5 шагов выбора двигателя, простые в освоении и использовании!
Тип приводной нагрузки
Это необходимо изменить в зависимости от характеристик двигателя. Двигатель можно просто разделить на двигатель постоянного тока и двигатель переменного тока, а двигатель переменного тока делится на синхронный двигатель и асинхронный двигатель.
1, двигатель постоянного тока
Преимущество двигателей постоянного тока заключается в том, что они могут легко регулировать скорость путем изменения напряжения и обеспечивать большой крутящий момент. Он подходит для нагрузок, которым необходимо часто регулировать скорость, например, мельниц на сталелитейных заводах, подъемников в шахтах и т. д. Но теперь, с развитием технологии преобразования частоты, двигатели переменного тока также могут регулировать скорость, изменяя частоту. Однако, хотя двигатель с преобразованием частоты не намного дороже обычного двигателя, цена преобразователя частоты занимает основную часть всего оборудования, поэтому двигатель постоянного тока имеет еще одно преимущество: он дешев.
Недостаток двигателя постоянного тока заключается в том, что его конструкция сложна, и любое оборудование, имеющее сложную структуру, неизбежно приведет к увеличению частоты отказов. Двигатель постоянного тока по сравнению с двигателем переменного тока, в дополнение к комплексу обмоток (обмотка возбуждения, обмотка коммутатора, компенсационная обмотка, обмотка якоря), но также увеличивает контактное кольцо, щетку и коммутатор. Не только требования производителя к процессу высоки, но и последующие затраты на техническое обслуживание относительно высоки. Таким образом, использование двигателей постоянного тока в промышленности постепенно снижается, но переходный этап все еще полезен в неловкой ситуации. Если у пользователя есть достаточные средства, рекомендуется выбрать двигатель переменного тока с программой преобразователя частоты, ведь использование преобразователя частоты также приносит много преимуществ, это не подробно.
2, асинхронный двигатель
Преимуществами асинхронного двигателя являются простая конструкция, стабильная работа, простота обслуживания и низкая цена. И производственный процесс также самый простой, я слышал, как старый техник в мастерской сказал, что сборка двигателя постоянного тока может обеспечить ту же мощность, что и два синхронных двигателя или четыре асинхронных двигателя, что можно увидеть. Поэтому асинхронные двигатели получили наибольшее распространение в промышленности.
Асинхронный двигатель делится на двигатель с короткозамкнутым ротором и двигатель с обмоткой, разница заключается в роторе. Роторы короткозамкнутых двигателей изготавливаются из металлических прутков, меди или алюминия. Цена на алюминий относительно низкая, а Китай является крупной страной по добыче алюминия, который широко используется в случаях с низкими требованиями. Но механические и электрические свойства меди лучше, чем у алюминия, и большинство роторов, с которыми я контактирую, сделаны из меди. Надежность двигателя с короткозамкнутым ротором намного выше, чем у двигателя с ротором обмотки, после решения проблемы обрыва ряда в процессе. Недостаток ротора заключается в том, что крутящий момент, получаемый при разрезании линии магнитной индуктивности во вращающемся магнитном поле статора, невелик, а пусковой ток велик, что трудно удовлетворить требованиям нагрузки с большим пусковым моментом. Хотя увеличение длины сердечника двигателя позволяет получить больший крутящий момент, но сила очень ограничена. Намотанный двигатель при запуске электрифицировал обмотку ротора через контактное кольцо, образуя магнитное поле ротора, которое перемещается относительно вращающегося магнитного поля статора, благодаря чему крутящий момент увеличивается. В процессе запуска сопротивление воды подключается последовательно, чтобы уменьшить пусковой ток, а сопротивление воды контролируется зрелым электронным устройством управления для изменения значения сопротивления в процессе запуска. Подходит для прокатного стана, лифта и других грузов. Поскольку обмотка асинхронного двигателя по сравнению с двигателем с короткозамкнутым ротором увеличивает контактное кольцо, водонепроницаемость и т. д., общая цена оборудования несколько увеличивается. По сравнению с двигателем постоянного тока диапазон скоростей относительно узкий, крутящий момент относительно небольшой, и соответствующее значение также низкое.
