Chỉ tiêu kỹ thuật

Động cơ được chọn phải thích ứng với môi trường làm việc:

Tuỳ theo môi trường: khô - ướt, sạch - bẩn, nóng - lạnh, hoá chất ăn mòn, dễ nổ, ..., mà chọn các động cơ kiểu: hở - kín, chống nước, chống hoá chất, chống nổ, nhiệt đới hoá, ...

Động cơ được chọn phải thoả mãn điều kiện phát nóng khi làm việc bình thường cũng như khi quá tải (đây là điều kiện cơ bản):

(đc ( (cp ; hay: tođc ( tocp (6-6)

(tocp phụ thuộc vật liệu chế tạo và kết cấu từng loại động cơ)

Động cơ được chọn phải đảm bảo tốc độ yêu cầu: tốc độ định mức, có điều chỉnh tốc độ hay không, phạm vi điều chỉnh tốc độ, điều chỉnh trơn hay điều chỉnh có cấp.

Chọn loại động cơ thông dụng hay động cơ có điều chỉnh tốc độ. Chọn loại động cơ xoay chiều hay động cơ một chiều ...

Động cơ được chọn phải đảm bảo khởi động, hãm, đảo chiều ... tốt.

chỉ tiêu kinh tế

Động cơ được chọn phải làm việc với hiệu suất kinh tế cao, vốn đầu tư bé, chi phí vận hành ít, bảo quản và sửa chữa thấp, sử dụng hết công suất...

Bước 1

Căn cứ Mc(t) hoặc Pc(t), Ic(t), ... hình 6-4a , tính mô men trung bình:

$M_{\text{tb}}=\frac{\sum _1^n{M}_{c\text{.}i}\text{.}{t}_i}{\sum _1^n{t}_i}$ ; (6-8)

Dựa vào sổ tay tra cứu, sơ bộ chọn động cơ có:

Mđm.chọn ( Mtb ; (6-9)

Mđm.chọn - mô men định mức của động cơ được chọn.

Bước 2

Tính mô men động (trong quá trình quá độ) dựa vào ((t):

(6-10)

Trong đó: ( là góc nghiêng n(t) ở hình 6-4b trong quá trình quá độ.

J là mô men quán tính của hệ thống đã quy đổi về trục động cơ.

Vẽ biểu đồ Mđg(t) như hình 6-4c.

Bước 3

Vẽ biếu đồ phụ tải động Mc.đg(t) như hình 6-4d:

Mc.đg = Mc + Mco + Mđg ; (6-11)

Bước 4

Dựa vào Mc.đg(t) tiến hành kiểm tra khả năng quá tải của động cơ theo điều kiện:

(M.Mđm ( Mmax ; (6-12)

Động cơ thường: (M = 2

Động cơ ĐKdq : (M = 2 ( 3

Động cơ ĐKls : (M = 1,8 ( 3

Động cơ ĐKrs, 2ls : (M = 1,8 ( 2,7

Bước 5

Cuối cùng kiểm tra lại công suất động cơ theo điều kiện phát nóng (cụ thể sẽ khảo sát ở phần sau).

- Nếu sau khi kiểm tra mà không thoả mãn các điều kiện phát nóng và quá tải thì phải chọn lại động cơ; thường tăng công suất động cơ lên một cấp.

* Gần đúng: bỏ qua quá trình quá độ coi Mđg ( 0. Như vậy chỉ cần Mc(t) tĩnh, đi tính Mtb(t) rồi chọn sơ bộ động cơ, sau kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng theo biểu đồ phụ tải tĩnh.

Chọn động cơ phục vụ phụ tải dài hạn không đổi

Dựa vào Pc(t) hoặc Mc(t) đã quy đổi về trục động cơ.

Ví dụ như hình 6-5, dựa vào sổ tay, chọn động cơ có:

Pđm ( Pc ; (6-13)

Thông thường chọn:

Pđm = (1 ( 1,3).Pc ; (6-14)

Không cần kiểm nghiệm quá tải về mô men, nhưng cần kiểm nghiệm điều kiện khởi động và phát nóng.

