電気モーターの選択は、次のパラメーターとインジケーターに従って行われます。電流と定格電圧のタイプ、定格電力と速度、自然な機械的特性のタイプ、および始動、調整、ブレーキの品質と設計。 重要なタスクは、特定の環境条件で動作するモーターを正しく選択することです。
パワー用のエンジンを選択するときは、そのプロセスでエンジンを最大限に活用することが重要です。 必要な出力と比較して過大評価されたエンジンは、過小負荷で動作し、効率と力率が最悪になります。 低電力モーターは電流で過負荷になり、大きなエネルギー損失につながり、その結果、巻線の温度が許容値を超えます。 したがって、モーター巻線の温度は、電力に関してモーターを選択する主な基準です。
場合によっては、電力でモーターを選択する作業は、動作中のシャフトの負荷が一定のままではなく、時間の経過とともに変化し、その結果、モーター巻線の温度が変化するという事実によってさらに複雑になります。 時間の経過に伴うモーターシャフトの負荷の変化がわかっている場合、モーターのエネルギー損失の変化の性質を判断することができます。これにより、モーターの温度が巻線が許容値を超えていません。 この場合、エンジンの動作の全期間にわたってエンジンの信頼できる動作を確保するための条件が守られます。
為に 短期の仕事連続運転用に設計されたモーターを使用できます。
断続的な操作には、原則として、特別に設計されたエンジンが使用されます。 すべての技術データは、標準的な負荷サイクルのカタログに記載されています。 たとえば、電気機関車のコンプレッサーを駆動するエンジン パスポートに PV = 50% (21 kW) と示されている場合、過熱の心配なく 21 kW の出力を実現できます。サイクル期間の 50%。 残りのサイクル タイム (50%) は、エンジンは実行されません (一時停止)。 1 つの同じエンジンで、異なるデューティ サイクルでの動作が可能です。 しかし、PV が多ければ多いほど、その負荷は少なくなります。
連続モードは、一定または可変負荷で続行できます。 カタログに記載されている定格出力は、エンジンのシャフトに一定の負荷がかかった状態でエンジンが発生できる最大出力です。
可変負荷で長時間動作するモーターの選択（負荷図は図1に示されています）は、平均損失の方法または等価電流、トルク、および電力の方法に従って行われます。

平均損失の方法。

これは、この負荷スケジュールの平均損失 Σрср が、エンジンの公称動作モードでの総エネルギー損失 Σрср、すなわち条件が満たされている
(1)
効率t] nomと有効電力の公称値を知り、式を使用すると、公称モードでの総エネルギー損失を決定できます。
(2)
図の損失変化の負荷線図によると、任意の時間間隔を tu とします。 1 は、エンジンによって実現される出力 Pi に対応します。このとき、その総損失は 2/7/ になります。 次に、エンジン運転全体の平均損失
(3)
平均損失法は非常に正確で、あらゆるタイプのモーターの選択に使用できます。 ただし、セクションごとに特定の損失計算が必要であり、常に実行できるとは限りません。
等価電流法。
平均損失法による。 この場合、平均的な損失は、実際の電流と同じ量の熱を動作中に放出する、計算された定数 (等価) 電流 /ek が負荷されたモーターで作成されると考えられます。 現在の /ek に対応する負荷率は等価と呼ばれます: ku e = /ek/Unom。
次に、式 (13.7) と (15.8) によると、次のようになります。

米。 1.可変負荷連続運転時の負荷線図とモータ損失変化
ここに負荷率の値を代入し、p0 の項を除いて、残りを Rm.vonom で減らして変換すると、等価電流の値が得られます。
(4)
ここで、in はエンジンのフル サイクルの期間です。 条件が満たされた場合、エンジンは正しく選択されています
(5)
また、平均損失法による等価電流法により、任意のモータを選定することができます。

等価モーメント法。

モーターのトルクを思い出してください。 直流平行して 独立励起、および同期、式によると、M \u003ds "m / I
この状況により、等価電流 /ek に対応する等価モーメント MEC の概念を導入できます。

したがって、(15.19) と同様に、等価モーメントの式は
(6)
エンジンの正しい選択のための条件
(7)
等価電力法。 エンジンの加熱を同等の一定電力ラック (加熱条件に応じて、実際の変化する電力に相当する電力) で評価できます。 この方法は、負荷が変化したときに、エンジンの角速度が一定のままであるか、わずかに変化する場合、つまり Ω = const (ハードな自然機械特性) の場合に適用できます。
Pnom = MnomΩnom および Rek = A * ekΩnom であるため、(6) から等価電力の式が得られます。
(8)
条件が満たされた場合、エンジンは正しく選択されています
(9)
同等のトルクと電力の方法は、予備的なモーターの選択と、高い精度を必要としない計算に適用できます。 これらの方法は、負荷電流の変化に伴って磁束と回転速度が劇的に変化するため、直列励磁 DC モーターにはまったく受け入れられません。
いずれかの方法で選択されたモーターは、許容過負荷についてもチェックする必要があります。これにより、電流、トルク、または電力の最大値（負荷線図による）が、許容される対応する値を超えないようにする必要があります。このモーター。

その技術体制を考慮して、特定のメカニズムのエンジン出力を正しく選択することは、技術的、経済的、および運用上の指標にとって非常に重要です。 選択時に電気モーターの出力が過小評価されている場合、電気モーターは必要な信頼性と耐久性を提供しません。 力率の負荷依存性をグラフに示します。 圧倒された EM が選択された場合、つまり 負荷率が低いため、経済性とエネルギー性能が低くなります。

