villamos motorok kiválasztása i.langer/elektrotechnika/...villamos motorok kiválasztásának...

Villamos motorok kiválasztása I.

Összeállította: Langer Ingrid

adjunktus

Óbudai Egyetem Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Kar

Mechatronikai és Autótechnikai Intézet

Villamos motorok kiválasztásának

szempontjai

• Mechanikai szempont:

– A hajtó- és a hajtott gép nyomaték-fordulatszám jelleggörbéje

– A közlőmű jellege

– Védettség

– Építési alak

– Szerelési helyzet

– Különleges követelmények

• Termikus szempont:

– Melegedési és hűlési folyamatok

– Különböző üzemmódok

– Hűtési módok

– Hővédelmi eszközök

ÓE-BGK MEI Elektrotechnika Langer Ingrid

Villamos motorok kiválasztásának

szempontjai

• Elektrotechnikai szempont

– Hálózati feszültség és frekvencia

– Csatlakozási módok

– Üzemtípusok

– Indítás jellege és gyakorisága

– A szabályozás szükségessége és jellege

– Fékezés módja és hatása

– Forgásirányváltás szükségessége

• Gazdaságossági szempont

– Beruházási költség és amortizáció

– Üzemeltetési és karbantartási költségek


I. A kiválasztás mechanikai

szempontjai

ω M Mt

Mozgásegyenlet:

dt

dMM t

M : a motor nyomatéka

Mt: a munkagép nyomatéka

Θ : a gépcsoport és a hajtott berendezés

együttes (motor tengelyére redukált) tehetetlenségi nyomatéka

Állandósult állapot: dω/dt=0 (ω=állandó )

M=Mt

Md

dinamikus nyomaték

1. Motorok és munkagépek együttjárása


1.1. A motorok nyomaték-fordulatszám

jelleggörbéi

a. Állandó fordulatszámú motor:

– szinkron motor

b. Fordulatszámtartó motor:

– külső- és párhuzamos

gerjesztésű egyenáramú

motor,

– aszinkron motor (a

névleges terhelés kb. 1,5-

szereséig)

c. Teljesítménytartó motor:

– soros gerjesztésű

egyenáramú motor és

univerzális motor


1.2. A munkagépek terhelőnyomatéka

1.2.1. Csoportosítás kinetikai szempontból:

Passzív terhelőnyomaték:

a forgásiránytól függetlenül

mindig akadályozza a

mozgást

(Pl. forgácsoló gépek)

Aktív terhelőnyomaték:

egyik forgásiránynál akadályozza,

másik forgásiránynál

elősegíti a mozgást.

(Pl. emelőgépek)



a. Állandó terhelőnyomaték (Mt= F·r)

esztergapadok, gyalugépek, sajtoló, szállítógépek, emelőszerkezetek

b. Lineárisan növekvő terhelőnyomaték (Mt=c·n, Pt=n·Mt=c1·n

2)

sebességgel arányos súrlódású gépek pl. simítógép, villamos örvényáramú fék

c. Négyzetesen növekvő terhelőnyomaték (Mt=c·n2, Pt=n·Mt=c1·n

3)

lég- és folyadéksúrlódású gépek, pl. szellőzők, centrifugál szivattyúk, kompresszorok, centrifugák, keverőgépek, nagy sebességű szállítóberendezések

1.2.2.1. Folytonos terhelések

1.2.2. Csoportosítás a hajtás jellemzőitől való függés szerint



1. Szögfüggő terhelések Mt=f(α)

• pl. dugattyús kompresszorok, szivattyúk, hidegsajtoló szerszámgépek, excenterprések

2. Útfüggő terhelések Mt=f(s)

• pl. hajlítógépek, exkavátorok, markolódaru

3. Időtől függő terhelések Mt=f(t)

• pl. centrifuga, fafűrészgép

4. Sebesség és útfüggő terhelések Mt=f(v,s)

• villamos mozdonyok, targoncák

1.2.2.2. Szakaszosan változó terhelések


1.3. A hajtás stabilitása

A meghajtó motor és a munkagép nyomaték-fordulatszám jelleggörbéje határozza meg a rendszer fordulatszámát. Munkapont: a két jelleggörbe metszéspontja.

