Los elementos básicos necesarios para la selección del motor son: tipo de carga impulsada, potencia nominal, voltaje nominal, velocidad nominal y otras condiciones.
Esto tiene que ser invertido de las características del motor. Los motores se pueden dividir simplemente en motores de CC y motores de CA, la CA también se divide en motores síncronos y motores asíncronos.
1, motores de corriente continua
La ventaja del motor de CC es que la velocidad se puede ajustar fácilmente cambiando el voltaje y puede proporcionar un par mayor.
Es adecuado para cargas que requieren un ajuste frecuente de la velocidad, como trenes de laminación en acerías, montacargas en minas, etc.
Pero ahora, con el desarrollo de la tecnología de conversión de frecuencia, los motores de CA también pueden ajustar la velocidad de rotación cambiando la frecuencia.
Sin embargo, aunque el precio del motor inversor no es mucho más caro que el motor ordinario, pero el precio del inversor ocupa la parte principal en todo el conjunto de equipos, por lo que los motores de CC con escobillas tienen otra ventaja de ser más baratos.
La desventaja de los motores sin escobillas de CC es que la estructura es compleja, y cualquier equipo con una estructura compleja conducirá a un aumento en la tasa de fallas.
Motor de CC en comparación con el motor de CA, además de la complejidad del devanado (devanado de excitación, devanado de polo de conmutación, devanado de compensación, devanado de armadura), también agrega anillo colector, escobilla y conmutador.
No solo requiere un alto nivel de artesanía por parte del fabricante, sino que también el costo de mantenimiento posterior es relativamente alto.
Por lo tanto, los motores de engranajes de CC en aplicaciones industriales están disminuyendo gradualmente pero siguen siendo útiles en la fase de transición de la situación embarazosa.
Si el usuario tiene más fondos, se recomienda elegir el programa de motor de CA con inversor, después de todo, el uso del inversor también trae muchos beneficios, esto no se detalla.
2, motor asíncrono
El motor asíncrono tiene la ventaja de una estructura simple, rendimiento estable, fácil mantenimiento y bajo costo. Y el proceso de fabricación es también el más simple.
Escuché que el taller del viejo técnico dijo que el ensamblaje de un motor de CC sin escobillas usa horas-hombre, puede completar casi la potencia de dos motores síncronos o cuatro motores asíncronos, que se pueden ver.
Por lo tanto, los motores asíncronos han sido los más utilizados en la industria.
Los motores asíncronos se dividen en motores de jaula de ardilla y motores bobinados, y la diferencia radica en el rotor.
El rotor del motor de jaula de ardilla está hecho de barras de metal, cobre o aluminio.
El precio del aluminio es relativamente bajo, y China es un gran país minero de aluminio y se usa ampliamente en aplicaciones menos exigentes.
Pero las propiedades mecánicas y la conductividad eléctrica del cobre son mejores que las del aluminio, la gran mayoría de mis contactos son rotores de cobre.
Motor tipo jaula de ardilla en el proceso de resolver el problema de la fila rota, la confiabilidad es mucho más que el motor de rotor tipo bobinado.
La desventaja es que el par obtenido por un rotor de metal que corta líneas de inducción magnética en un campo de estator giratorio es pequeño y la corriente de arranque es grande, lo que dificulta el manejo de cargas con grandes requisitos de par de arranque.
Aunque se puede obtener más par aumentando la longitud del núcleo del motor, el esfuerzo es muy limitado.
Los motores de alambre bobinado energizan el devanado del rotor a través de anillos colectores durante el arranque, formando un campo magnético del rotor que se mueve en relación con el campo magnético giratorio del estator, obteniendo así más torque.
Y la resistencia al agua está conectada en serie para reducir la corriente de arranque durante el proceso de arranque.
La resistencia al agua está controlada por un sofisticado dispositivo de control electrónico para cambiar el valor de la resistencia con el proceso de inicio.
Es adecuado para cargas como trenes de laminación y polipastos.
A medida que el motor asíncrono bobinado en relación con el motor de jaula de ardilla aumentó el anillo deslizante, la resistencia al agua, etc., el precio general del equipo aumentó.
Su rango de velocidad es más estrecho y el par es relativamente pequeño en comparación con los motores de CC, y el valor correspondiente es bajo.
Sin embargo, el motor asíncrono debido al devanado del estator energizado para establecer el campo magnético giratorio, y el devanado pertenece a los componentes inductivos que no funcionan, para absorber la potencia reactiva de la red, el impacto en la red es muy grande.
La experiencia intuitiva tiene dispositivos inductivos de alta potencia conectados a la red, las caídas de voltaje de la red, el brillo de las luces eléctricas se reducen a la vez.
Por lo tanto, la oficina de suministro de energía tendrá restricciones en el uso de motores asíncronos, que es donde se deben considerar muchas fábricas.
