nominale
La potenza nominale del motore si riferisce alla potenza in uscita, ovvero alla potenza dell'albero, nota anche come dimensione della capacità, che è il parametro distintivo del motore. Spesso le persone chiedono quanto è grande il motore, generalmente non facendo riferimento alla dimensione del motore, ma alla potenza nominale. È l'indicatore più importante per quantificare la capacità di carico del motore ed è anche il requisito del parametro che deve essere fornito quando si seleziona il motore.
Il principio della corretta selezione della capacità del motore dovrebbe essere la determinazione più economica e ragionevole della potenza del motore, presupponendo che il motore sia in grado di produrre i requisiti di carico meccanico. Se la potenza viene selezionata troppo grande, l'investimento nell'attrezzatura aumenta, con conseguenti sprechi, e il motore spesso funziona sottocarico, l'efficienza e il fattore di potenza del motore CA sono bassi; Al contrario, se la potenza selezionata è troppo bassa, il motore funzionerà in sovraccarico, provocando danni prematuri al motore.
Ci sono tre fattori che determinano la potenza principale del motore:
1) L'aumento di calore e temperatura del motore, che è il fattore più importante nel determinare la potenza del motore; 2) Consentire capacità di sovraccarico a breve termine; 3) Dovrebbe essere considerata anche la capacità di avviamento del motore asincrono a gabbia di scoiattolo.
Innanzitutto, il macchinario di produzione specifico calcola e seleziona la potenza del carico in base ai requisiti di riscaldamento, aumento della temperatura e carico, mentre il motore preseleziona la potenza nominale in base alla potenza del carico, al sistema di lavoro e ai requisiti di sovraccarico. Dopo aver preselezionato la potenza nominale del motore, è necessario controllare anche la capacità di riscaldamento, di sovraccarico e, se necessario, la capacità di avviamento. Se uno di essi non è qualificato, il motore deve essere riselezionato e quindi controllato finché tutti non sono qualificati. Pertanto, anche il sistema di lavoro è uno dei requisiti necessari, se non esiste alcun requisito, il default viene elaborato secondo il sistema di lavoro S1 più convenzionale; Il motore con requisiti di sovraccarico deve inoltre fornire un sovraccarico multiplo e un tempo di funzionamento corrispondente; Quando il motore asincrono a gabbia di scoiattolo aziona la ventola e altri carichi con momento di inerzia elevato, è inoltre necessario fornire il momento di inerzia del carico e la curva del momento di resistenza iniziale per verificare la capacità di avviamento.
La suddetta selezione della potenza nominale viene effettuata presupponendo una temperatura ambiente standard di 40 gradi C. Se la temperatura ambiente del motore viene modificata, la potenza nominale del motore deve essere corretta. Secondo i calcoli teorici e pratici, quando la temperatura ambiente è diversa, la potenza del motore può essere aumentata o diminuita approssimativamente secondo la tabella seguente.
Pertanto, anche le aree con climi rigidi devono fornire una temperatura ambiente, come l'India, dove la temperatura ambiente deve essere controllata in base a 50 gradi C. Inoltre, anche l'altitudine elevata avrà un impatto sulla potenza del motore, maggiore è la temperatura di altitudine, maggiore è l'aumento della temperatura del motore, minore è la potenza in uscita. E anche il motore utilizzato in alta quota deve considerare l’influenza del fenomeno corona.
Per l'attuale gamma di potenze dei motori elettrici sul mercato, vorrei elencare i dati della tabella delle prestazioni dell'azienda come riferimento.
Motore CC: ZD9350 (mulino) 9350 kW
Motore asincrono: Gabbia di scoiattolo YGF1120-4 (ventilatore dell'altoforno) 28000 kW
Avvolgimento YRKK1000-6 (mulino materie prime) 7400 kW
Motore sincrono: TWS36000-4 (ventilatore dell'altoforno) 36.000 kW (unità di prova fino a 40.000 kW)
Tensione nominale
La tensione nominale del motore si riferisce alla tensione di linea nella modalità operativa nominale.
La scelta della tensione nominale del motore dipende dalla tensione di alimentazione del sistema di alimentazione dell'azienda e dalle dimensioni della capacità del motore.
La scelta del livello di tensione del motore CA dipende principalmente dal livello di tensione di alimentazione nel luogo di utilizzo. Generalmente, la rete a bassa tensione è 380 V, quindi la tensione nominale è 380 V (connessione Y o △), 220/380 V (connessione △/Y), 380/660 V (connessione △/Y). La potenza del motore a bassa tensione aumenta in una certa misura (come 300KW/380V), la corrente è limitata dalla capacità portante del cavo ed è difficile da realizzare in grande, oppure il costo è troppo alto. È necessario aumentare la tensione per ottenere una potenza elevata. La tensione di alimentazione della rete ad alta tensione è generalmente di 6000 V o 10000 V, all'estero ci sono anche livelli di tensione di 3300 V, 6600 V e 11000 V. I vantaggi del motore ad alta tensione sono la grande potenza e la forte resistenza agli urti; Lo svantaggio è che l'inerzia è elevata e la partenza e la frenata sono difficili.