したがって、Рnom=Kzap*Ref となるような方法で ED を選択しようとします。

この場合、有効電力は負荷特性を使用して決定され、負荷特性グラフの不正確さを考慮して安全係数が導入されます。

EM 電力選択シーケンス:

1. 電力の事前選択: 負荷図の分析と Kzap の選択で構成されます。

2. 熱レジームに従って予備選択の正確性をチェックします。 正確な分析によって生み出されます。

3. 発射の可能性をチェックします。

4. 短期間の機械的負荷に対する選択の正しさを確認します。

連続使用のためのエンジン出力の選択:

A) 一定の負荷の下。

この場合、出力の予備計算は必要ありませんが、メカニズムの有効出力は正確な式または実験式を使用して決定され、エンジンの定格出力と比較されます。 さまざまなタイプのメカニズムの有効電力を計算するための特定の式があります。 参照の場合< Рном, то двигатель выбран правильно. Причем в этом случае это соотношение является критерием правильности выбора и по нагреву, и по условиям правильности пуска, и по критериям качества.

負荷が変化するモードでは、電力の選択ははるかに困難な作業であり、いくつかの段階で構成されています。その主な段階は、加熱の選択の正しさを確認することです。 同時に、どのモードでも、そのようなチェックの最も正確な方法は、そのモードを考慮して実際のエンジンの加熱曲線を作成し、続いてtsetを比較することです< tдоп.

B) 可変負荷の場合。

負荷図を次のようにします。

エンジン出力選択シーケンス:

1.エンジンは事前に選択されており、負荷線図による出力の算術平均値がカタログによる定格出力と比較されます。

2.彼らは暖房用エンジンの選択の正しさをチェックします。 加熱曲線の計算と構築は複雑で、常に解決できるとは限らないため、この検証は普遍的な損失法を使用して実行できます。

所定の負荷スケジュールに従って、エンジン動作サイクル DPav の平均出力損失が決定され、エンジンの公称出力損失と比較されます。

条件 DРav £ DРnom が満たされる場合、エンジンは加熱条件を満たします。

DP1、DP2、…、DPn - 負荷図の各セクションの電力損失。

hi - 負荷線図の i 番目のセクションの効率

3. 起動条件に従って、選択の正確性を確認します (可能な場合)。 このため、Mstart ³ M1 が実行されない場合は、始動特性が改善されたエンジンまたはより大きな出力を持つエンジンを選択します。

4. エンジンは、短期間の機械的過負荷がないかチェックされます。 このために、パスポートによるエンジンの臨界モーメントは、その図による最大モーメントと比較されます。

条件 4 が満たされている場合は、エンジンが正しく選択されています。そうでない場合は、過負荷容量が大きいか出力が大きいエンジンが選択されます。

ただし、平均損失法が十分に正確で普遍的であるという事実にもかかわらず、つまり どのタイプのエンジンにも適用できますが、いくつかの困難があります。 したがって、工学計算では、次のような等価量の精度が低く普遍的な方法が最もよく使用されます。

A) 等価電流法

B) 等価モーメント法

C) 等価累乗法。

等価電流法:

これは、負荷線図に対応し、それに応じて変化する実際の電流が、動作サイクル中に実際に変化する電流と同じ量の熱をモーターに放出する特定の等価電流に置き換えられるという事実に基づいています。

この場合、エンジンの動力損失:

ほとんどの場合、電界の負荷図は座標 M(t) で正確に指定されるため、この観点からは、等価モーメント法がより便利です。 ただし、正確な比例依存性 M(I) は、NI を使用した DPT でのみ一般的です。 AM の場合、モーメントは力率 cosj にも依存します。 したがって、血圧に関しては、この方法では十分な精度が得られません。 これは通常、低電力 IM および特性の線形部分で使用されます。

等価電力法:

これは、モーメントに対する電力の比例依存性に基づいています: Р=М×w, Р º M. 正しい選択の基準は次のとおりです: Рnom ³ Req. リストされているすべての方法の中で、等価電力法は最も精度が低く、NV を使用する DCT にのみ使用されます。

短時間操作用のモーター出力の選択:

モーターは連続して製造され、そのパスポートでは、公称スイッチオン時間が10、30、60、90分に設定されています。 さらに、短期モードおよび Pcr で動作する場合の効率が設定されます。 長い hpr と Rpr で。

Рt=DРcr/DРpr=tset/t¢set=tset/tadm.

選択順序:

短期使用S2用の連続生産モーターのパスポートには、オン時間に加えて、短期運転中の電力、短期運転中の効率、連続運転中の電力と効率が示されています。

1. DРcr と DРpr を決定します。

DРcr=Рcr*(1-hcr)/hcr;

DРpr=Рpr*(1-hpr)/hpr;

2. 熱過負荷の係数を決定します: Рт=DPcr/DPpr.