Algunos grandes usuarios de electricidad, como acerías, plantas de aluminio, etc., eligen establecer sus propias centrales eléctricas para formar su propia red eléctrica independiente, con el fin de reducir las restricciones en el uso de motores asíncronos.
Por lo tanto, el motor asíncrono debe estar equipado con un dispositivo de compensación de potencia reactiva si desea cumplir con el uso de una carga de alta potencia, mientras que el motor síncrono puede proporcionar potencia reactiva a la red a través del dispositivo de excitación, cuanto mayor sea la potencia, más evidente es la ventaja del motor síncrono. , así se crea la etapa de motor síncrono.
3, motor síncrono
Las ventajas del motor síncrono incluyen, además del estado de sobreexcitación, puede compensar la potencia reactiva.
1) la velocidad del motor síncrono cumple estrictamente con n=60f/p, que puede controlar con precisión la velocidad.
2) alta estabilidad operativa, cuando el voltaje de la red cae repentinamente, su sistema de excitación generalmente forzará la excitación para garantizar un funcionamiento estable del motor, mientras que el par del motor asíncrono (proporcional al cuadrado del voltaje) caerá significativamente.
3) mayor capacidad de sobrecarga que el motor asíncrono correspondiente.
4) Alta eficiencia operativa, especialmente para motores síncronos de baja velocidad.
Los motores síncronos no se pueden arrancar directamente y necesitan arranque asíncrono o arranque de frecuencia.
Arranque asíncrono significa que el motor síncrono está equipado con un devanado de arranque similar al devanado de jaula del motor asíncrono en el rotor, y una resistencia adicional de aproximadamente 10 veces el valor de resistencia del devanado de excitación está conectada en serie en el circuito de excitación para formar un circuito cerrado
De modo que el estator del motor síncrono se conecta directamente a la red eléctrica y se inicia como un motor asíncrono, y luego se elimina la resistencia adicional cuando la velocidad alcanza la velocidad subsíncrona (95%); inicio de conversión de frecuencia no es mucho No hay mucho que mencionar.
Por lo tanto, una de las desventajas de los motores síncronos es la necesidad de agregar dispositivos de equipamiento adicionales para el arranque.
Los motores síncronos funcionan con corriente de excitación, sin excitación, el motor eficiente es asíncrono.
La excitación es un sistema de CC agregado al rotor, y su velocidad de rotación y polaridad son las mismas que las del estator.
Si hay un problema con la excitación, el motor paso a paso estará desfasado y no podrá ajustarse, lo que activará la protección “fallo de excitación” y el motor disparará.
Por lo tanto, la segunda desventaja del motor síncrono es que necesita aumentar el dispositivo de excitación, que solía ser alimentado directamente por una máquina de CC, pero ahora es alimentado principalmente por un rectificador controlado por silicio.
Como dice el viejo refrán, cuanto más compleja es la estructura y más dispositivos, más puntos de falla y mayor la tasa de fallas.
De acuerdo con las características de rendimiento del motor síncrono, su aplicación es principalmente en polipastos, molinos, ventiladores, compresores, laminadores, bombas y otras cargas.
En resumen, el principio de elegir el motor es dar preferencia al motor con estructura simple, precio económico, trabajo confiable y mantenimiento conveniente bajo la premisa de que el rendimiento del motor cumple con los requisitos de la maquinaria de producción.
En este sentido, el motor de CA es mejor que el motor de CC, el motor asíncrono de CA es mejor que el motor síncrono de CA, el motor asíncrono de jaula de ardilla es mejor que el motor asíncrono bobinado.
Para maquinaria de producción de funcionamiento continuo con carga suave y sin requisitos especiales de arranque y frenado, es preferible utilizar un motor asíncrono de jaula de ardilla común, que se usa ampliamente en maquinaria, bombas, ventiladores, etc.
Arrancar, frenar con más frecuencia, que requiere un arranque más grande, la maquinaria de producción de par de frenado, como puentes grúa, montacargas de minas, compresores de aire, laminadores irreversibles, etc., debe usar un motor asíncrono bobinado.
Si no hay requisitos para la regulación de la velocidad, pero la velocidad debe ser constante o el factor de potencia debe mejorarse, se debe usar un motor síncrono, como una bomba de agua de capacidad mediana y grande, un compresor de aire, un polipasto, un molino, etc.
Si el rango de velocidad es superior a 1:3, y la maquinaria de producción necesita una regulación de velocidad suave y estable continua.
Es apropiado utilizar otro motor de CC de excitación o un motor asíncrono de jaula de ardilla o un motor síncrono con regulación de frecuencia, como una máquina herramienta de gran precisión, una cepilladora de pórtico, un laminador de acero, un polipasto, etc.
