Специфіка електродвигунів для будівельного обладнання, кранів і підйомників

22 липня 2009 р о 16:44 1352

Електродвигуни є основними силовими установками на транспорті і в різних галузях промисловості. Широке прмененія знаходять обидва основні види електродвигунів - постійного і змінного струму. Для двигунів першого типу характерна економічність і плавне регулювання частоти обертання. До електродвигунів змінного струму відносяться колекторні (синхронні) і асинхронні двигуни. Для колекторних двигунів особливістю є неможливість регулювання частоти обертання, складність конструкції і виробництва. Асинхронні двигуни мають інше характерна особливість - частота їх обертання зменшується з ростом навантаження. Асинхронні двигуни, мабуть, є самими поширеними, їх виробництво простіше і вони мають високі експлуатаційні властивості. До числа їх недоліків можна віднести відсутність можливості плавного регулювання частоти обертання і велика реактивна потужність. Для роботи електроприводної будівельної техніки, промислових установок, вантажопідйомного обладнання, кранів використовують, як правило, асинхронні електродвигуни. На будівельному обладнанні, такому наприклад, як вантажні підйомники важливо регулювати швидкість подачі робочого органу частотою обертання. З цим же завданням справляються і колекторні електродвигуни, але їх застосування не завжди доцільно, тому що вони менш надійні, і мають велику вартість. Залежно від призначення, виробники пропонують електродвигуни різного виконання: відкритого, закритого і вибухобезпечного типу. Закриті електродвигуни виконують волого, Пилозахищені або повністю герметичними. У двигунів відкритого типу робочі органи і струмопровідні елементи мають захист від випадкового дотику або взаємодії з предметами. Вибухобезпечні двигуни - при вибуху газів всередині корпусу або у випадках загоряння, полум'я не виходить за межі двигуна.

Вибір електродвигуна залежить від умов його використання. Установка двигуна завищеної потужності призводить до збільшення первісних витрат і експлуатаційних витрат. При недовантаження двигуна в більшості випадків знижується його ККД, а у асинхронних двигунів також і коефіцієнт потужності. Установка двигуна недостатньої потужності викликає перегрів і передчасний вихід двигуна з ладу. Потужність двигуна вантажопідйомної техніки (вантажних підйомників і будівельних кранів) визначають, виходячи з таких умов:

1. При роботі двигуна в заданому режимі двигун не повинен нагріватися вище певної температури, яка залежить від властивостей електроізоляційних матеріалів двигуна, так як при перегріванні термін служби ізоляції різко скорочується.
2. Двигун повинен розвивати момент, достатній для забезпечення розгону механізму з заданим прискоренням або для забезпечення гальмування з заданим уповільненням (при застосуванні гальмування двигуном).

Потужність двигуна завжди відповідає певному режиму роботи. Встановлено три номінальних режиму роботи електродвигунів: тривалий, короткочасний і повторно-короткочасний. Якщо за час безперервної роботи двигун встигає нагрітися до усталеної температури, то цей режим називають тривалим. Якщо за час роботи двигун не встигає нагрітися до усталеної температури, а за час паузи встигає охолонути до температури навколишнього середовища, то цей режим називають короткочасним. Повторно-короткочасний режим роботи характеризується чергуванням роботи двигуна і паузами, коли двигун відключений від мережі, причому за час роботи двигун не встигає нагрітися до усталеної температури, а за час паузи не встигає охолонути до температури навколишнього середовища. Таким режимом роботи зазвичай характеризуються будівельні крани і підйомники. Основною характеристикою повторно-короткочасного режиму роботи є відносна тривалість включення ПВ. Для двигунів повторно-короткочасного режиму встановлені стандартні значення ПВ 15, 25, 40 і 60%. Причому час одного циклу не повинна перевищувати 10 хв. Якщо час одного циклу роботи двигуна перевищує 10 хв, то його режим роботи вважають тривалим (ПВ = 100%). У приводі вантажопідйомної техніки кранові двигуни в основному працюють в повторно-короткочасному режимі. При розрахунку потужності можуть мати місце три випадки роботи кранового двигуна в повторно-короткочасному режимі. У першому випадку режим роботи приводного двигуна повністю відповідає одному із стандартних режимів по ПВ і механізм працює з незмінним навантаженням. В цьому випадку, вибирають двигун, потужність якого при заданому ПВ дорівнює необхідної. При відсутності двигуна, номінальна потужність якого дорівнює необхідної потужності, вибирають двигун найближчої більшої потужності.

У другому випадку, коли навантаження двигуна при роботі залишається незмінною, а фактична тривалість включення ПВ не збігається ні з одним із стандартних значень ПВ, виробляють перерахунок потужності N. Цю потужність двигун повинен розвивати під час роботи, з урахуванням найближчого стандартного значення відносної тривалості включення, що і дозволяє визначати номінальну потужність двигуна при цьому значенні ПВ. У третьому випадку, найбільш часто зустрічається на практиці, потужність за цикл роботи механізму, яку повинен розвивати двигун, має кілька різних значень. У цих умови потужність двигуна розраховують в такій послідовності:

1. Будують навантажувальну діаграму роботи механізму вантажопідіймального обладнання, т. Е. Зміна потужності двигуна в часі за цикл і визначають фактичну відносну тривалість включення ПВ двигуна.
2. Підраховують значення середньої статичної потужності за цикл роботи техніки.
3. Перераховують отриману потужність при найближчому значенні ПВ і за значенням підбирають двигун рівній або кілька більшої потужності. Потім необхідно перевірити правильність обраного двигуна по температурі нагрівання.
4. Будують навантажувальні діаграми механізму з попередньо обраним двигуном по моменту і по силі струму двигуна і визначають середньоквадратичне значення еквівалентного по температурі нагрівання сили струму двигуна.

Якщо між силою струму двигуна і моментом є прямо пропорційна залежність (двигуни постійного струму паралельного збудження і асинхронні двигуни, що працюють на стійкій гілки природної механічної характеристики), то замість середньоквадратичного значення сили струму можна визначити середньоквадратичне значення моменту 5. Отримані значення порівнюють з номінальними значеннями сили струму або моменту попередньо обраного двигуна за формулами, що враховують різницю між фактичним режимом роботи двигател я і номінальним режимом. Якщо ці нерівності не дотримуються, то обраний двигун не проходить по нагрівостійкості. В цьому випадку слід вибрати двигун наступної, більшої потужності і провести нову перевірку його по пунктах 4 і 5. Перевірку двигуна за умовою забезпечення розгону механізму з заданим прискоренням виробляють за даними, наведеними в розрахунках відповідних механізмів.

Стаття підготовлена
ПО Будтехніка - сучасне вітчизняне
будівельне обладнання і техніка, підйомники і крани.