3. Тн=tр/(ln(1-Рт)/Рт)。 パスポートの tr と前の段落の熱過負荷係数を代入すると、加熱時定数 Tn が得られます。これにより、エンジンの加熱曲線を簡単に作成し、この曲線からエンジン出力を選択できます。

間欠運転モードのエンジン出力の選択:

モード S4 および S5 には、通常、標準 PV% = 15; 25; 40; 60% のモード S3 用に市販されているエンジン、またはモード S1 用に市販されているエンジンが使用されます。 この場合、エンジン出力を選択するとき、デューティ サイクル = 100% が想定されます。 ほとんどの場合、等価モーメント法は、加熱の選択の正しさをチェックするための数学的装置として使用されます。 同時に、等価トルク式では、指定b（）を持ち、作業中の熱伝達と比較して加速、減速、一時停止中のエンジンの熱伝達の悪化を考慮した補正係数が導入されますw=const で。

c) Mekv の検出値が標準 PV% にもたらされ、Mekvpriv が検出されます。
d）カタログに従って、Mnom³Mekvprivのエンジンが選択されます。

その後、可変負荷の S1 の場合と同様に、モータの始動能力と短時間の過負荷がチェックされます。

電気モーターを選択するタスクには、次のものが含まれます。

電流の種類の選択と 定格電圧;

公称速度の選択;

デザインの選択;

定格電力の決定とそれに対応するモーターのカタログからの選択。

生産条件では、これらの問題の複雑さ全体を常に解決する必要はありません。 それらのいくつかを与えることができます：電流のタイプ、電圧、速度。 この場合の主な重要性は、エンジンの出力と設計タイプを正しく決定することです。

電気モーターの選択の問題を解決する前に、それが選択されたメカニズムの動作を明確に想像する必要があります。メカニズムを備えたモーターが長時間または短時間、一定または調整可能で動作するかどうか。速度、動作中に抵抗とパワーの瞬間が変化するかどうか (およびどのように変化するか)。 これらの質問に対する答えは、荷重図を作成することで得られます。 その後、質問はリストされた順序で回答されます。

モーター電流と電圧の選択 . この選択は、経済的な考慮に基づいています。 電気モーターは、長い耐用年数 (20 年) のために設計された貴重な電気材料を使用する複雑な製品であるため、コストが高くなります。 したがって、選択は、最も単純で安価なモーター (短絡ローターを備えた 3 相非同期モーター) から、最も複雑で高価な DC モーターまでの駆動に適した「フィッティング」から始まります。

電気モーターの電流の種類の選択により、定格電圧の選択が決まります。これは、通常、ワークショップ、工場、建設現場の電源の電圧に等しくなります（ほとんどの場合、 三相ネットワーク主電圧 380.220 V)。 変圧器を使用してモーターの電圧を増減すると、DCモーターに整流器を使用すると、電気機器のコストが増加します。

モーター定格速度の選択。 電気モーターの高速化により、全体の寸法、重量、およびコストを削減できます。 それどころか、動作メカニズムは、多くの場合、速度を下げる必要があります。 エンジンとメカニズムの速度を一致させるために、ギアボックスが取り付けられているため、電気駆動のコストが増加します。 モーター減速機の合理的な比率の問題は、メカニズムを設計するときに設計者によって決定されます。

エンジンのデザインの選択。 最新の一連の電気モーターの設計では、環境の影響に対する保護、冷却の提供、および設置方法の 3 つの要因が考慮されています。

表で。 図1は、目的に応じて電動機のタイプを選択するためのおおよその順序を示しています。

表 1.1

おおよそのモータタイプ選択順序

エンジンの種類	目的
通常の短絡回転子と非同期 バージョン	大きな始動トルクを必要としない調整されていないドライブの場合、
ディープスロット短絡ローターとの非同期 またはダブルリスケージ	高い始動トルクが必要な場合も同様
スリップリングと非同期	高始動トルクと低電流での頻繁な始動、速度調整 (レオスタット調整は非経済的)
同期	連続運転での調整されていないドライブの場合、cos 調整 (Р 100 kW、SM は IM よりも経済的です)
直流	広範囲の速度調整、優れた始動品質、過負荷容量を確保

環境の影響からの保護方法に従って、電気モーターは保護された密閉型の防爆バージョンで製造されています。

小さな物体や落下から保護されたモーターは、乾燥したほこりのない部屋で動作するように設計されています。

密閉型エンジンは、湿度の高い部屋、金属含有物によるほこり、油または灯油の蒸気で汚染された雰囲気に設置されます。

防爆モーターには、機械内部のガス爆発に耐えることができるハウジングがあり、環境への炎の放出を排除します。 それらは爆発室（鉱山）での作業を目的としています。 これらのモーターの端子ボックスのカバーには、PB - 地雷防爆または VZG - ガス環境での防爆のレリーフサインがあります。 これらの標識がない場合、爆発環境でのエンジンの使用は禁止されています。 クローズドエンジンの代わりに保護されたエンジンを取り付けることも不可能です。

冷却方法によると、エンジンは自然冷却、内部または外部の自己換気、および外部吹き出し（強制）で区別されます。

取付方法により、軸配置が水平で脚部にベッド、軸配置が垂直で下部シールドにフランジなどがあります。 選択したモーターの取り付け、固定、機構への接続は、交換するモーターと同じでなければなりません。

エンジンパワーの選択。 最後のステップは、モーターの定格出力を決定し、カタログから適切なモーターを選択することです。 ただし、定格電力は、定負荷での長期運転中にのみ簡単に決定できます。これを定格とします。 ほとんどの場合、モーターのトルク、電力、および電流は時間とともに変化します。 多くのメカニズムのエンジンの負荷図には、作業期間と休止期間が含まれます。 このような可変負荷では、モーターは許容加熱の条件を満たし、考えられる短期間の過負荷を克服するのに十分な最大トルクを持ち、重い負荷で始動する場合はドライブの加速を確保するために過剰な始動トルクを持たなければなりません。

1.3。 電気モーターの加熱と冷却

電気モーターの動作には、熱に変換されるエネルギーの一部の損失が伴います。 電力損失

Р = Р(1/ - 1) (1.10)