Requiere un gran par de arranque, características mecánicas de la maquinaria de producción blanda, el uso de motores de CC excitados en serie o compuestos, como tranvías, vehículos de motor, grúas pesadas, etc.
La potencia nominal de los motores eléctricos.
La potencia nominal del motor eléctrico se refiere a la potencia de salida, es decir, la potencia del eje, también llamada capacidad, que es el parámetro de referencia de los motores más grandes.
La gente a menudo pregunta qué tan grande es el motor de inducción, por lo general no se refiere al tamaño del motor, sino a la potencia nominal.
Es el índice más importante para cuantificar la capacidad del motor para arrastrar la carga, y también es el requisito del parámetro que se debe proporcionar cuando se selecciona el motor.
(es la potencia nominal, es la tensión nominal, es la corriente nominal, cosθ es el factor de potencia, η es la eficiencia)
El principio de selección correcta de la capacidad de los motores paso a paso debe ser la decisión más económica y razonable de la potencia del motor bajo la premisa de que el motor es capaz de producir los requisitos de carga mecánica.
Si la potencia se elige demasiado grande, la inversión en equipos aumentará y causará desperdicio, y el motor a menudo funcionará bajo carga, y la eficiencia y el factor de potencia del motor de CA serán bajos; por el contrario, si se elige una potencia demasiado pequeña, el motorreductor se sobrecargará y provocará daños prematuros en el motor.
Hay tres factores para decidir la potencia principal del motor de engranajes de CC.
(1) El aumento de calor y temperatura del motor, que es el factor más importante para decidir la potencia del motor.
2) Capacidad de sobrecarga admisible de corta duración.
(3) Se debe considerar la capacidad de arranque del motor asíncrono de jaula de ardilla.
En primer lugar, la maquinaria de producción específica calcula y selecciona la potencia de carga de acuerdo con su generación de calor, aumento de temperatura y su requisito de carga.
Luego, el motor preselecciona la potencia nominal de acuerdo con la potencia de carga, el sistema de trabajo y el requisito de sobrecarga.
Después de preseleccionar la potencia nominal del motor, se debe verificar la generación de calor, la capacidad de sobrecarga y la capacidad de arranque cuando sea necesario.
Si uno de ellos no está calificado, el motor debe volver a seleccionarse y calibrarse nuevamente hasta que todos estén calificados.
Por lo tanto, el sistema de trabajo es uno de los requisitos necesarios, si no hay ningún requisito, el valor predeterminado es tratar con el sistema de trabajo S1 más convencional; los motores con requisitos de sobrecarga también deben proporcionar un multiplicador de sobrecarga y el tiempo de funcionamiento correspondiente; Ventilador de conducción de motor de jaula de ardilla asíncrono y otra carga de inercia giratoria grande, pero también es necesario proporcionar la inercia giratoria de carga y la curva de par de resistencia de arranque para verificar la capacidad de arranque.
La selección anterior de potencia nominal se realiza bajo la premisa de una temperatura ambiente estándar de 40 ℃.
Si cambia la temperatura ambiente donde trabaja el motor, se debe corregir la potencia nominal del motor.
De acuerdo con el cálculo teórico y la práctica, la potencia del motor se puede aumentar o disminuir aproximadamente de acuerdo con la tabla a continuación mientras la temperatura ambiente sea diferente.
Por lo tanto, también es necesario proporcionar la temperatura ambiente en áreas climáticas adversas, por ejemplo, India, la temperatura ambiente debe calibrarse a 50 ℃.
Además, la gran altitud también tendrá un impacto en la potencia de los servomotores, cuanto mayor sea la altitud, mayor será el aumento de temperatura del motor, menor será la potencia de salida. Y el motor utilizado a gran altura también debe tener en cuenta el efecto del fenómeno corona.
Para el rango de potencia de los motores en el mercado, nos gustaría enumerar algunos datos como referencia.
Motor CC: ZD9350 (molino) 9350kW
Motor asíncrono: jaula de ardilla tipo YGF1120-4 (ventilador de alto horno) 28000kW
Alambre bobinado YRKK1000-6 (molino de materia prima) 7400kW
Motor síncrono: TWS36000-4 (ventilador de alto horno) 36000kW (la unidad de prueba alcanza los 40000kW)
Tensión nominal
La tensión nominal del motor se refiere a la tensión de red en el modo de funcionamiento nominal.
La selección de la tensión nominal del motor depende de la tensión de alimentación del sistema de energía eléctrica de la empresa y del tamaño de la capacidad del motor.
La elección del nivel de voltaje del motor de CA depende principalmente del nivel de voltaje de la fuente de alimentación en el lugar de uso.
Generalmente, la red de bajo voltaje es de 380 V, por lo que el voltaje nominal es de 380 V (conexión Y o △), 220/380 V (conexión △/Y), 380/660 V (conexión △/Y) 3 tipos.
