5 Schritte zur Motorauswahl, einfach zu erlernen und anzuwenden!

Die Art der angetriebenen Last

Dies muss von den Motoreigenschaften umgekehrt werden. Der Motor kann einfach in Gleichstrommotor und Wechselstrommotor unterteilt werden, und Wechselstrom wird in Synchronmotor und Asynchronmotor unterteilt.

 

1, Gleichstrommotor

Der Vorteil von Gleichstrommotoren besteht darin, dass sie die Drehzahl einfach durch Änderung der Spannung anpassen und ein großes Drehmoment liefern können. Es eignet sich für Lasten, bei denen die Geschwindigkeit häufig angepasst werden muss, wie z. B. Mühlen in Stahlwerken, Hebezeuge in Bergwerken usw. Mit der Entwicklung der Frequenzumwandlungstechnologie können Wechselstrommotoren nun auch die Geschwindigkeit durch Änderung der Frequenz anpassen. Obwohl der Frequenzumrichtermotor nicht viel teurer ist als der normale Motor, nimmt der Preis des Frequenzumrichters den größten Teil der gesamten Ausrüstung ein, sodass der Gleichstrommotor einen weiteren Vorteil hat: Er ist billig.

Der Nachteil von Gleichstrommotoren besteht darin, dass die Struktur komplex ist und jede Ausrüstung, solange die Struktur komplex ist, unweigerlich zu einer Erhöhung der Ausfallrate führt. Im Vergleich zum Wechselstrommotor gibt es neben dem Wicklungskomplex (Feldwicklung, Kommutatorwicklung, Kompensationswicklung, Ankerwicklung) auch Schleifringe, Bürsten und Kommutatoren. Nicht nur die Prozessanforderungen des Herstellers sind hoch, auch die späteren Wartungskosten sind relativ hoch. Daher befindet sich der Einsatz von Gleichstrommotoren in industriellen Anwendungen im allmählichen Niedergang, aber die Übergangsphase ist in dieser schwierigen Situation immer noch nützlich. Wenn der Benutzer über ausreichende Mittel verfügt, wird empfohlen, sich für das Programm „Wechselstrommotor mit Frequenzumrichter“ zu entscheiden. Schließlich bringt der Einsatz eines Frequenzumrichters auch viele Vorteile mit sich, auf die nicht näher eingegangen wird.

 

 

2, Asynchronmotor

Die Vorteile des Induktionsmotors sind einfacher Aufbau, stabile Leistung, einfache Wartung und günstiger Preis. Und der Herstellungsprozess ist auch der einfachste. Ich habe den alten Techniker in der Werkstatt sagen hören, dass der Zusammenbau eines Gleichstrommotors die gleiche Leistung von zwei Synchronmotoren oder vier Asynchronmotoren erreichen kann, was zu sehen ist. Daher sind Asynchronmotoren in der Industrie am weitesten verbreitet.

Der Induktionsmotor ist in Käfigläufermotoren und Wickelmotoren unterteilt. Der Unterschied besteht im Rotor. Käfigläufermotorrotoren bestehen aus Metallstäben, Kupfer oder Aluminium. Der Preis für Aluminium ist relativ niedrig, und China ist ein großes Aluminiumabbauland, das in Fällen mit geringem Bedarf häufig eingesetzt wird. Aber die mechanischen und elektrischen Eigenschaften von Kupfer sind besser als die von Aluminium, und die meisten Rotoren, mit denen ich Kontakt habe, bestehen aus Kupfer. Die Zuverlässigkeit des Käfigläufermotors ist viel höher als die des Wickelrotormotors, nachdem das Problem der gebrochenen Reihe im Prozess gelöst wurde. Der Nachteil des Rotors besteht darin, dass das durch Schneiden der magnetischen Induktionslinie im rotierenden Statormagnetfeld erhaltene Drehmoment klein und der Anlaufstrom groß ist, was es schwierig macht, die Anforderungen einer großen Anlaufdrehmomentlast zu erfüllen. Durch Erhöhen der Motorkernlänge kann zwar ein höheres Drehmoment erzielt werden, die Kraft ist jedoch sehr begrenzt. Der gewickelte Motor elektrifiziert beim Starten die Rotorwicklung über den Schleifring und bildet so ein Rotormagnetfeld, das sich relativ zum rotierenden Statormagnetfeld bewegt, so dass das Drehmoment größer ist. Beim Startvorgang wird der Wasserwiderstand in Reihe geschaltet, um den Startstrom zu reduzieren, und der Wasserwiderstand wird durch ein ausgereiftes elektronisches Steuergerät gesteuert, um den Widerstandswert mit dem Startvorgang zu ändern. Geeignet für Walzwerk, Aufzug und andere Lasten. Da der Wicklungs-Asynchronmotor im Vergleich zum Käfigläufermotor den Schleifring, die Wasserbeständigkeit usw. erhöht, steigt der Gesamtpreis der Ausrüstung gewissermaßen. Im Vergleich zum Gleichstrommotor ist der Drehzahlbereich relativ eng und das Drehmoment relativ klein, und auch der entsprechende Wert ist niedrig.