Однако асинхронный двигатель создает вращающееся магнитное поле, подавая напряжение на обмотку статора, а обмотка представляет собой индуктивный элемент, который не совершает работу, поэтому он должен поглощать реактивную мощность из электросети, что оказывает большое влияние на энергосеть. Интуитивный опыт: при подключении к электросети мощного индуктивного электроприбора напряжение в электросети падает, а яркость лампы уменьшается. Поэтому в бюро электроснабжения будут установлены ограничения на использование асинхронных двигателей, что также необходимо учитывать многим заводам. Некоторые крупные потребители электроэнергии, такие как сталелитейные заводы, алюминиевые заводы и т. д., предпочитают строить собственные электростанции, чтобы сформировать свои собственные независимые энергосистемы, чтобы уменьшить ограничения на использование асинхронных двигателей. Следовательно, если асинхронный двигатель должен соответствовать нагрузке высокой мощности, он должен быть оснащен устройством компенсации реактивной мощности, в то время как синхронный двигатель может подавать реактивную мощность в сеть через устройство возбуждения, и чем больше мощность, тем больше мощность. тем более очевидны преимущества синхронного двигателя, в результате чего возникает ступень синхронного двигателя.
3, синхронный двигатель
Преимущества синхронного двигателя, помимо состояния перевозбуждения, могут компенсировать реактивную мощность, но также включают в себя 1) скорость синхронного двигателя строго соответствует n=60f/p, можно точно контролировать скорость; 2) Стабильность работы высока: когда напряжение электросети внезапно падает, система возбуждения обычно вызывает возбуждение, чтобы обеспечить стабильную работу двигателя, а крутящий момент асинхронного двигателя (пропорциональный квадрату напряжения) значительно уменьшается; 3) перегрузочная способность больше, чем у соответствующего асинхронного двигателя; 4) Высокая эффективность работы, особенно низкоскоростной синхронный двигатель.
Синхронный двигатель не может быть запущен напрямую, требуется асинхронный пуск или пуск с преобразованием частоты. Асинхронный пуск означает, что синхронный двигатель оснащен пусковой обмоткой, аналогичной короткозамкнутой обмотке асинхронного двигателя на роторе, а добавочное сопротивление, примерно в 10 раз превышающее значение сопротивления обмотки возбуждения, включено последовательно в контур возбуждения, образуя закрытая схема, статор синхронного двигателя напрямую подключен к электросети, так что он запускается по асинхронному двигателю, когда скорость достигает подсинхронной скорости (95%). Стартовый режим снятия дополнительного сопротивления; Запуск преобразования частоты не подробно описан. Поэтому одним из недостатков синхронных двигателей является необходимость добавления дополнительного оборудования для запуска.
Синхронный двигатель работает от тока возбуждения, при отсутствии возбуждения двигатель асинхронный. Возбуждение представляет собой систему постоянного тока, добавленную к ротору, ее скорость вращения и полярность соответствуют статору. Если возникнут проблемы с возбуждением, двигатель выйдет из строя, его невозможно отрегулировать, сработает защита «отказ возбуждения», отключение двигателя. . Поэтому вторым недостатком синхронного двигателя является необходимость увеличения устройства возбуждения, которое раньше питалось непосредственно от машины постоянного тока, а теперь в основном питается от тиристорного выпрямителя. И все же старая поговорка гласит: чем сложнее конструкция, чем больше оборудования, тем больше точек отказа, тем выше интенсивность отказов.
(Справочник по синхронному двигателю: Библиотека Baidu > Профессиональная информация > Инженерные технологии > Энергия/Вода «Характеристики синхронного двигателя»)
В соответствии с эксплуатационными характеристиками синхронного двигателя он применяется в основном в подъемных машинах, мельницах, вентиляторах, компрессорах, прокатных станах, водяных насосах и других нагрузках.
Таким образом, принцип выбора двигателя заключается в том, что его характеристики соответствуют требованиям производственного оборудования, и предпочтение отдается двигателю с простой конструкцией, низкой ценой, надежной работой и простотой обслуживания. В этом отношении двигатели переменного тока лучше, чем двигатели постоянного тока, асинхронные двигатели переменного тока лучше, чем синхронные двигатели переменного тока, а асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором лучше, чем асинхронные двигатели.
Для производственного оборудования со стабильной нагрузкой и отсутствием особых требований к пуску и торможению следует отдать предпочтение обычному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором, который широко используется в машинах, насосах, вентиляторах и т. д.
Запуск и торможение происходят чаще, требуя, чтобы производственное оборудование с большим пусковым и тормозным моментом, такое как мостовые краны, шахтные подъемники, воздушные компрессоры, нереверсивные прокатные машины и т. д., должно использовать намоточные асинхронные двигатели.
Нет требований к регулированию скорости, не требуется постоянная скорость или требуется повышенный коэффициент мощности, следует использовать синхронные двигатели, такие как насосы средней и большой производительности, воздушные компрессоры, лифты, мельницы и т. д.
Диапазон скоростей должен быть более 1∶3, а при необходимости постоянного стабильного и плавного регулирования скорости производственного оборудования целесообразно использовать независимый двигатель постоянного тока или асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором или синхронный двигатель с контролем частоты, например большие прецизионные станки, портальные строгальные станки, прокатные станы, подъемники и т. д.