La potencia del motor de bajo voltaje aumenta hasta cierto punto (como 300KW/380V), la corriente está limitada por la capacidad del cable, es difícil hacerlo grande o el costo es demasiado alto.
Necesidad de lograr una salida de alta potencia aumentando el voltaje.
El voltaje de suministro de la red de alto voltaje es generalmente de 6000 V o 10000 V, los países extranjeros también tienen un nivel de voltaje de 3300 V, 6600 V y 11000 V. Las ventajas de los motores de alto voltaje son la alta potencia y la gran capacidad para soportar golpes; la desventaja es que la inercia es grande, el arranque y el frenado son difíciles.
El voltaje nominal del motor de CC también debe coincidir con el voltaje de la fuente de alimentación.
Generalmente 110V, 220V y 440V. 220 V es el nivel de voltaje común, los motores de alta potencia se pueden aumentar a 600 ~ 1000 V.
Cuando la fuente de alimentación de CA es de 380 V, con la fuente de alimentación del circuito rectificador controlado por silicio de tipo puente trifásico, la tensión nominal del motor de CC debe seleccionarse 440 V, cuando la fuente de alimentación del rectificador controlado por silicio de media onda trifásica, la tensión nominal El voltaje del motor DC debe ser de 220V.
La velocidad nominal
La velocidad nominal del motor se refiere a la velocidad en el modo nominal de funcionamiento.
Tanto el motor como la maquinaria de trabajo arrastrada por él tienen su propia velocidad nominal de rotación.
Al elegir la velocidad del motor, se debe tener en cuenta que la velocidad no debe ser demasiado baja, porque cuanto menor sea la velocidad nominal del motor, mayor será el número de etapas, mayor el volumen y mayor el precio; al mismo tiempo, la velocidad del motor no debe ser demasiado alta.
Porque hará que el mecanismo de transmisión sea demasiado complicado y difícil de mantener.
Además, cuando la potencia es cierta, el par motor es inversamente proporcional a la velocidad.
Por lo tanto, aquellos que arrancan y frenan con requisitos no altos pueden comparar varias velocidades nominales diferentes en términos de inversión inicial, espacio de piso y costo de mantenimiento, y finalmente determinar la velocidad nominal; ya menudo arranca, frena y da marcha atrás.
Pero la duración del proceso de transición no afecta la productividad, además de considerar la inversión inicial, principalmente para elegir la relación de velocidad y velocidad nominal del motor en función de la pérdida mínima del proceso de transición.
Por ejemplo, el motor del polipasto necesita una rotación frecuente hacia adelante y hacia atrás y el par es muy grande, la velocidad es muy baja, el volumen del motor es enorme y costoso.
Cuando la velocidad del motor es alta, también es necesario considerar la velocidad crítica del motor. El rotor del motor en funcionamiento producirá vibración, la amplitud del rotor con el aumento de la velocidad y aumentará a una cierta velocidad cuando la amplitud alcance un máximo (también conocido como resonancia), más que esta velocidad después de que la amplitud con la velocidad aumenta gradualmente reducir y estable en un cierto rango, la amplitud del rotor de la velocidad máxima se denomina velocidad crítica del rotor.
Esta velocidad es igual a la frecuencia inherente del rotor.
Cuando la velocidad continúa aumentando, cerca de 2 veces la frecuencia inherente de la amplitud volverá a aumentar, cuando la velocidad es igual a 2 veces la frecuencia inherente se denomina velocidad crítica de segundo orden, a su vez, hay de tercer orden, cuarto orden y otra velocidad crítica.
Si el rotor funciona a la velocidad crítica, habrá una vibración violenta y la flexión del eje aumentará significativamente, y la operación prolongada provocará una flexión y deformación graves del eje, e incluso la rotura.
La velocidad crítica de primer orden del motor generalmente está por encima de 1500 rpm, por lo que el motor convencional de baja velocidad generalmente no considera el efecto de la velocidad crítica.
Por el contrario, para motores de alta velocidad de 2 polos con velocidades nominales cercanas a las 3000 rpm, se debe considerar el efecto y se debe evitar el uso prolongado del motor en el rango de velocidad crítico.
En términos generales, el motor se puede determinar aproximadamente proporcionando el tipo de carga que se impulsará, la potencia nominal, el voltaje nominal y la velocidad nominal del motor.
Sin embargo, estos parámetros básicos no son suficientes para cumplir de manera óptima los requisitos de carga.
Otros parámetros que se deben proporcionar incluyen: frecuencia, sistema operativo, requisitos de sobrecarga, nivel de aislamiento, nivel de protección, inercia rotacional, curva de par de resistencia de carga, método de instalación, temperatura ambiente, altitud, requisitos exteriores, etc., según la situación específica.
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