多いほど、エンジンがシャフトで発生するパワー P が大きくなり、効率が低下します。 したがって、負荷が増加すると、エンジンの温度が上昇し、危険な値に達する可能性があります。

耐熱性に応じて、断熱材はいくつかのクラスに分けられます。 したがって、クラス A の断熱材 (含浸繊維材料) は、最大 105 0 °C の加熱温度を可能にします。 クラス B (雲母、アスベスト、および含浸を伴うガラス繊維をベースにした材料) - 130 ℃ まで、および有機ケイ素結合剤を含む同じ材料 - 180 ℃ まで (クラス H)。

指定された動作温度は、定格負荷での 15 ～ 20 年の電気モーターの耐用年数に基づいています。 負荷1.5で 定格モーター 3 時間後に失敗します。

エンジンの温度は、その負荷だけでなく、クーラントの温度にも依存します。 計算では、+40 0 Cに等しくなります。エンジンと冷却媒体の温度の差は、温度上昇または過熱温度と呼ばれ、 で表されます。 たとえば、広く普及しているクラス A の断熱材の場合、許容過熱温度は 65 ℃ です。

電気モーターの加熱と冷却のプロセスを計算するとき、電気機械は、均一に加熱され、表面全体で環境に熱を放射する均質な物体と単純に見なされます。 運転前、エンジンには周囲温度があるため、エンジン内で放出されるすべての熱は、それぞれエンジン温度、熱容量C、Wts / degを上昇させます。 その温度が周囲温度よりも高くなると、環境への熱伝達のプロセスが始まります。 負荷が一定の場合、しばらくするとエンジンの温度が定常値に達し、この値に達すると、エンジン内で放出されたすべての熱が環境に放出されます。 熱平衡があります。

一定負荷での電気モーターの熱収支式は、次の形式になります。

Pdt = Cd + Adt, (1.11)

ここで、d - エネルギーPdtが放出される時間要素dtに対応する過熱、度; A - 加熱中の熱伝達、W / deg。

熱平衡の瞬間から、エンジン温度の上昇は停止します (d = 0)。 定常状態の過熱温度は、式によって決定されます。

口\u003dP / A. (1.12)

各エンジン負荷には独自の設定温度があります。 明らかに、モーターは、その絶縁体の定常状態の過熱が最大許容値を超えないような電力でのみ負荷をかけることができます。 この力は公称と呼ばれます。

式 (1.12) から、熱伝達 A が減少すると定常状態の過熱が増加することがわかります。運転中のエンジンの冷却が良好であるほど、定常状態の過熱は低くなります。 したがって、エンジンにはファンが装備されており、冷却面を増やすためにリブ付きハウジングが使用されています。

式 (1.11) を Adt で割り、(1.12) を考慮して、次の形式に書き直します。

(1.13)

ここで、Тu = С/А は加熱時定数です。

この線形微分方程式の解は、時間の経過に伴うエンジン温度変化の法則を示します。

ここで、 start は、エンジンが作動し始める初期温度上昇です。

エンジンが「冷たい」状態で始動する場合、 start = 0 および

(1.15)

図上。 1.5 は、一定負荷での電気モーターの指数関数的な加熱曲線を示しています。 曲線 1 および 2 は、低負荷 (1) および高負荷 (2) での「コールド」状態 ( 初期 = 0) からのエンジンの動作に対応し、曲線 3 は、エンジンがすでに初期温度上昇  を持っているときの動作に対応します。イニシャル＝03。

曲線 3 は、周囲温度が曲線 2 と比較して  03 だけ上昇した場合、エンジン温度を超えていると見なすことができます。安定した温度にほぼ時間内に到達します (3 5) T i.

加熱曲線と冷却曲線は指数関数的です。 定常温度は、ほぼ時間 (35) T および (それぞれ誤差 5 および 0.5%) 内に到達します。

エンジンを主電源から切り離した後、エンジン内の熱が放出されます

米。 1.5。 モーターの加熱および冷却曲線

停止: P = 0、 セット = 0、冷却プロセスの式 (1.14) は次の形式になります。

スタートe - t / Tクール、（1.16）

ここで、T クール = C/A クール。 冷却中の冷却 - 熱伝達。

エンジンの冷却曲線を図 1 に示します。 1.5。 電気モーターが定常温度または周囲温度に冷却される時間 t cool = (35) ÷ cool. エンジン冷却の強度は、換気方法とその速度によって異なります。 自己換気を備えた固定エンジンでは、冷却条件は回転エンジンよりもはるかに悪くなります。 したがって、ここでの冷却定数 Tcool は、Tu の 2 ～ 3 倍です。 動作中、定期的にエンジン表面をほこりからパージしてクリーニングすると、熱伝達が向上し、エンジンを最大限に活用できます。

1.4。 電気モーターの定格動作モード

電気モーターの加熱と冷却の法則を考慮すると、エンジン負荷は長期間変化しないと想定されていたため、確立された制限過熱セットも変化しません。 実際には、モーター負荷の値はさまざまに変化する可能性があります。 また、エンジンがしばらく停止することがあります。

電気モーターのさまざまな動作条件を考慮し、その出力を正しく決定するために、負荷線図 M (t)、P (t) (図 1.4 を参照)、または I (t) が計算され、作成されます。 負荷図のタイプによって、エンジンの動作モードを決定します。 モードは標準化されています。 長期 (S1)、短期 (S2)、間欠 (S3) の 3 つの主なモードがあります。 それぞれ、加熱と冷却の条件が異なります。