Chọn động cơ phục vụ phụ tải dài hạn biến đổi

Các bước tiến hành chọn động cơ như mục 6.2, ở đây chỉ trình bày bước chọn công suất động cơ theo trị trung bình:

$M_{\text{tb}}=\frac{\sum _1^n{M}_{c\text{.}i}\text{.}{t}_i}{\sum _1^n{t}_i}$ (6-15a)

$P_{\text{tb}}=\frac{\sum _1^n{P}_{c\text{.}i}\text{.}{t}_i}{\sum _1^n{t}_i}$ (6-15b)

Động cơ chọn phải có:

Mđm = (1 ( 1,3 )Mtb ; (6-16a)

Pđm = (1 ( 1,3)Ptb ; (6-16b)

Điều kiện kiểm nghiệm: theo điều kiện phát nóng, quá tải về mô men và khởi động.

Chọn động cơ dài hạn làm việc cho phụ tải ngắn hạn

Nếu chọn Pdh.đm ( Pc.nh thì ( < (cp , như vậy sẽ không sử dụng hết khả năng chịu nhiệt của động cơ. Vậy có thể chọn công suất Pdh.đm < Pc.nh !

Giả sử động cơ dài hạn có Pdh.đm và Mdh.đm. Khi nó làm việc trong chế độ ngắn hạn với thời gian tlv thì có thể tăng phụ tải đến:

Pc.nh = (.Pdh.đm ; (6-17a)

Mc.nh = (.Mdh.đm ; (6-17b)

Khi đó phải tính toán thời gian làm việc sao cho phát nóng của động cơ đạt giá trị cho phép (để tận dụng hết khả năng chịu nhiệt của động cơ).

Với động cơ dài hạn (đường 1):

(ôđ1 = ((Pdh.đm / A) = (cp (6-18)

Khi chọn động cơ dài hạn có công suất nhỏ hơn phụ tải ngắn hạn thì:

(ôđ2 = ((Pc.nh / A) > (ôđ1 = (cp (6-19)

Muốn ( tiến tới (ôđ1 = (cp trong thời gian làm việc tlv thì dựa vào phương trình đường cong phát nóng với điều kiện ban đầu là (bđ = 0, ta có:

(ôđ1 = (ôđ2.(1 - e- tlv/ () = ((Pc.nh / A).(1 - e- tlv/ () = (cp ; (6-20)

Hệ số quá tải về nhiệt khi chọn Pdh.đm < Pc.nh là:

qn = (Pc.nh / (Pdh.đm = (ôđ2 / (ôđ2 = 1 / (1 - e- tlv/ () (6-21)

Mặt khác ta có:

(Pdh.đm = (Pc.nh.(1 - e- tlv/ () (6-22)

Rút ra:

tlv = (.ln[ (Pc.nh / ((Pc.nh - (Pdh.đm)] (6-23)

Hệ số quá dòng khi chọn Pdh.đm < Pc.nh là:

qd = Ic.nh / Idh.đm = Pc.nh / Pdh.đm (9 - 24)

Mặt khác:

qn = (Pc.nh / (Pdh.đm = (K + Vc.nh) / (K + Vdh.đm)

= (K + qd2.Vdh.đm) / (K + Vdh.đm) (6-25)

Đặt: K / Vdh.đm = ( , (thường: ( = 0,5 ( 2) ta có:

q_n = (α + q_d²) / (α + 1) (6-26)

$q_d=\sqrt{\frac{1+\alpha \text{.}{e}^{-t_{\text{lv}}/\theta }}{1+e^{-t_{\text{lv}}/\theta }}}$ (6-27)

Và cuối cùng ta chọn động cơ dài hạn phục vụ cho phụ tải ngắn hạn:

Pdh.đm.chọn ( Pc.nh / qd (6-28)

Chọn động cơ ngắn hạn phục vụ phụ tải ngắn hạn

Động cơ ngắn hạn được chế tạo có thời gian làm việc tiêu chuẩn là:

ttc =15, 30, 60, 90, ( phút ). Như vậy ta phải chọn:

t_lv = t_tc (6-29)