Anche la tensione nominale del motore CC deve corrispondere alla tensione di alimentazione. Generalmente 110 V, 220 V e 440 V. Tra questi, 220 V è il livello di tensione comune e il motore ad alta potenza può essere aumentato a 600 ~ 1000 V. Quando l'alimentazione CA è 380 V e per l'alimentazione viene utilizzato il circuito raddrizzatore a tiristori a ponte trifase, la tensione nominale del motore CC deve essere 440 V e quando viene utilizzata l'alimentazione raddrizzatore a tiristori a semionda trifase, il la tensione nominale del motore CC deve essere 220 V.
Velocità nominale
La velocità nominale del motore si riferisce alla velocità nella modalità di funzionamento nominale.
Il motore e la macchina da lavoro da esso azionata hanno una propria velocità nominale. Quando si sceglie la velocità del motore, è necessario tenere presente che la velocità non deve essere selezionata troppo bassa, poiché minore è la velocità nominale del motore, maggiore è la sua serie, maggiore è il volume, maggiore è il prezzo; Allo stesso tempo, la velocità del motore non dovrebbe essere selezionata troppo alta, perché ciò renderebbe il meccanismo di trasmissione troppo complesso e difficile da mantenere.
Inoltre, quando la potenza è costante, la coppia del motore è inversamente proporzionale alla velocità. Velocità nominale
La velocità nominale del motore si riferisce alla velocità nella modalità di funzionamento nominale.
Il motore e la macchina da lavoro da esso azionata hanno una propria velocità nominale. Quando si sceglie la velocità del motore, è necessario tenere presente che la velocità non deve essere selezionata troppo bassa, poiché minore è la velocità nominale del motore, maggiore è la sua serie, maggiore è il volume, maggiore è il prezzo; Allo stesso tempo, la velocità del motore non dovrebbe essere selezionata troppo alta, perché ciò renderebbe il meccanismo di trasmissione troppo complesso e difficile da mantenere.
Inoltre, quando la potenza è costante, la coppia del motore è inversamente proporzionale alla velocità.
Pertanto, se i requisiti di avviamento e frenatura non sono elevati, è possibile effettuare un confronto completo con diverse velocità nominali a partire dall'investimento iniziale dell'attrezzatura, dalla superficie del pavimento e dai costi di manutenzione, e alla fine viene determinata la velocità nominale. Per chi parte spesso, frena e fa retromarcia, ma la durata del processo di transizione ha poco impatto sulla produttività, oltre a considerare l'investimento iniziale, il rapporto di velocità e la velocità nominale del motore vengono selezionati principalmente in base al minimo perdita quantitativa del processo di transizione. Ad esempio, la macchina di sollevamento richiede frequenti rotazioni positive e negative e la coppia è molto elevata, la velocità è molto bassa, il motore è grande e costoso.
Quando la velocità del motore è elevata è necessario considerare anche la velocità critica del motore. Il rotore del motore vibrerà durante il funzionamento, l'ampiezza del rotore aumenta con l'aumento della velocità e l'ampiezza raggiunge un valore massimo ad una certa velocità (cioè quella comunemente chiamata risonanza) e l'ampiezza diminuisce gradualmente con l'aumento della velocità dopo aver superato questa velocità, ed è stabile in un certo intervallo, la velocità massima dell'ampiezza del rotore è chiamata velocità critica del rotore. Questa velocità è uguale alla frequenza naturale del rotore. Quando la velocità continua ad aumentare, l'ampiezza aumenterà quando la velocità è vicina a 2 volte la frequenza naturale, quando la velocità è pari a 2 volte la frequenza naturale, si chiama seconda velocità critica e così via, ci sono tre e quattro velocità critiche. Se il rotore funziona a una velocità critica, si verificheranno forti vibrazioni e il grado di flessione dell'albero aumenterà in modo significativo e il funzionamento a lungo termine causerà gravi deformazioni di flessione dell'albero o addirittura la rottura. La velocità critica di primo ordine del motore è generalmente superiore a 1500 giri/min, quindi il motore convenzionale a bassa velocità generalmente non considera l'impatto della velocità critica. Al contrario, per il motore ad alta velocità a 2-poli, la velocità nominale è vicina a 3000 giri/min, l'effetto deve essere considerato e l'uso a lungo termine del motore nell'intervallo di velocità critico deve essere evitato.
In generale, è possibile determinare approssimativamente il tipo di carico di azionamento, la potenza nominale, la tensione nominale e la velocità nominale del motore. Ma se si desidera soddisfare in modo ottimale i requisiti di carico, questi parametri di base non sono sufficienti. I parametri che devono essere forniti includono inoltre: frequenza, sistema di lavoro, requisiti di sovraccarico, livello di isolamento, livello di protezione, momento di inerzia, curva di resistenza del carico, modalità di installazione, temperatura ambiente, altitudine, requisiti esterni, ecc., in base alla situazione specifica .