ロングモード。 長期は、電気モーターの温度が一定値に達するモードです。

負荷が一定の場合と負荷が変動する場合のロング モードを区別します。 ファン、ポンプ、コンプレッサー、一部のコンベア、繊維機械は、一定の負荷で長時間動作します。 このモードの負荷図を図 1 に示します。 1.6、

レシプロコンプレッサー、圧延機、旋削機、掘削機、フライス盤などは、可変負荷で長時間動作します（図1.6、b）。

米。 1.6。 長期モードのエンジンの P(t) および (t) ダイアグラム

一定 (a) および可変 (b) 荷重

連続運転用に設計された電気モーターのシールドでは、公称モードは略語「Dur」で示されます。 または記号 S1。

瞬間当番 . このモードでは、電気モーターが一定時間作動し、その間、温度は一定値に達しません。 作業の一時停止は非常に優れているため、エンジンが完全に冷える時間があります。 短期モードでの負荷線図とモーター過熱を図 1 に示します。 1.7。

短期負荷モードでは、工作機械の補助ドライブ、跳ね橋、ロック、パイプラインおよびガスパイプライン用のバルブ、およびその他のメカニズムが動作します。 間欠負荷モーターの銘板には、定格電力での動作時間が 30 分、60 分、90 分と記号 S2 が示されています。 普遍的な使用のために、短時間のデューティモーターは大量生産されていません。

間欠モード。 このモードでは、短時間の動作と短い一時停止が定期的に交互に行われ、負荷期間中はエンジン温度が定常値に達せず、一時停止 (シャットダウン) 期間中はエンジン温度がクーラント温度のレベル。 このようなレジームのグラフを図 1 に示します。 1.8。 電気モーターの過熱は、加熱曲線と冷却曲線のセグメントで構成される鋸歯状の破線に沿って変化します。 サイクルを繰り返すと、オーバーヒートは一定の平均値付近で変動します cf.

米。 1.7。 P(t) および (t) ダイアグラム 1.8。 ダイアグラム Р(t) (t)

エンジンインショート エンジンインリ

一時モード 短期モード

仕事 仕事

間欠動作の典型的な例は、クレーンの電気駆動装置や、ほとんどの金属切断機の電気駆動装置です。

電気産業では、持ち上げ装置や輸送装置で動作するように設計された特別なクレーン モーターを製造しています。 このようなエンジンのシールドの「動作モード」列には、記号S3と相対デューティサイクルPV％（でも示されます）が示されています。

米。 1.9。 実際の (a) および理想化された (b) P(t) ダイアグラム

間欠モードのエンジン

(1.17)

ここで、t p は動作時間です。 t p - 休止時間; t c - サイクル期間。

GOST に準拠したクレーン電動機の断続モードサイクルの持続時間は 10 分を超えてはなりません。

PV の値は標準化されており、15、25、40、および 60% です。 たとえば、クレーン モーターのシールドに P nom = 40% のデューティ サイクルで 11 kW と表示されている場合、これは、このモーターが 11 kW の定格負荷で 4 分間動作し、次の 6 分間は動作しなければならないことを意味します。ネットワークから切断されます。

実際の図は図のようになります。 1.9、a、負荷がかかり、その持続時間と一時停止が同じでない場合。 この場合、同等の（理想化された）図が作成されます（図1.9、b）。ここで、t c \u003d t p +t p、およびPV \u003d t p /t cです。

1.5。 電力計算とモーターの選択

連続運転用

一定の負荷で連続運転するためのエンジンの定格出力を決定すること（図1.6、aを参照）は、アクチュエータからの出力Pを計算することに還元され、エンジンシャフトに還元されます（ギア、ギアボックスなどの効率を考慮して） .)。 カタログの受信電力Pに従って、定格電力P nom R sのモーターが選択されます（モーターの電流、電圧、周波数、および設計のタイプが事前に選択されています）。 カタログに記載されている定格出力は、エンジンがオーバーヒートのリスクなしに連続運転できるように設計された最大出力です。 負荷が一定であるため、特別な温度チェックは必要ありません。 困難な始動条件の下で、モーターによって生成される始動トルクが十分かどうかがチェックされます。

長期変動負荷下でのモーターの定格電力の決定は、平均損失の方法または同等の値（電流、トルク、電力）の方法によって実行されます。 これらの方法は、事前に選択されたモーターの温度チェックで構成されています。 予備的に（暫定的に）エンジンは平均負荷電力に応じて選択されます（図1.6、bを参照）。

(1.18)

ここで、k = 1.11.3 は安全係数です。

カタログの予備出力 R pr に従って、定格出力 R nom R pr のエンジンを選択し、いずれかの方法で加熱をチェックします。

平均電力に基づくモーターの選択は、電流に対する可変損失の二次依存性を考慮していないため、正しくありません。 負荷変動が大きいと、平均電力は過小評価されます。

特定の可変負荷スケジュール（図1.6、bを参照）で、電気モーターが最高または最低の電力に従って選択された場合、最初のケースでは過大評価され、2番目のケースでは過小評価されます。 過出力のエンジンを使用すると、資本コストが増加し、効率 cos が低下します。 電力が不十分なモーターを使用すると、電気駆動装置の性能と信頼性が低下し、寿命が短くなります。

