Cách chọn công suất động cơ sao cho thích hợp kiến thức mới năm 2023

Nguồn động lực trong một hê thống truyền động điện là động cơ điện. Các yêu cầu kỹ thuật, độ tin cậy trong quá trình làm việc và tính kinh tế của hệ thống truyền động điện phụ thuộc chính vào sự lựa chọn đúng động cơ điện và phương pháp điều khiển động cơ.

Xem thêm ” phương pháp đo mực nước”

Chọn một động cơ điện cho một hệ thống truyền động điện bao gồm nhiều tiêu chuẩn phải đáp ứng:

• Động cơ phải có đủ công suất kéo.
• Tốc độ phù hợp và đáp ứng được phạm vi điều chỉnh tốc độ với một phương pháp điều chỉnh thích hợp.
• Thỏa mãn các yêu cầu mở máy và hãm điện.
• Phù hợp với nguồn điện năng sử dụng (loại dòng điện, cấp điện áp…).
• Thích hợp với điều kiện làm việc (điều kiện thông thoáng, nhiệt độ, độ ẩm, khí độc hại, bụi bặm, ngoài trời hay trong nhà…).

Tại sao phải chọn đúng công suất động cơ? Cách chọn công suất động cơ 

Việc chọn đúng công suất động cơ có ý nghĩa rất lớn đối với hệ truyền động điện. Nếu nâng cao công suất động cơ chọn so với phụ tải thì động cơ sẽ kéo dễ dàng nhưng giá thành đầu tư tăng cao, hiệu suất kém và làm tụt hệ số công suất cosj của lưới điện do động cơ chạy non tải. Ngược lại nếu chọn công suất động cơ nhỏ hơn công suất tải yêu cầu thì động cơ hoặc không kéo nổi tải hay kéo tải một cách nặng nề, dẫn tới các cuộn dây bị phát nóng quá mức, làm giảm tuổi thọ động cơ hoặc làm động cơ bị cháy hỏng nhanh chóng.

Chọn công suất động cơ như thế nào?

Việc tính công suất động cơ cho một hệ truyền động điện phải dựa vào sự phát nóng các phần tử trong động cơ, đặc biệt là các cuộn dây. Muốn vậy, tính công suất động cơ phải dựa vào đặc tính phụ tải và các quy luật phân bố phụ tải theo thời gian. Động cơ được chọn đúng công suất thì khi làm việc bình thường cũng như khi quá tải ở mức cho phép, nhiệt độ động cơ không được tăng quá trị số giới hạn cho phép t_cp.

Phát nóng và nguội lạnh của động cơ

Khi máy điện làm việc, phát sinh các tổn thất DP và tổn thất năng lượng :

 Các chế độ làm việc của truyền động điện

Căn cứ vào đặc tính phát nóng và nguội lạnh của máy điện, người ta chia chế độ làm việc của truyền động thành 3 loại: Dài hạn, ngắn hạn và ngắn hạn lặp lại.

Chế độ dài hạn: Do phụ tải duy trì trong thời gian dài, cho nên nhiệt độ của động cơ đủ thời gian đạt tới trị số ổn định.

Chế độ ngắn hạn: Do phụ tải duy trì trong thời gian ngắn, thời gian nghỉ dài, cho nên nhiệt độ động cơ chưa kịp đạt tới giá trị ổn định và nhiệt độ động cơ sẽ giảm về giá trị ban đầu.

Chế độ ngắn hạn lặp lại: Phụ tải làm việc có tính chất chu kỳ, thời gian làm việc và thời gian nghỉ xen kẻ nhau. Nhiệt độ động cơ chưa kịp tăng đến trị số ổn định thì được giảm do mất tải, và khi nhiệt độ động cơ suy giảm chưa kịp về giá trị ban đầu thì lại tăng lên do có tải. Do vậy người ta đưa ra khái niệm thời gian đóng điện tương đối:

 

Tính chọn công suất động cơ cho những truyền động không điều chỉnh tốc độ

Để chọn công suất động cơ, chúng ta cần phải biết đồ thị phụ tải M_C(t) và P_C(t) đã quy đổi về trục động cơ và giá trị tốc độ yêu cầu.

