Специфика электродвигателей для строительного оборудования, кранов и подъемников

Опубликовано: 22 июля 2009 г. в 16:44, 1222 просмотраКомментировать

Электродвигатели являются основными силовыми установками на транспорте и в различных отраслях промышленности. Широкое прменение находят оба основных вида электродвигателей — постоянного и переменного тока. Для двигателей первого типа характерна экономичность и плавная регулировка частоты вращения. К электродвигателям переменного тока относятся коллекторные (синхронные) и асинхронные двигатели. Для коллекторных двигателей особенностью является невозможность регулировки частоты вращения, сложность конструкции и производства. Асинхронные двигатели имеют иное характерное отличие — частота их вращения уменьшается с ростом нагрузки. Асинхронные двигатели, пожалуй, являются самими распространенными, их производство проще и они обладают высокими эксплуатационными свойствами. К числу их недостатков можно отнести отсутствие возможности плавного регулирования частоты вращения и большая реактивная мощность. Для работы электроприводной строительной техники, промышленных установок, грузоподъемного оборудования, кранов используют, как правило, асинхронные электродвигатели. На строительном оборудовании, таком например, как грузовые подъемники важно регулировать скорость подачи рабочего органа частотой вращения. С этой же задачей справляются и коллекторные электродвигатели, но их применение не всегда целесообразно, т.к. они менее надежны, и имеют большую стоимость. В зависимости от назначения, производители предлагают электродвигатели различного исполнения: открытого, закрытого и взрывобезопасного типа. Закрытые электродвигатели выполняют влаго-, пылезащищенными или полностью герметичными. У двигателей открытого типа рабочие органы и токоведущие элементы имеют защиту от случайного прикосновения или взаимодействия с предметами. Взрывобезопасные двигатели — при взрыве газов внутри корпуса или в случаях возгорания, пламя не выходит за пределы двигателя.

Выбор электродвигателя зависит от условий его использования. Установка двигателя завышенной мощности приводит к увеличению первоначальных затрат и эксплуатационных расходов. При недогрузке двигателя в большинстве случаев снижается его КПД, а у асинхронных двигателей также и коэффициент мощности. Установка двигателя недостаточной мощности вызывает перегрев и преждевременный выход двигателя из строя. Мощность двигателя грузоподъемной техники (грузовых подъемников и строительных кранов) определяют, исходя из следующих условий:

  1. При работе двигателя в заданном режиме двигатель не должен нагреваться выше определенной температуры, зависящей от свойств электроизоляционных материалов двигателя, так как при перегреве срок службы изоляции резко сокращается.
  2. Двигатель должен развивать момент, достаточный для обеспечения разгона механизма с заданным ускорением или для обеспечения торможения с заданным замедлением (при применении торможения двигателем).

Мощность двигателя всегда соответствует определенному режиму работы. Установлено три номинальных режима работы электродвигателей: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный. Если за время непрерывной работы двигатель успевает нагреться до установившейся температуры, то этот режим называют продолжительным. Если за время работы двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы успевает охладиться до температуры окружающей среды, то этот режим называют кратковременным. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется чередованием работы двигателя и паузами, когда двигатель отключен от сети, причем за время работы двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы не успевает охладиться до температуры окружающей среды. Таким режимом работы обычно характеризуются строительные краны и подъемники. Основной характеристикой повторно-кратковременного режима работы является относительная продолжительность включения ПВ. Для двигателей повторно-кратковременного режима установлены стандартные значения ПВ 15, 25, 40 и 60%. Причем время одного цикла не должно превышать 10 мин. Если время одного цикла работы двигателя превышает 10 мин, то его режим работы считают продолжительным (ПВ = 100%). В приводе грузоподъемной технике крановые двигатели в основном работают в повторно-кратковременном режиме. При расчете мощности могут иметь место три случая работы кранового двигателя в повторно-кратковременном режиме. В первом случае режим работы приводного двигателя полностью соответствует одному из стандартных режимов по ПВ и механизм работает с неизменной нагрузкой. В этом случае, выбирают двигатель, мощность которого при заданном ПВ равна требуемой. При отсутствии двигателя, номинальная мощность которого равна требуемой мощности, выбирают двигатель ближайшей большей мощности.

Во втором случае, когда нагрузка двигателя при работе остается неизменной, а фактическая продолжительность включения ПВ не совпадает ни с одним из стандартных значений ПВ, производят пересчет мощности N. Данную мощность двигатель должен развивать во время работы, с учетом ближайшего стандартного значения относительной продолжительности включения, что и позволяет определять номинальную мощность двигателя при этом значении ПВ. В третьем случае, наиболее часто встречающемся на практике, мощность за цикл работы механизма, которую должен развивать двигатель, имеет несколько различных значений. В этих условия мощность двигателя рассчитывают в следующей последовательности:

  1. Строят нагрузочную диаграмму работы механизма грузоподъемного оборудования, т. е. изменение мощности двигателя во времени за цикл и определяют фактическую относительную продолжительность включения ПВ двигателя.
  2. Подсчитывают значение средней статической мощности за цикл работы техники.
  3. Пересчитывают полученную мощность при ближайшем значении ПВ и по значению подбирают двигатель равной или несколько большей мощности. Затем необходимо проверить правильность выбранного двигателя по температуре нагревания.
  4. Строят нагрузочные диаграммы механизма с предварительно выбранным двигателем по моменту и по силе тока двигателя и определяют среднеквадратичное значение эквивалентного по температуре нагревания силы тока двигателя.

Если между силой тока двигателя и моментом имеется прямо пропорциональная зависимость (двигатели постоянного тока параллельного возбуждения и асинхронные двигатели, работающие на устойчивой ветви естественной механической характеристики), то вместо среднеквадратичного значения силы тока можно определить среднеквадратичное значение момента 5. Полученные значения сравнивают с номинальными значениями силы тока или момента предварительно выбранного двигателя по формулам, учитывающим разницу между фактическим режимом работы двигателя и номинальным режимом. Если эти неравенства не соблюдаются, то выбранный двигатель не проходит по нагревостойкости. В этом случае следует выбрать двигатель следующей, большей мощности и провести новую проверку его по пунктам 4 и 5. Проверку двигателя по условию обеспечения разгона механизма с заданным ускорением производят по данным, приведенным в расчетах соответствующих механизмов.

Статья подготовлена
ПО Стройтехника — современное отечественное
строительное оборудование и техника, подъемники и краны.

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.