Allerdings erzeugt der Induktionsmotor ein rotierendes Magnetfeld, indem er die Statorwicklung mit Strom versorgt, und die Wicklung ist ein induktives Element, das keine Arbeit verrichtet, sodass sie Blindleistung aus dem Stromnetz aufnehmen muss, was große Auswirkungen auf das Stromnetz hat. Intuitives Erlebnis: Wenn ein leistungsstarkes induktives Elektrogerät an das Stromnetz angeschlossen wird, sinkt die Spannung des Stromnetzes und die Helligkeit der Lampe nimmt ab. Daher wird das Energieversorgungsamt Beschränkungen für die Verwendung von Asynchronmotoren festlegen, was auch ein Punkt ist, den viele Fabriken berücksichtigen müssen. Einige große Stromverbraucher wie Stahlwerke, Aluminiumwerke usw. entscheiden sich für den Bau eigener Kraftwerke, um ihre eigenen unabhängigen Stromnetze zu bilden und die Einschränkungen bei der Verwendung von Asynchronmotoren zu reduzieren. Wenn der Asynchronmotor daher eine hohe Leistungslast bewältigen muss, muss er mit einer Blindleistungskompensationsvorrichtung ausgestattet sein, während der Synchronmotor über die Erregervorrichtung Blindleistung an das Netz liefern kann, und je größer die Leistung ist, desto offensichtlicher sind die Vorteile des Synchronmotors, was zur Synchronmotorstufe führt.

 

 

3, Synchronmotor

Zu den Vorteilen des Synchronmotors gehören neben dem übererregten Zustand auch die Kompensation der Blindleistung, aber auch 1) die strikte Einhaltung der Drehzahl des Synchronmotors mit n=60f/p, wodurch die Drehzahl genau gesteuert werden kann; 2) Die Betriebsstabilität ist hoch. Wenn die Spannung des Stromnetzes plötzlich abfällt, erzwingt das Erregungssystem im Allgemeinen die Erregung, um den stabilen Betrieb des Motors sicherzustellen, und das Drehmoment des Asynchronmotors (proportional zum Quadrat der Spannung) nimmt erheblich ab. 3) die Überlastfähigkeit ist größer als die des entsprechenden Asynchronmotors; 4) Hohe Betriebseffizienz, insbesondere Synchronmotor mit niedriger Drehzahl.

Der Synchronmotor kann nicht direkt gestartet werden, er benötigt einen asynchronen Start oder einen Frequenzumwandlungsstart. Asynchroner Start bedeutet, dass der Synchronmotor mit einer Anlaufwicklung ausgestattet ist, die der Käfigwicklung des Asynchronmotors am Rotor ähnelt, und der zusätzliche Widerstand von etwa dem Zehnfachen des Widerstandswerts der Erregerwicklung in der Erregerschleife in Reihe geschaltet ist, um einen zu bilden Im geschlossenen Kreislauf ist der Stator des Synchronmotors direkt mit dem Stromnetz verbunden, so dass er entsprechend dem Asynchronmotor startet, wenn die Drehzahl die untersynchrone Drehzahl (95 %) erreicht. Der Startmodus zum Entfernen des zusätzlichen Widerstands; Der Start der Frequenzumwandlung wird nicht detailliert beschrieben. Einer der Nachteile von Synchronmotoren ist daher die Notwendigkeit, zusätzliche Ausrüstung zum Starten hinzuzufügen.