Từ biểu đồ phụ tải, ta tính chọn sơ bộ động cơ theo công suất; tra ở trong sổ tay tra cứu ta có đầy đủ tham số của động cơ. Từ đó tiến hành xây dựng đồ thị phụ tải chính xác (trong các chế độ tĩnh, khởi động và hãm).

Dựa vào đồ thị phụ tải chính xác, tiến hành kiểm nghiệm động cơ đã chọn.

Chọn công suất động cơ làm việc dài hạn

Đối với phụ tải dài hạn có loại không đổi và loại biến đổi.

A/ Phụ tải dài hạn không đổi

Động cơ cần chọn phải có công suất định mức P_đm ³ P_c và w_đm phù hợp với tốc độ yêu cầu. Thông thường P_đm = (1¸1,3)P_c. Trong trường hợp này việc kiểm nghiệm động cơ đơn giản: Không cần kiểm nghiệm quá tải về mômen, nhưng cần phải kiểm nghiệm điều kiện khởi động và phát nóng.

B/ Phụ tải dài hạn biến đổi:

Để chọn được động cơ phải xuất phát từ đồ thị phụ tải tính ra giá trị trung bình của mômen hoặc công suất

Động cơ chọn phải có: M_đm = (1¸1,3)M_tb hoặc P_tb = (1¸1,3)P_tb.

Điều kiện kiểm nghiệm: kiểm nghiệm phát nóng, quá tải về mômen và khởi động.

Chọn công suất động cơ làm việc ngắn hạn

Trong chế độ làm việc ngắn hạn có thể sử dụng động cơ dài hạn hoặc sử dụng động cơ chuyên dùng cho chế độ làm việc ngắn hạn.

Chọn động cơ dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn:

Trong trường hợp không có động cơ chuyên dụng cho chế độ ngắn hạn, ta có thể chọn các động cơ thông thường chạy dài hạn để làm việc trong chế độ ngắn hạn. Nếu chọn động cơ dài hạn theo phương pháp thông thường có P_đm = (1¸1,3)P_c thì khi làm việc ngắn hạn trong khoảng thời gian t_lv nhiệt độ động cơ mới tăng tới nhiệt độ t₁ đã nghỉ làm việc và sau đó hạ nhiệt độ đến nhiệt độ môi trường t_mt. Rõ ràng việc này gây lãng phí vì không tận dụng hết khả năng chịu nhiệt (tới nhiệt độ t_ôđ) của động cơ.

Vì vậy khi dùng động cơ dài hạn để làm việc ở chế độ ngắn hạn, cần chọn công suất động cơ nhỏ hơn để động cơ phải làm việc quá tải trong thời gian đóng điện t_lv. Động cơ sẽ tăng nhiệt độ nhanh hơn nhưng khi kết thúc thời gian làm việc, nhiệt độ của động cơ không được quá nhiệt độ t_ôđ cho phép.

Như vậy, để chọn động cơ dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn, ta phải dựa vào công suất làm việc yêu cầu P_lv và giả thiết hệ số quá tải công suất x để chọn sơ bộ công suất động cơ dài hạn (P_lv = x.P_đm hay M_lv = x.M_đm). Từ đó có thể xác định được thời gian làm việc cho phép của động cơ vừa chọn. Việc tính chọn đó được lập lại nhiều lần làm sao cho t_lv tính toán < t_lv yêu cầu.

Chọn động cơ ngắn hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn:

Động cơ ngắn hạn được chế tạo có thời gian làm việc tiêu chuẩn là 15, 30, 60, 90 phút. Như vậy ta phải chọn t_lv = t_chuẩn và công suất động cơ P_{đm chọn  >=}  P_lv hay M_{đm chọn} >=  M_lv.

Nếu t_lv khác  t_chuẩn thì sơ bộ chọn động cơ có t_chuẩn và P_đm gần với giá trị t_lv và P_lv. Sau đó xác định tổn thất động cơ DP_đm với công suất và DP_lv với P_lv. Quy tắc chọn động cơ là:

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

Như trên là một số thông tin mà chúng tôi sưu tầm. Cám ơn các bạn đã tham khảo bài viết.

Xem thêm ” cảm biến áp suất“