Pđm.chọn ( Plv.nh (6-30)

Nếu tlv ( ttc thì sơ bộ chọn động cơ có ttc và Pđm gần với giá trị tlv và Pc.nh. Sau đó xác định tổn thất động cơ (Pđm với công suất Pđm, và (Pc.nh với Pc.nh. Quy tắc chọn động cơ là:

?Pđm.chọn ?Ġ (6-30)

Đồng thời tiến hành kiểm nghiệm động cơ theo điều kiện quá tải về mômen, mômen khởi động và điều kiện phát nóng.

Đồ thị phụ tải và đường cong phát nóng

Sau một số chu kỳ làm việc, ((t) sẽ dao động trong khoảng (min ( (max :

Trong khoảng tlv : ( = (ôđ - ((ôđ - (min ).e- t/ ( (6-31)

Trong khoảng tn : ( = (max.e- t/ (o ; (6-32)

Ta tính được (max và (min :

(max = (ôđ.(1 - e- tlv/ () + (min.e- tlv/ ( (6-33)

τ_min = τ_max.e^{- tn/ θo} (6-34)

(max = (ôđĮ (6-35)

(min = (ôđĮ (6-36)

Nếu ( = (o thì:

(max = (ôđĮ (6-37)

Khai triển chuỗi Furiê và lấy số hạng thứ 1 của chuỗi ta có:

(max ( (ôđ.( tlv / tck ) = (ôđ.( (6-38)

Chọn động cơ dài hạn phục vụ phụ tải ngắn hạn lặp lại

Thường chọn động cơ dài hạn có Pdh.đm < Pc.nhll để tận dụng khả năng phát nóng cho phép của động cơ. Như vậy hệ số quá tải về nhiệt:

qn = (ôđ / (max =Ġ (6-39)

Biến đồi số mũ:

$\left(\frac{t_{\text{lv}}}{\theta }+\frac{t_n}{{\theta }_o}\right)=\frac{1}{\theta }\cdot \left[t_{\text{lv}}+\frac{t_n\theta }{{\theta }_o}\right]=\frac{t_{\text{lv}}}{\theta }\cdot \left[1+\frac{{\mathrm{\beta t}}_n}{t_{\text{lv}}}\right]=\frac{t_{\text{lv}}}{\epsilon \text{.}\theta }$; (6-40)

( là hệ số xét tới điều kiện làm mát bị kém đi trong thời gian nghỉ.

( = 0,5 đối với động cơ điện một chiều.

( = 0,25 đối với động cơ điện xoay chiều.

( =Ġ là hằng số thời gian đóng điện tương đối có xét đến điều kiện làm mát bị kém đi trong thời gian nghỉ.

Cuối cùng ta có:

$q_n=\frac{1-e^{-t_{\text{lv}}/\epsilon \text{.}\theta }}{1-e^{-t_{\text{lv}}/\theta }}$ (6-41)

Chọn công suất động cơ dài hạn phục vụ phụ tải ngắn hạn lặp lại:

(Pdh.đm.chọn ( (Pc.nh / qn (6- 42)

Chọn động cơ ngắn hạn lặp lại phục vụ phụ tải NHLL

Động cơ ngắn hạn lặp lại thường được chế tạo chuyên dụng có độ bền cơ khí cao, quán tính nhỏ (để đảm bảo khởi động và hãm thường xuyên) và khả năng qua tải lớn (từ 2,5 ( 3,5 lần).

Đồng thời được chế tạo với thời gian đóng điện tiêu chuẩn là: (tc% = 15%, 25%, 40% và 60%.

Động cơ được chọn:

(tc% = (fụtải% (6-43)

Pđm.chọn ( Pc.nhll (6-44)

Trong trường hợp (tc% ( (ft% thì cần hiệu chỉnh lại công suất động cơ:

Pđm.chọn = Pc.nhll Į (6-45)

Sau đó phải kiểm tra về mô men quá tải, khởi động và phát nóng.