Synchronmotoren werden mit Erregerstrom betrieben, liegt keine Erregung vor, handelt es sich um Asynchronmotoren. Die Erregung ist ein Gleichstromsystem, das dem Rotor hinzugefügt wird. Seine Drehzahl und Polarität stimmen mit dem Stator überein. Wenn es ein Problem mit der Erregung gibt, gerät der Motor außer Tritt und kann nicht eingestellt werden. Der Motor löst den Schutz „Erregungsfehler“ aus . Daher besteht der zweite Nachteil des Synchronmotors in der Notwendigkeit, die Erregervorrichtung zu vergrößern, die direkt von der Gleichstrommaschine gespeist wurde und heute größtenteils von einem Thyristorgleichrichter gespeist wird. Immer noch gilt das alte Sprichwort: Je komplexer die Struktur, je mehr Ausrüstung, desto mehr Fehlerquellen, desto höher die Ausfallrate.

(Referenz zu Synchronmotoren: Baidu-Bibliothek > Fachinformationen > Ingenieurtechnik > Strom/Wasser „Eigenschaften von Synchronmotoren“)

Entsprechend den Leistungsmerkmalen des Synchronmotors findet seine Anwendung hauptsächlich in Hebemaschinen, Mühlen, Ventilatoren, Kompressoren, Walzwerken, Wasserpumpen und anderen Lasten statt.

Zusammenfassend besteht das Prinzip bei der Auswahl des Motors darin, dass die Motorleistung den Anforderungen der Produktionsmaschine entspricht und ein Motor mit einfacher Struktur, günstigem Preis, zuverlässigem Betrieb und einfacher Wartung bevorzugt wird. In dieser Hinsicht sind Wechselstrommotoren besser als Gleichstrommotoren, Wechselstrom-Asynchronmotoren sind besser als Wechselstrom-Synchronmotoren und Käfigläufer-Asynchronmotoren sind besser als gewickelte Asynchronmotoren.

 

Für Produktionsmaschinen mit stabiler Last und ohne besondere Anforderungen an Start und Bremsen sollte der gewöhnliche Käfigläufer-Asynchronmotor bevorzugt werden, der häufig in Maschinen, Pumpen, Lüftern usw. verwendet wird.

Das Starten und Bremsen erfolgt häufiger und erfordert Produktionsmaschinen mit großem Start- und Bremsmoment, wie z. B. Brückenkräne, Minenaufzüge, Luftkompressoren, irreversible Walzmaschinen usw., die Asynchronmotoren mit Wicklung verwenden sollten.

Es sind keine Anforderungen an die Geschwindigkeitsregelung erforderlich, es ist eine konstante Geschwindigkeit erforderlich oder ein verbesserter Leistungsfaktor ist erforderlich. Es sollten Synchronmotoren verwendet werden, z. B. Pumpen mittlerer und großer Kapazität, Luftkompressoren, Aufzüge, Mühlen usw.

Der Geschwindigkeitsbereich muss mehr als 1∶3 betragen, und um eine kontinuierliche, stabile und gleichmäßige Geschwindigkeitsregelung der Produktionsmaschinen zu gewährleisten, ist es angebracht, einen unabhängigen Gleichstrommotor oder einen Käfigläufer-Asynchronmotor oder einen Synchronmotor mit Frequenzsteuerung zu verwenden, wie z große Präzisionswerkzeugmaschinen, Portalhobel, Walzwerk, Hebezeug usw.

Produktionsmaschinen, die eine große Anlaufdrehung und weiche mechanische Eigenschaften erfordern und Reihenerregungs- oder Verbund-Gleichstrommotoren verwenden, wie z. B. Straßenbahnen, Elektrolokomotiven, schwere Kräne usw.

