Что такое статический момент и номинальный момент двигателя

Из теории мы знаем что номинальный момент двигателя это момент на валу развиваемый при номинальной мощности и номинальных оборотах вала двигателя.

Как мы выясняли ранее под номинальным моментом понимают такой момент на валу электродвигателя, величина которого постоянна при постоянной номинальной частоте вращения вала.

Ранее мы рассмотрели подробно что представляет собой пусковой момент асинхронного электрического двигателя и по каким формулам можно посчитать значение пускового момента (новая статья). В этой статье мы приведем пример расчета значение пускового момента для линейки асинхронных электродвигателей. Для расчета мы будем использовать данные которые можно получить из паспорта двигателя: номинальный момент и кратность пускового момента по отношению к номинальному. Расчет будет выполнен по формуле:

Мпуск = Мн*Кпуск
где Мпуск — пусковой момент,
Мн — номинальный момент,
Кпуск — кратность пускового момента.
Исходные данные и результаты расчета сведены в виде таблицы. В первом столбце таблицы указаны маркировки двигателей, для которых был выполнен расчет. Второй столбец содержит данные о величине номинального момента. Третий столбец содержит данные о кратности пускового момента. В четвертом столбце приведены результаты расчета пускового момента.
Таблица Результаты расчета пускового момента асинхронных двигателей с использованием паспортных данных

Прежде чем изложить и проанализировать формулы для вычисления пускового момента вспомним что это такое. Под пусковым моментом понимают момент на валу двигателя при определенных условиях. Ключевыми условиями являются равенство нулю скорости вращения ротора, установившееся значение тока и номинальное напряжение на обмотках двигателя.

Для начала вспомнить что в теории электродвигателей понимают под критическим моментом. Момент критический — это максимально возможный момент на валу электродвигателя при достижении которого электродвигатель останавливается.
Подробнее про критический момент асинхронного двигателя.
Для определения численного значения критического момента можно использовать формулу:
Мкр = Мн*П

В некоторых механизмах на начальном этапе запуска привода необходимо обеспечить максимальный пусковой момент. Для решения этой задачи хорошо подходит асинхронный двигатель с фазным ротором. Кратко опишем, что он собой представляет. Асинхронный электродвигатель с фазным ротором имеет ротор, в пазы которого уложена обмотка. Тип соединения обмотки ротора «звезда». Концы фаз обмотки ротора подключают к специальным контактным кольцам. Кольца вращаются вместе с валом двигателя. В цель обмоток ротора может быть включен реостат для пуска и регулирования. Подключение реостата выполняется с помощью щеточного контакта скользящего по кольцам. Данный реостат является добавочным активным сопротивлением. Это сопротивление одинаково для каждой из фаз обмотки.
Благодаря возможности включения реостата в обмотку ротора в данных двигателях имеется возможность обеспечивать максимальное значение пускового момента уже на этапе запуска двигателя. При этом удается снизить пусковые токи. Эти двигатели используют для приводов механизмов с высокими требованиями к уровню пускового момента (например, пуск под нагрузкой).
Дополнительная информация о пусковом моменте асинхронного двигателя

Важным понятием в области физики твердого тела является понятие крутящего момента. Особое значение имеет это понятия в области электропривода. В этой статье мы разберем базовые понятия, связанные с крутящим моментом.
Для начала заметим, что крутящий момент часто называют так же моментом силы, вращательным моментов, вертящим моментом и вращающим моментом. Все эти термины являются синонимами. Хотя в некоторых практических приложениях их следует различать. Например, в технических задачах под «вращающим моментом» понимают внешнее усилие, прикладываемое к объекту, а под «крутящим моментом» понимают внутренние усилия, которые возникают в объекте под действием приложенных нагрузок. В нашей статье мы будем использовать термин крутящий момент.

Момент нагрузки – момент, создаваемый вращающейся механической системой присоединенной к валу асинхронного двигателя. В качестве синонимов в литературе встречается термин момент сопротивления. Момент нагрузки зависит от геометрических и физических параметров тел входящих в кинематическую цепь, присоединенную к валу двигателя. Как правило, при расчете момент сопротивления принято приводить к валу двигателя.

Тормозной момент – момент, развиваемый асинхронной машиной, в режиме торможения. В литературе встречается термин синоним: тормозящий момент. В рамках теории асинхронных электродвигателей рассматривают 3 режима торможения: генераторное, динамическое и торможение противовключением.

Критический момент асинхронного двигателя – наибольшее значение момента развиваемое электродвигателем. Этого значения момент достигает при критическом скольжении. Если момент нагрузки на валу двигателя будет больше критического момента, то двигатель остановится.