Производственное оборудование, требующее большого пускового вращения и мягких механических характеристик, использующее двигатели последовательного возбуждения или составные двигатели постоянного тока, например трамваи, электровозы, тяжелые краны и т. д.
Номинальная мощность
Номинальная мощность двигателя относится к выходной мощности, то есть мощности на валу, также известной как размер мощности, которая является характерным параметром двигателя. Люди часто спрашивают, насколько велик двигатель, обычно имея в виду не размер двигателя, а номинальную мощность. Это наиболее важный показатель для количественной оценки нагрузочной способности двигателя, а также требование к параметру, которое необходимо учитывать при выборе двигателя.
Принцип правильного выбора мощности двигателя должен заключаться в наиболее экономичном и разумном определении мощности двигателя при условии, что двигатель способен выдерживать необходимые механические нагрузки. Если мощность выбрана слишком большой, инвестиции в оборудование увеличиваются, что приводит к потерям, а двигатель часто работает с недогрузкой, эффективность и коэффициент мощности двигателя переменного тока низкие; И наоборот, если мощность выбрана слишком маленькой, двигатель будет работать с перегрузкой, что приведет к его преждевременному повреждению.
Есть три фактора, определяющих основную мощность мотора:
1) Нагрев и повышение температуры двигателя, что является наиболее важным фактором, определяющим мощность двигателя; 2) Допускать кратковременную перегрузку; 3) Следует также учитывать пусковую способность асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Прежде всего, конкретное производственное оборудование рассчитывает и выбирает мощность нагрузки в соответствии с требованиями к нагреву, повышению температуры и нагрузке, а двигатель предварительно выбирает номинальную мощность в соответствии с мощностью нагрузки, рабочей системой и требованиями к перегрузке. После того, как номинальная мощность двигателя предварительно выбрана, необходимо также проверить нагрев, перегрузочную способность и пусковую способность при необходимости. Если один из них не сертифицирован, двигатель необходимо выбрать повторно, а затем проверять, пока все не будут проверены. Таким образом, рабочая система также является одним из необходимых требований. Если требований нет, значение по умолчанию обрабатывается в соответствии с самой обычной рабочей системой S1; Двигатель, требующий перегрузки, также должен обеспечивать кратную перегрузку и соответствующее время работы; Когда асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором приводит в движение вентилятор и другую нагрузку с большим моментом инерции, также необходимо обеспечить момент инерции нагрузки и кривую момента пускового сопротивления для проверки пусковой способности.
Вышеуказанный выбор номинальной мощности осуществляется при условии, что стандартная температура окружающей среды составляет 40 градусов C. Если температура окружающей среды двигателя изменяется, номинальную мощность двигателя необходимо скорректировать. Согласно теоретическим расчетам и практике, когда температура окружающей среды отличается, мощность двигателя можно грубо увеличить или уменьшить в соответствии со следующей таблицей.
Поэтому в регионах с суровым климатом также необходимо обеспечивать температуру окружающей среды, например, в Индии, где температуру окружающей среды необходимо проверять на уровне 50 градусов C. Кроме того, большая высота над уровнем моря также будет влиять на мощность двигателя, чем выше высота, чем больше повышение температуры двигателя, тем меньше выходная мощность. И двигатель, используемый на большой высоте, также должен учитывать влияние явления короны.
Что касается текущего диапазона мощностей электродвигателей, представленных на рынке, я хотел бы для справки привести данные таблицы производительности компании.
Двигатель постоянного тока: ZD9350 (мельница) 9350 кВт
Асинхронный двигатель: короткозамкнутый YGF1120-4 (вентилятор доменной печи) 28000кВт
Обмотка YRKK1000-6 (сырьевой стан) 7400кВт
Синхронный двигатель: TWS36000-4 (вентилятор доменной печи) 36000кВт (испытательная установка до 40000кВт)
Номинальное напряжение
Номинальное напряжение двигателя относится к напряжению сети в номинальном режиме работы.
Выбор номинального напряжения двигателя зависит от напряжения питания энергосистемы предприятия и величины мощности двигателя.
Выбор уровня напряжения двигателя переменного тока в основном зависит от уровня напряжения источника питания на месте использования. Как правило, сеть низкого напряжения составляет 380 В, поэтому номинальное напряжение составляет 380 В (соединение Y или △), 220/380 В (соединение △/Y), 380/660 В (соединение △/Y). Мощность низковольтного двигателя в определенной степени увеличивается (например, 300 кВт/380 В), ток ограничен несущей способностью провода, его трудно сделать большим, или стоимость слишком высока. Необходимо увеличить напряжение для достижения высокой выходной мощности. Напряжение питания высоковольтной сети обычно составляет 6000 В или 10 000 В, за рубежом также существуют уровни напряжения 3300 В, 6600 В и 11 000 В. Преимуществами высоковольтного двигателя являются большая мощность и высокая ударопрочность; Недостаток – большая инерция, затруднен запуск и торможение.