 

Nennleistung

Die Nennleistung des Motors bezieht sich auf die Ausgangsleistung, also die Wellenleistung, auch Kapazitätsgröße genannt, die der charakteristische Parameter des Motors ist. Oft wird gefragt, wie groß der Motor ist, und bezieht sich dabei im Allgemeinen nicht auf die Größe des Motors, sondern auf die Nennleistung. Es ist der wichtigste Indikator zur Quantifizierung der Belastbarkeit des Motors und gleichzeitig die Parameteranforderung, die bei der Auswahl des Motors berücksichtigt werden muss.

Der Grundsatz der richtigen Auswahl der Motorleistung sollte die wirtschaftlichste und sinnvollste Bestimmung der Motorleistung sein, unter der Voraussetzung, dass der Motor in der Lage ist, mechanische Belastungsanforderungen zu erfüllen. Wenn die Leistung zu groß gewählt wird, steigen die Investitionen in die Ausrüstung, was zu Verschwendung führt und der Motor häufig unterlastet wird. Der Wirkungsgrad und der Leistungsfaktor des Wechselstrommotors sind niedrig. Im Gegenteil: Wird die Leistung zu klein gewählt, läuft der Motor überlastet, was zu einem vorzeitigen Motorschaden führt.

Es gibt drei Faktoren, die die Hauptleistung des Motors bestimmen:

1) Die Wärme und der Temperaturanstieg des Motors, die den wichtigsten Faktor bei der Bestimmung der Motorleistung darstellen; 2) Kurzzeitige Überlastfähigkeit zulassen; 3) Die Startfähigkeit des asynchronen Käfigläufermotors sollte ebenfalls berücksichtigt werden.

Zunächst berechnet und wählt die spezifische Produktionsmaschine die Lastleistung entsprechend ihren Erwärmungs-, Temperaturanstiegs- und Lastanforderungen aus, und der Motor wählt die Nennleistung entsprechend der Lastleistung, dem Arbeitssystem und den Überlastanforderungen vor. Nach der Vorauswahl der Nennleistung des Motors ist ggf. auch die Überprüfung der Heizung, Überlastfähigkeit und Anlauffähigkeit erforderlich. Wenn einer von ihnen nicht qualifiziert ist, muss der Motor neu ausgewählt und dann überprüft werden, bis alle qualifiziert sind. Daher ist das Arbeitssystem auch eine der notwendigen Anforderungen. Wenn keine Anforderung vorliegt, wird die Standardeinstellung gemäß dem gängigsten S1-Arbeitssystem verarbeitet. Der Motor mit Überlastanforderung muss auch ein Mehrfaches der Überlastung und eine entsprechende Laufzeit bereitstellen; Wenn der asynchrone Käfigläufermotor den Lüfter und andere Lasten mit großem Trägheitsmoment antreibt, ist es auch erforderlich, die Kurve des Lastträgheitsmoments und des Anlaufwiderstandsmoments bereitzustellen, um die Anlauffähigkeit zu überprüfen.

Die obige Auswahl der Nennleistung erfolgt unter der Voraussetzung einer Standardumgebungstemperatur von 40 °C. Wenn sich die Umgebungstemperatur des Motors ändert, muss die Nennleistung des Motors korrigiert werden. Gemäß theoretischer Berechnung und Praxis kann die Leistung des Motors bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen gemäß der folgenden Tabelle grob erhöht oder verringert werden.

Daher müssen Gebiete mit rauem Klima auch für eine Umgebungstemperatur sorgen, wie beispielsweise Indien, wo die Umgebungstemperatur auf 50 Grad C überprüft werden muss. Darüber hinaus wirkt sich die große Höhe auch auf die Motorleistung aus, je höher die Je größer der Temperaturanstieg des Motors ist, desto geringer ist die Ausgangsleistung. Und der in großer Höhe eingesetzte Motor muss auch den Einfluss des Koronaphänomens berücksichtigen.