Номинальный момент асинхронного двигателя – момент, возникающий на валу двигателя при номинальной мощности и номинальных оборотах. Под номинальными данными понимают данные, которые определяются при работе двигателя в режиме, для которого он был спроектирован и изготовлен.

Пусковой момент на валу асинхронника – вращающий момент, который развивает на валу электрический асинхронный двигателя при следующих условиях: скорость вращения равна нулю (ротор неподвижен), ток имеет установившееся значение, к обмоткам электродвигателя подведено номинальное по частоте и напряжению питание, соединение обмоток соответствует номинальному режиму работы электродвигателя.

Электромагнитный момент – момент, возникающий на валу электродвигателя при протекании по его обмоткам электрического тока. В литературе встречаются синонимы этого термина: вращающий момент двигателя или крутящий момент электродвигателя. Так же часто попадаются вариации с более развернутой формулировкой: электромагнитный вращающий момент или электромагнитный крутящий момент.

В рамках современной теории асинхронных электрических машин применяют ряд терминов связанных с понятием момента. Часть этих терминов относится к моменту создаваемому на валу (на роторе) электродвигателя. Другая группа терминов определяет моменты создаваемые механической нагрузкой подключенной к валу электрического двигателя.

Эти термины определяют как сам момент развиваемый двигателем, так и различный состояния момента на выходном валу двигателя. Под состоянием подразумевается значение момента в кретических точках. Например номинальный момент или пусковой момент.

Выбор частотного преобразователя

Как правильно выбрать преобразователь частоты

ООО «ЮгПромСнаб» официальный представитель компании LENZE (США) поставляет по заводской стоимости в любой регион России.

Тел/факс: (863) 230-88-55, 230-88-44

Очень важно сделать правильный выбор преобразователя. От него будет зависеть эффективность и ресурс работы преобразователя частоты и всего электропривода в целом. Так если мощность преобразователя будет слишком завышена, он не сможет в должной мере обеспечить защиту двигателя. С другой стороны, если мощность преобразователя мала, он не сможет обеспечить высоко динамичный режим работы и из-за перегрузок может выйти из

Правильная эксплуатация так же сильно влияет на срок службы преобразователя. При выборе преобразователя частоты надо руководствоваться не только мощностью подключаемого двигателя, а также диапазоном рабочих скоростей двигателя, диапазоном рабочих моментов вращения, характером нагрузки и циклограммой работы. В таблице перечислены факторы, которые надо рассмотреть при выборе преобразователя.

Классификация

Связанные характеристики

Скорость и момент

Фрикционная нагрузка и подъем груза.

Нагрузка с передачей и

Характерис- тики скорости и момента

Постоянная скорость Уменьшающийся момент Уменьшающаяся скорость

Периодически изменяющаяся нагрузка Высокий начальн. момент Низкий начальн. момент

Продолжительный режим на ном. скор. Продолжительный режим на низкой/средней скорости.

Максимальный вых. ток (мгновенный)

Постоянный вых. ток (продолжит)

Мощность или импеданс источника питания (распред. трансформатора + провода).

Скачки напряжения или дисбаланс фаз.

Число фаз, частота.

Механическое трение, потери в проводниках

Изменение рабочего цикла

C.1 Выбор ПЧ по энергетике (по электрической совместимости с двигателем, как электрической нагрузкой)

1. При работе одного ПЧ с одним двигателем выбор ПЧ может производиться несколькими способами:

1.1 Паспортная мощность ПЧ [кВт] должна быть больше или равна паспортной мощности двигателя [кВт]. Причем, изготовители ПЧ всегда указывают, что этот критерий распространяется на двигатели с двумя парами полюсов (2p=4 и синхронная скорость вращения соответственно равна 1500 об/мин), работающих на нагрузку с постоянным моментом (транспортер, конвейер), для преобразователей с перегрузочной способностью

150% и, — работающих на центробежные насосы и вентиляторы, для ПЧ с перегрузочной способностью 120%.

Примечание. Согласно Российским и международным стандартам для электродвигателей принимается, что мощность в кВт относится к механической мощности двигателя на валу, а не к потребляемой от источника питания активной мощности, как это принято для других потребителей электрической энергии!

ПЧ с перегрузочной способностью 150% для работы на центробежный насос часто можно выбрать на ступень ниже паспортной мощности [кВт] двигателя. Многие производители нормируют номинальные токи и мощности ПЧ при работе на переменный и постоянный момент. Некоторые производители выделяют специальную серию для работы только на нагрузку с переменным моментом.