Номинальное напряжение двигателя постоянного тока также должно соответствовать напряжению источника питания. Обычно 110 В, 220 В и 440 В. Среди них 220 В является общим уровнем напряжения, а напряжение мощного двигателя может быть увеличено до 600 ~ 1000 В. Когда источник питания переменного тока составляет 380 В и для питания используется трехфазная мостовая схема тиристорного выпрямителя, номинальное напряжение двигателя постоянного тока должно составлять 440 В, а когда используется трехфазный источник питания полуволнового тиристорного выпрямителя, номинальное напряжение двигателя постоянного тока должно составлять 220 В.
Номинальная скорость
Номинальная скорость двигателя относится к скорости в номинальном рабочем режиме.
Двигатель и рабочие механизмы, приводимые им в движение, имеют свою номинальную скорость. При выборе скорости двигателя следует учитывать, что скорость не следует выбирать слишком низкую, поскольку чем ниже номинальная скорость двигателя, чем больше его серия, чем больше объем, тем выше цена; В то же время скорость двигателя не следует выбирать слишком большую, поскольку это сделает механизм трансмиссии слишком сложным и трудным в обслуживании.
Кроме того, когда мощность постоянна, крутящий момент двигателя обратно пропорционален скорости. Номинальная скорость
Номинальная скорость двигателя относится к скорости в номинальном рабочем режиме.
Двигатель и рабочие механизмы, приводимые им в движение, имеют свою номинальную скорость. При выборе скорости двигателя следует учитывать, что скорость не следует выбирать слишком низкую, поскольку чем ниже номинальная скорость двигателя, чем больше его серия, чем больше объем, тем выше цена; В то же время скорость двигателя не следует выбирать слишком большую, поскольку это сделает механизм трансмиссии слишком сложным и трудным в обслуживании.
Кроме того, когда мощность постоянна, крутящий момент двигателя обратно пропорционален скорости.
Таким образом, если требования к пуску и торможению не высоки, можно провести всестороннее сравнение с несколькими различными номинальными скоростями, исходя из первоначальных инвестиций в оборудование, площади помещения и затрат на техническое обслуживание, и окончательно определить номинальную скорость. Для тех, кто часто трогается с места, тормозит и дает задний ход, но продолжительность переходного процесса мало влияет на производительность, помимо учета первоначальных вложений, передаточное число и номинальная частота вращения двигателя в основном подбираются исходя из минимальной потери количества переходного процесса. Например, подъемная машина требует частого положительного и отрицательного вращения, крутящий момент очень велик, скорость очень низкая, двигатель большой и дорогой.
Когда скорость двигателя высока, необходимо также учитывать критическую скорость двигателя. Ротор двигателя будет вибрировать во время работы, амплитуда ротора увеличивается с увеличением скорости, а амплитуда достигает максимального значения при определенной скорости (то есть обычно называемого резонансом), а амплитуда постепенно уменьшается с увеличением скорости после превышения этой скорости и стабильна в определенном диапазоне, максимальная амплитуда скорости ротора называется критической скоростью ротора. Эта скорость равна собственной частоте ротора. Когда скорость продолжает увеличиваться, амплитуда будет увеличиваться, когда скорость близка к 2-кратной собственной частоте, когда скорость равна 2-кратной собственной частоте, это называется второй критической скоростью и так далее, есть три и четыре критические скорости. Если скорость ротора будет ниже критической, возникнет сильная вибрация, степень изгиба вала значительно увеличится, а длительная эксплуатация приведет к серьезной деформации изгиба вала или даже к его поломке. Критическая скорость двигателя первого порядка обычно превышает 1500 об/мин, поэтому обычный тихоходный двигатель обычно не учитывает влияние критической скорости. Напротив, для 2-полюсного высокоскоростного двигателя номинальная скорость близка к 3000 об/мин, необходимо учитывать влияние и долгосрочное использование двигателя в критическом диапазоне скоростей. избегал.
Вообще говоря, можно грубо определить тип приводной нагрузки, номинальную мощность, номинальное напряжение и номинальную скорость двигателя. Но если вы хотите оптимально удовлетворить требования к нагрузке, этих основных параметров далеко не достаточно. Также необходимо указать следующие параметры: частота, рабочая система, требования к перегрузке, уровень изоляции, уровень защиты, момент инерции, кривая сопротивления нагрузки, режим установки, температура окружающей среды, высота над уровнем моря, требования к наружной среде и т. д., в зависимости от конкретной ситуации. .