Für den aktuellen Leistungsbereich von Elektromotoren auf dem Markt möchte ich als Referenz die Leistungstabellendaten des Unternehmens auflisten.

Gleichstrommotor: ZD9350 (Mühle) 9350 kW

Asynchronmotor: Käfigläufer YGF1120-4 (Hochofengebläse) 28000 kW

Wicklung YRKK1000-6 (Rohstoffmühle) 7400 kW

Synchronmotor: TWS36000-4 (Hochofengebläse) 36000kW (Testgerät bis 40000kW)

Nennspannung

Die Nennspannung des Motors bezieht sich auf die Netzspannung im Nennbetriebsmodus.

Die Wahl der Nennspannung des Motors hängt von der Versorgungsspannung des Stromnetzes des Unternehmens und der Größe der Motorleistung ab.

Die Wahl der Spannungshöhe des Wechselstrommotors hängt hauptsächlich von der Spannungshöhe der Stromversorgung am Einsatzort ab. Im Allgemeinen beträgt das Niederspannungsnetz 380 V, daher beträgt die Nennspannung 380 V (Y- oder △-Anschluss), 220/380 V (△/Y-Anschluss), 380/660 V (△/Y-Anschluss). Die Leistung des Niederspannungsmotors steigt bis zu einem gewissen Grad (z. B. 300 kW/380 V), der Strom wird durch die Tragfähigkeit des Drahtes begrenzt, es ist schwierig, ihn groß zu machen, oder die Kosten sind zu hoch. Um eine hohe Ausgangsleistung zu erreichen, muss die Spannung erhöht werden. Die Versorgungsspannung des Hochspannungsnetzes beträgt in der Regel 6000 V oder 10000 V, im Ausland gibt es auch Spannungsstufen 3300 V, 6600 V und 11000 V. Die Vorteile des Hochspannungsmotors sind große Leistung und hohe Schlagfestigkeit; Der Nachteil besteht darin, dass die Trägheit groß ist und das Anfahren und Bremsen schwierig ist.

Die Nennspannung des Gleichstrommotors sollte ebenfalls mit der Versorgungsspannung übereinstimmen. Im Allgemeinen 110 V, 220 V und 440 V. Unter diesen ist 220 V der übliche Spannungspegel, und der Hochleistungsmotor kann auf 600 bis 1000 V erhöht werden. Wenn die Wechselstromversorgung 380 V beträgt und die Dreiphasen-Brücken-Thyristor-Gleichrichterschaltung zur Stromversorgung verwendet wird, sollte die Nennspannung des Gleichstrommotors 440 V betragen, und wenn die Dreiphasen-Halbwellen-Thyristor-Gleichrichter-Stromversorgung verwendet wird, sollte die Nennspannung des Gleichstrommotors 440 V betragen Die Nennspannung des Gleichstrommotors sollte 220 V betragen.

 

 

Nenngeschwindigkeit

Die Nenndrehzahl des Motors bezieht sich auf die Drehzahl im Nennbetriebsmodus.

Der Motor und die von ihm angetriebenen Arbeitsmaschinen haben eine eigene Nenndrehzahl. Bei der Wahl der Drehzahl des Motors ist zu beachten, dass die Drehzahl nicht zu niedrig gewählt werden sollte, denn je niedriger die Nenndrehzahl des Motors, desto größer seine Baureihe, desto größer das Volumen, desto höher der Preis; Gleichzeitig sollte die Drehzahl des Motors nicht zu hoch gewählt werden, da sonst der Getriebemechanismus zu komplex und schwer zu warten wird.

Darüber hinaus ist bei konstanter Leistung das Motordrehmoment umgekehrt proportional zur Drehzahl. Nenngeschwindigkeit

Die Nenndrehzahl des Motors bezieht sich auf die Drehzahl im Nennbetriebsmodus.