これらの状況により、可変負荷でエンジンの定格出力を選択するための他の方法、つまり平均損失の方法と等価値の方法の必要性が決まります。

平均損失の方法。 シャフトに一定の負荷がかかっている場合 (P nom)、動力損失は変化しません (P nom)。 負荷が変化すると、電力損失も変化します。 可変負荷でのサイクル中の平均出力損失 (P cf) が一定の定格負荷での出力損失と等しい場合、エンジンは均等に加熱されると見なされます。

P cf = Р nom (1.19)

（これは、サイクルの持続時間がエンジンの加熱の持続時間よりもはるかに短い場合に当てはまります）。

したがって、最初に、事前に選択されたモーターについて、式 (1.10) に従って公称損失 Р nom が決定され、次に負荷グラフの各セクションの損失 P 1、P 2、... (図 1.6 の b) を参照してください。 次に、式によって平均損失を見つけます

(1.20)

条件 (1.19) が満たされていることを確認します。 P nom の値が Р av を 10% 以上超える場合は、別のモーターを選択して計算を繰り返します。 この方法は非常に正確で、あらゆるタイプのエンジンの選択に適用できますが、面倒です。

換算値の方法 (電流、トルク、電力)。 モーターの変動損失は、負荷電流の 2 乗に比例します。 値が変化する負荷電流は、等価の不変電流 I eq に置き換えられます。この電流は、電流の変化と同じ熱をモーターで放出します。 等価電流式は、式 (1.20) に基づいて取得できます。

(1.21)

検出された電流Ｉ ｅｑ は、予め選択されたモータの電流Ｉ ｎｏｍ と比較される。 次の場合は、正しいモーターが選択されています。

I nom I eq. (1.22)

多くの場合、モーメントやパワーのグラフを扱います。 モーターのトルクが電流に比例する場合、式 (1.21) は等価トルクの式になります。

(1.23)

事前に選択したモーターの定格トルクが次の場合、モーターの選択は正しいと見なされます。

M nom M eq.

負荷が変化してもエンジン速度が大幅に変化しない場合、同等の出力を決定できます

R eq = M eq 

(1.24)

正しい選択の条件は不等式

R nom R ek。

等価トルクおよび等価電力法は、トルクが電流に比例しない直列モーターには適用できません。

選択したモーターは、過負荷容量と始動トルク (負荷がかかった状態で始動する場合) の必須チェックの対象となります。

瞬時過負荷容量  m = M max / M 定格モータの種類によって次の値があります。

過負荷容量  m モーター

汎用 DC。 . . . . . . . . . . . 2

特別な（牽引）直流。 . . . . . . . 3-4

スリップ リングと非同期。 . . . . . . . . . . 2-2.5

通常実行の短絡回転子と非同期 1.8-3

ダブルケージの非同期深溝。 . . . . 1.8-2.7

同期。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2.5

同期スペシャル。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

コレクタ 交流電流. . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

最大負荷トルクがモーターが開発できるよりも大きい場合は、より大きなモーターが選択されます。

フライホイール駆動。 衝撃負荷のある機構（ハンマー、プレス、プレス機など）の場合、電気モーターは加熱用ではなく機械的過負荷用に選択する必要があり、電力の過大評価につながります。 ただし、フライホイールを使用して負荷曲線を「平準化」すると、エンジン出力を下げて必要な加熱に近づけることができます。

負荷が急激に増加する期間中 (図 1.10 の P 1)、その一部はエンジンで覆われ、一部はフライホイールで覆われ、運動エネルギーを放出します。 負荷遮断中 (P 2 まで) は、ドライブの速度が上がり、フライホイールのエネルギー リザーブが再び増加します。 したがって、電気モーターは、P 1 未満で P 2 を超える出力を生成します。 等価出力は平均出力 P に近づきます。したがって、フライホイールを使用すると、エンジンの定格出力が低下します。 しかし、エンジンは十分に柔らかい機械的特性を備えていなければなりません。

米。 1.10。 グラフ Р(t) および (t) フライホイール駆動

電気モーターをフライホイール駆動に交換する場合、交換するモーターと同じ方法でモーターを選択する必要があります。

1. 食品産業 (4)

   トレーニングと方法論の複合体

   教育用 RFケメロフスク工科大学 食物業界ロシア連邦ケメロヴォ工科大学の発酵技術部門と... 食物業界部門「発酵生産の技術と...

2. 食品産業 (3)

   研究室の仕事

   教育のために ケメロヴォ工科大学 食物業界部門：「公共の技術と組織... Kemerovo Technical Instituteのコピー機器 食物業界 650010、ケメロヴォ、セント。 クラスノアルメイスカヤ、...

3. 食品産業 (6)

   チュートリアル

   Roshnik V.A.、Rekhovskaya T.A. - ケメロヴォ工科大学 食物業界. - ケメロヴォ、2000. - 132 p. ISBN ... 技術系大学。 © ケメロヴォ工科大学 食物

電気駆動装置の動作と動作中のそのエネルギー性能は、電力に関して電気モーターの正しい選択に依存します。 電気モーターの負荷が公称値よりも大幅に小さい場合、電力が十分に活用されていないため、過剰な設備投資が発生し、力率と効率が著しく低下します。 モーターシャフトの負荷が公称値を超えると、その巻線の電流が増加し、その結果、モーターの温度が許容値を超える可能性があります。 これは、まず第一に、電気絶縁材料の電気的強度の低下につながります。これは、巻線の絶縁破壊の危険性と電気モーターの故障に関連しています。 この場合、出力に関して電気モーターを選択する基準の1つは、その巻線の温度です。