Для работы в составе подъемного механизма может потребоваться ПЧ, имеющий номинальную мощность, на две ступени выше паспортной мощности [кВт] двигателя.

1.2 Номинальный длительный ток ПЧ должен быть больше (или равен) фактического длительного тока, потребляемого двигателем.

Примечание. Пусковой ток двигателя ограничивается преобразователем по уровню (120-200% от номинального тока ПЧ) и по времени действия (обычно до 60 сек), поэтому, условия пуска двигателя при питании напрямую от сети и при питании от ПЧ отличаются. При подаче номинального напряжения на двигатель напрямую (например, рубильником, пускателем) от сети, пусковой ток может достигать семикратного значения от номинального тока двигателя. При пуске (это плавный пуск, с плавным нарастанием частоты питающего двигатель напряжения) двигателя от ПЧ пусковой ток может быть снижен (до номинального или реально потребляемого двигателем в установившемся режиме) настройками (главным образом – установкой времени разгона). В случае, если требуется быстро разогнать инерционную нагрузку может потребоваться ПЧ большей номинальной мощности, чем мощность двигателя. Численная проверка возможности обеспечения преобразователем требуемого пуска двигателя приведена ниже.

1.3 Более точные критерии выбора ПЧ для различных условий использования привода:

а) работа двигателя на установившейся скорости.

Если ПЧ работает с одним двигателем, требуемая полная пусковая мощность ПЧ (кВА)

Определение номинального момента на валу двигателя

Номинальный момент на валу двигателя, Нм

(24)

где Р – мощность электродвигателя, кВт;

n – число оборотов электродвигателя, мин-1.

Определение среднего пускового момента

Для двигателя с короткозамкнутым ротором можно принимать

(25)

где Тmax – максимальный момент двигателя, Нм.

(26)

где максимальная кратность пускового момента,

Принимаем Тср.п. = 820 Нм.

Определение времени пуска двигателя при подъеме груза

Время пуска при подъеме груза, с

(27)

где Imax – суммарный момент инерции ротора двигателя и муфты, кгм2.

(28)

где Ip – момент инерции ротора двигателя, кгм2;

Iм – момент инерции муфты, кгм2.

nдв – частота вращения вала электродвигателя, мин-1;

Vф – фактическая скорость подъема груза, м/с, Vф = 0,71м/с (см пункт 2.18);

КПД механизма,

Тср.п. – средний пусковой момент двигателя, Нм;

Тс – момент статического сопротивления на валу двигателя, Нм.

Определение фактической частоты вращения барабана

Фактическая частота вращения барабана, мин-1

(29)

Определение фактической скорости подъема груза

Фактическая скорость подъема груза

(30)

Определение максимального ускорения при подъеме груза

Максимальное ускорение при подъеме груза, м/с2

(31)

Определение тормозного момента и выбор тормоза

Момент статического сопротивления на валу электродвигателя при торможении механизма, Нм

(32)

Тормоз выбирается по расчетному тормозному моменту, Нм

(33)

где kT – коэффициент запаса торможения, по таблице 5.3[3] для среднего режима kТ = 1,75.

При выборе типоразмера тормоза проверяем условие: номинальный тормозной момент должен быть не меньше расчетного

(34)

Выбираем колодочный тормоз с приводом от электрогидравлических толкателей.

Таблица 2.9 – Техническая характеристика и основные размеры тормоза ТКГ

Продолжение таблицы 2.9

Выбор и обоснование размеров производственного корпуса. Компоновочная схема корпуса
Компоновочное решение предусматривает выбор формы производственного корпуса, расположение отделений и участков, а также схему грузопотоков в соответствии со схемой производственного процесса При компоновке учитываются следующие требования: 1. Производственные и другие помещения должны размещаться в последовательности, .

Расчет количества производственных рабочих
Расчет количества производственных рабочих произведен в разделе 2. и составил для всего предприятия 13. РШ = ТГ / ФШ (2.20) Где: ФШ – (эффективный) фонд времени штатного рабочего, ч. Принимают ФШ равным 1440 ч для производств с нормальными условиями труда. РШ =9459/1440 = 6.56 производственных рабочих Число вспомогате .

Расчет освещения цеха
Количество светильников Nсв, ед, определяют по формуле W Nсв = —————— (38) n1 ∙ w1 где W – общая световая мощность ламп, Вт; n1 — количество ламп в светильнике, ед; w1 – световая мощность одной лампы, Вт. Общую световую мощность W, Вт, определяют по формуле W = F∙ R ∙ K (39) где F- площадь освещения, .

Оценка статьи:

Загрузка...