A pont: a fordulatszám csökkenésekor Mm-Mt<0 a motor lassul, majd leáll

B pont: a fordulatszám csökkenésekor Mm-Mt>0 a motor gyorsul és visszaáll a B munkapontba

INSTABIL MUNKAPONT

STABIL MUNKAPONT

A stabilitás feltétele:

A'

'' A

m

A

t

dn

dM

dn

dM


1.4. A villamos hajtások kinetikája

1.4.1. A közlőművek szerepe és jellemzői

• Merev tengelykapcsoló

• Fogaskerék, dörzskerékpár

•Lánchajtás

•Szíj, ékszíj

•Változtatható csúszású tengelykapcsoló

•Csigahajtás


1.4. A hajtás jellemzőinek átszámítása a motorra

A villamos motorok kiválasztásához ismerni kell a motor tengelyein a terhelés által okozott forgó és tehetetlenségi nyomatéki hatásokat.

A hajtások vizsgálatához a terhelő és lendítő nyomatékot a motor tengelyére kell redukálni:

•A terhelőnyomatékot a teljesítmény változatlansága alapján

•A lendítőnyomatékot a mozgási energia változatlansága alapján.



A) A nyomaték átszámítása:

Ideális áttételeknél (η=1)

aMMM

MM.állMP

T

M

TTR

TTMRm

1

Veszteséges áttételeknél

o Motor hajt:

a

MM TR

(pl. η=95-98% ékszíj, fogaskerékpár, η=90-95% kúpkerékpár, η=50-60% csigahajtás)

a

MMMM

MM.állMP

TRTTMR

TTMRm

a

MMMM

MM.állMP

TRTTMR

TTMRm

ee

TTR

a

M

......aaa

MM

321321 e

eTTR

a

M

...aaa

...MM

321

321

o Motor fékez:

oTöbbfokozatú áttételek esetén:



B) A tehetlenségi nyomaték átszámítása: Ideális áttételeknél (η=1)

22

2

22

1

2

1

2

1

a

.állW

T

M

TTR

TTRRkin

2aT

R

Veszteséges áttételeknél o Motor hajt: o Motor fékez:

2

22

22

2

1

2

1

a

.állW

TRTTMR

TTRRkin

2

22

22

2

1

2

1

a

.állW

TRTTMR

TTRRkin

oTöbbfokozatú áttételek esetén:

nn

nMR

......a....a...

......aaa

1

22

121

2

2

2

1

2

1

2

1

1


2. Védettség (MSZ EN 60529:2015) Jelölés:

IP

International Protection Marking

1. szám: személyek védelme a a gép feszültség alatti illetve a forgó alkatrészeivel szemben illetve a gép védelme szilárd idegen testek behatolása ellen

2. szám: a gépek védelme a víz behatolásával szemben

Fokozott védelem:

Sb : sújtólégbiztos

Rb : robbanásbiztos

n : nyomásálló tokozás


3. Villamos forgógépek építési alakjai és

szerelési helyzetei (MSZ 60034-7:2002) 3.1. Építési alakok (az üzemeltetési helyzet és a hajtott gépekkel való könnyebb

összeépíthetőség alapján választható)

Talpas, pajzscsapágyas: kis- és közepes méretű gépek, néhány száz kW

teljesítményig. Bizonyos esetekben falra vagy mennyezetre is szerelhetők vizszintes

tengellyel, vagy megfelelő csapágyazással függőleges helyzetben is alkalmazhatók

Peremes: vizszintes és függőleges helyzetben is alkalmazhatók

Alaplemezes: nagy teljesítményű gépek (300-400 kW). Helyhez kötöttek és

alaplemezre szereltek. Pajzs vagy bakcsapágyas kivitelűek.


3. Villamos forgógépek építési alakjai és

szerelési helyzetei (MSZ 60034-7:2002)

3.2. Szerelési helyzetek A szabvány két osztályozási rendszert tartalmaz:

1. Alfanumerikus osztályozás: Pajzscsapágyas, egytengelyű gépekre

IM_V

International Mounting

IM_B szóköz

vízszintes helyzet

függőleges helyzet

kódszámok kapocsszekrény helyzetét jelölő betű

2. Numerikus osztályozás: A gépek szélesebb körére, 1. csoportba tartozókra is

IM_ kapocsszekrény helyzetét jelölő betű

építési alakra vonatkozó kód: [1]talpas, [3][4]peremes, [11]bakcsapágyas

szerelési helyzet

Tengelyvég kialakítás [1,2] 1 v. 2 hengeres tengelyvég [3,4] 1 v. 2 kúpos tengelyvég [5,6] 1 v. 2 peremes tengelyvég


3.3. Jelölési példák


villamos motorok kiválasztása i.langer/elektrotechnika/...villamos motorok kiválasztásának...

Documents