電力の観点から電気モーターを選択する作業は、動作中のシャフトの負荷が時間とともに変化し、それに応じて巻線の温度が変化するという事実によってさらに複雑になります。 これらの条件下で、定格電力が最大負荷電力と等しくなるように電気モーターを選択すると、モーターが減少する期間中、電力が十分に使用されなくなります。つまり、前述のすべての否定的な現象が発生します。上記が表示され始めます。

定格電力が最小負荷電力に等しい電気モーターを選択することは、過負荷容量と温度条件の点で一般的に受け入れられません。

したがって、電気モーターの選択に関する合理的な決定は、時間の経過に伴う負荷の変化の依存性の図に基づいてのみ行うことができます。これにより、加熱プロセスの既知の性質でその温度を推定することができます。 これにより、動作の全期間にわたって電気駆動装置の信頼性の高い動作が保証され、メカニズムの動作モードを考慮して、電気モーターを正しく選択するための最初の前提条件となります。

電気モーターを正しく選択するための 2 番目の前提条件は、最大負荷時に安定して動作するために過負荷容量が十分でなければならないということです。

電気モーターを正しく選択するための3番目の条件は、始動の通常のプロセスを確実にすることです。

1. 電気モーターの定格動作モード

操作モードは、操作中の機械の交番、持続時間、負荷の大きさ、アイドリング、ブレーキ、始動、および逆転の確立された順序です。

電気モーターの公称動作モードは、電気機械がメーカーによって設計された動作モードです。 これは、パスポートまたはカタログに記載されている、その技術的特性のパラメーターの 1 つです。 電気モーターのカタログとパスポートがシャフトの定格有効機械力、定格電圧、定格電流、定格速度、定格効率、定格力率、定格動作モードを示すのはこのモードのためです。

定格データは、海抜 1000 m までの高度、周囲温度 40°C、冷却水 30°C に設置された電気機械の動作を特徴付けます 1 。

GOST 183-74（ST SEV 1346-78）に従って、電気機械の8つの公称動作モードが確立されており、国際分類に従って、 慣例 S1 - S8。

連続負荷モードS1 (連続モード)実質的に一定の負荷と冷却媒体の温度での電気機械の動作時間が、そのすべての部品を実質的に安定した温度に加熱するのに十分であるモードと呼ばれます。 3.1a. このモードは、動作時間全体を通して一定の熱損失を特徴としています。

短期負荷モードS2 (短期モード)負荷が一定の作業期間と電気機械のシャットダウン期間（一時停止）が交互に発生するモードを呼び出します。 3.1b さらに、動作中、その部品の温度は安定した値に達する時間がなく、一時停止 (シャットダウン) 中に、周囲温度との差が 1°C 以下の安定した温度まで冷却されます。 . GOSTによって確立されたこのモードでの動作期間は、10、30、60、および90分です。 これは、S2-60 min のように動作モード記号で示す必要があります。

間欠負荷モード（間欠） 3つの品種があります S3、S4、S5. これは、一定の負荷の下でのスイッチオンの持続時間とシャットダウン期間（一時停止）の持続時間によって調整される短期間とは異なります。 電気機械の動作時間は、その部品を安定した温度に加熱するのに必要な時間よりも常に短く、休止時間は、機械が実質的に冷たい状態に冷却するのに必要な時間よりも短くなります。 特に指定のない限り、サイクル時間は 10 分 (600 秒)。

間欠負荷モードS3 – 一連の同一の動作サイクル。各動作サイクルは、一定の負荷と無効化された静止状態での動作期間で構成されています。 3.1c. 始動期間の持続時間は、負荷がかかった状態での動作期間よりもはるかに短いため、始動電流による電気機械の加熱および始動時の熱損失電力の増加には影響がないと想定されます。上。 モード用 S3特徴付けは 1 つのパラメーターにすぎません - 包含の期間:

どこ – 公称条件下での動作期間, 秒;

– 切断された不動状態の期間, s.;

– サイクルの期間、s.

全品種対応 S3、S4、S5断続モードでは、公称デューティ サイクルは 15、25、40、60% と想定されます。

モード記号 S3デューティ サイクルは % で示されます (例: S3-40%)。

スタートアップを含む間欠負荷モード、S4 - 同一の作業サイクルのシーケンス。それぞれが起動期間で構成され、一定の負荷で動作し、静止状態 (一時停止) が無効になります。図 3.1d. 起動時間は負荷がかかった状態での動作時間に比例するため、起動電流と起動時の熱損失の増加は、電気機械（電気モーター）の加熱に直接影響します。

モード用 S4特性パラメータは次のとおりです。

デューティサイクル

a– S1、b– S2 、b – S3、G– S4,d– S5、e– S6,と– S7、時間– S8

t c - サイクル時間。

T、熱損失電力  R t

a– S1、b– S2 、b – S3、G– S4,d– S5、e– S6,と– S7、時間– S8

t c - サイクル時間。

T、熱損失電力 DR t、モーター温度 Q

a– S1、b– S2 、b – S3、G– S4,d– S5、e– S6,と– S7、時間– S8

t p - 開始時間; t p - 公称条件下での動作時間;

t t - 制動時間; t x - アイドル時間; t 0 - 休止時間;

t c - サイクル時間。

図 3.1 - モーター シャフトの有用な機械的トルクの図 T、熱損失電力 DR t、モーター温度 Qさまざまな公称動作モードで

a– S1、b– S2 、b – S3、G– S4,d– S5、e– S6,と– S7、時間– S8

t p - 開始時間; t p - 公称条件下での動作時間;

t t - 制動時間; t x - アイドル時間; t 0 - 休止時間;

t c - サイクル時間。

図 3.1 - モーター シャフトの有用な機械的トルクの図 T、熱損失電力 DR t、モーター温度 Qさまざまな公称動作モードで

慣性係数:

どこ t n– 開始時刻、秒;

– エンジンのアーマチュア (ローター) の慣性モーメント、kgm 2 ;

– 駆動機構の慣性モーメントをモータ軸に換算したもの、kgm 2 ;

- 1 サイクルのインクルージョンの数。

定格値:

–30, 60, 120, 240;

–1.2, 1.6, 2, 2.5, 4, 6.3, 10.