Der Motor und die von ihm angetriebenen Arbeitsmaschinen haben eine eigene Nenndrehzahl. Bei der Wahl der Drehzahl des Motors ist zu beachten, dass die Drehzahl nicht zu niedrig gewählt werden sollte, denn je niedriger die Nenndrehzahl des Motors, desto größer seine Baureihe, desto größer das Volumen, desto höher der Preis; Gleichzeitig sollte die Drehzahl des Motors nicht zu hoch gewählt werden, da sonst der Getriebemechanismus zu komplex und schwer zu warten wird.

Darüber hinaus ist bei konstanter Leistung das Motordrehmoment umgekehrt proportional zur Drehzahl.

Wenn daher die Anfahr- und Bremsanforderungen nicht hoch sind, kann ein umfassender Vergleich mit mehreren unterschiedlichen Nenngeschwindigkeiten aus der Erstinvestition der Ausrüstung, der Grundfläche und den Wartungskosten durchgeführt und schließlich die Nenngeschwindigkeit ermittelt werden. Für diejenigen, die häufig starten, bremsen und rückwärts fahren, die Dauer des Übergangsprozesses jedoch nur geringe Auswirkungen auf die Produktivität hat. Neben der Berücksichtigung der Anfangsinvestition werden das Drehzahlverhältnis und die Nenndrehzahl des Motors hauptsächlich auf der Grundlage des Minimums ausgewählt Mengenverlust des Übergangsprozesses. Beispielsweise erfordert die Hebemaschine häufige positive und negative Drehungen und das Drehmoment ist sehr groß, die Geschwindigkeit ist sehr niedrig, der Motor ist groß und teuer.

Bei hohen Motordrehzahlen muss auch die kritische Drehzahl des Motors berücksichtigt werden. Der Motorrotor vibriert während des Betriebs, die Amplitude des Rotors nimmt mit zunehmender Drehzahl zu, und die Amplitude erreicht bei einer bestimmten Drehzahl einen Maximalwert (d. h. die allgemein als Resonanz bezeichnete), und die Amplitude nimmt mit zunehmender Drehzahl allmählich ab der Drehzahl nach Überschreiten dieser Drehzahl und ist in einem bestimmten Bereich stabil, die maximale Drehzahl der Rotoramplitude wird als kritische Drehzahl des Rotors bezeichnet. Diese Drehzahl entspricht der Eigenfrequenz des Rotors. Wenn die Geschwindigkeit weiter zunimmt, nimmt die Amplitude zu, wenn die Geschwindigkeit nahe dem Zweifachen der Eigenfrequenz liegt. Wenn die Geschwindigkeit dem Zweifachen der Eigenfrequenz entspricht, spricht man von der zweiten kritischen Geschwindigkeit und so weiter, es gibt drei und vier kritische Geschwindigkeiten. Wenn der Rotor mit der kritischen Drehzahl läuft, kommt es zu starken Vibrationen, der Biegegrad der Welle nimmt erheblich zu und der Langzeitbetrieb führt zu erheblichen Biegeverformungen der Welle oder sogar zum Bruch. Die kritische Drehzahl erster Ordnung des Motors liegt im Allgemeinen über 1500 U/min, sodass der herkömmliche Motor mit niedriger Drehzahl die Auswirkungen der kritischen Drehzahl im Allgemeinen nicht berücksichtigt. Im Gegensatz dazu liegt die Nenndrehzahl des 2--Pol-Hochgeschwindigkeitsmotors nahe bei 3000 U/min, der Effekt muss berücksichtigt werden und der langfristige Einsatz des Motors im kritischen Drehzahlbereich muss erfolgen vermieden.

 

Im Allgemeinen können die Art der Antriebsbelastung, die Nennleistung, die Nennspannung und die Nenndrehzahl des Motors grob bestimmt werden. Doch wenn man die Belastungsanforderungen optimal erfüllen möchte, reichen diese Grundparameter bei weitem nicht aus. Zu den Parametern, die ebenfalls bereitgestellt werden müssen, gehören: Frequenz, Arbeitssystem, Überlastanforderungen, Isolationsniveau, Schutzniveau, Trägheitsmoment, Lastwiderstandskurve, Installationsmodus, Umgebungstemperatur, Höhe, Außenanforderungen usw., je nach spezifischer Situation .