,,

、 例えば S4-25%、120 オン/時間、FI - 2.0 . これは、慣性係数を持つ電気モーターが

=2.0 は、1 時間あたり 120 回の始動で動作するように設計されています。各サイクルの持続時間は 3600/120 = 30 秒で、そのうち始動時間の合計は と作業時間 は 25% です。 7.5 秒、一時停止時間は 22.5 秒です。

始動および電気ブレーキを含む間欠負荷モード、S5 – 同一の動作サイクルのシーケンス。それぞれの動作サイクルは、起動、一定負荷での動作、急速な電気ブレーキ、切断された静止状態の期間で構成されています。 3.1d. これらの期間の長さは、1 サイクル中に熱平衡を達成するには不十分です。

モード用 S5スイッチング時間:

どこ – 電気ブレーキ時間、秒。

残りのパラメータは同じです S4. 時には政権のために S5また、運動エネルギーの定数などの特性も使用します。 定格周波数回転 (角速度) から電気機械の定格電力まで。

モード記号は似ています S4、 例えば S5 - 40%、60 オン/時間、FI - 1.2 .

モードS6 , S7 , S8 は連続モードの一種で、間欠モードと呼ばれます。

可変負荷連続運転モード (間欠モード)S6 - 同一の作業サイクルのシーケンス。それぞれが一定の負荷とアイドル状態での作業期間で構成されています。図 3.1e。 始動期間中の電気モーターの部品の加熱に対する始動電流と熱損失電力の影響は考慮されていません。

熱平衡は 1 サイクルでは発生しません。 他に指示がない場合、1 サイクルの期間は 10 分 (600 秒) と見なされます。 モード用 S6特徴的なパラメーターは、負荷 (作業) の持続時間です。

どこ t バツ- アイドリングの時間（期間）、s。

定格値

– 15, 25, 40, 60%.

モード記号は

たとえば、％で S6 - 15%。

始動および電気ブレーキを含む連続使用 (電気ブレーキ中に頻繁に反転する間欠使用)S7 - それぞれが始動、一定負荷での動作、および電気ブレーキの期間で構成される一連の同一サイクル。 3.1グラム。 一定の負荷が持続する時間は短いため、始動時、後退時、および電気ブレーキ時の損失は、エンジン部品の加熱に大きな影響を与えます。 作業期間の長さは、1 サイクル中に熱平衡を達成するには不十分です。

このモードの特性パラメータは、1 時間あたりの始動回数、慣性係数などです。 S7 - 120 オン/時間,

-2.5 .

速度と負荷が周期的に変化する運転モード（2速以上の間欠運転）S8 - 同一の作業サイクルのシーケンス。それぞれが、加速の期間、特定の速度に対応する一定の負荷での操作、および他の速度に対応する他の一定の負荷値での 1 つまたは複数の作業期間で構成されます。 3.1z。 異なる負荷での異なる速度への移行中および電気ブレーキ中の電気モーターの熱損失の電力の変化は、電気モーターの部品の加熱に大きな影響を与えます。

モード用 S8特徴的なパラメーターは次のとおりです。1時間あたりの包含の数。 慣性係数; 各回転数に対応する負荷。 対応する負荷での回転速度、各回転速度での負荷の持続時間、図。 3.1h:

モード記号には、上記の特性が含まれます。たとえば、 S8 - 60 オン/時間。

- 2.0; 22キロワット; 740rpm; 40%; 55kw; 1470rpm; 60%。

電気機械の主な公称動作モードに加えて ( S1 – S8）電気モーターの操作の実践では、次のことを区別できます。サイクル時間が10分を大幅に下回る短期負荷モード。 交互逆モード; 確率的負荷モード。

デューティサイクルの持続時間が短い短期負荷モードモードの特殊なケースです S2, S3このモードでの動作時間は、電気モーターの始動時間に比例するという点で、それらとは異なります。 この点で、電気モーターの損失は、定数ではなく、時間の関数として考慮する必要があります。

オルタネイトリバースモードモードを指す S7、しかし、異なる回転方向の対称的なパワー グラフとは異なります。 さらに、デューティサイクルは反転時間と同程度であるため、損失を計算する際には、電流と磁束の非周期成分を考慮する必要があります。

確率的 (ランダム) ロード モードシャフトにかかる負荷の確率的特性によって特徴付けられ、ランダムな負荷グラフは時間の決定論的関数として表現できません。

繰り返しますが、カタログ、電気機械のパスポートは公称モードを示しており、技術データはこれらの公称モード用であるという事実に注意を向けます。

実際の機械とメカニズムの動作モードは、原則として、考慮されている公称モードの1つと一致しないため、実際の機械を駆動するための電力の観点から電気モーターを選択するタスクは、その動作モードを正しく比較することです。電気モーターのパスポート公称モードを使用して、加熱条件に従って選択した電気モーターを最大限に使用できるようにします。