Затруднение в подборе двигателя Опции

[Arctic]

Доброго времени суток! Пишу диплом по главному подъёму мостового крана. Хочу менять старый двигатель постоянного тока на асинхронный с частотником. Проблема в следующем: по расчётам должен получаться двигатель порядка 200 кВт со скоростью 450-500 об/мин. Таких двигателей практически нет, я мало что нашёл. Можно ли взять двигатель с большим числом оборотов и с помощью ПЧ настроить на нужную скорость, с сохранением перегрузочной способности? Проблема в том, что в этом случае придётся брать двигатель завышенной мощности, что экономически нецелесообразно, например, чтобы получить 200 кВт 450 об/мин, мне нужно взять 253 кВт и 750 об/мин из другого "скоростного ряда". Как обойти такие ограничения, есть ли какие то хитрости. Менять механическую часть не планируется. Прошу приводчиков помочь в этом вопросе.

[Arctic]

Доброго времени суток! Пишу диплом по главному подъёму мостового крана. Хочу менять старый двигатель постоянного тока на асинхронный с частотником. Проблема в следующем: по расчётам должен получаться двигатель порядка 200 кВт со скоростью 450-500 об/мин. Таких двигателей практически нет, я мало что нашёл. Можно ли взять двигатель с большим числом оборотов и с помощью ПЧ настроить на нужную скорость, с сохранением перегрузочной способности? Проблема в том, что в этом случае придётся брать двигатель завышенной мощности, что экономически нецелесообразно, например, чтобы получить 200 кВт 450 об/мин, мне нужно взять 253 кВт и 750 об/мин из другого "скоростного ряда". Как обойти такие ограничения, есть ли какие то хитрости. Менять механическую часть не планируется. Прошу приводчиков помочь в этом вопросе.

[Chabol]

Поскольку диплом - примените редуктор. Заодно преподу покажете экономичекое обоснование такого решения.

[Arctic]

Вы имеете ввиду заменить уже имеющийся редуктор на другой с передаточным числом побольше?

[Piero]

Это ж какая грузоподъемность у этого крана?

[Arctic]

260 тонн - главный подъём. Просто, стоят механизмы с малым передаточным числом, оттого и не требуется быстроходный двигатель. Привод двухдвигательный. Расчёт ведётся в расчёте на то, чтобы один двигатель в случае отказа второго, смог благополучно доставить груз.

Сообщение отредактировал Arctic - 8.8.2014, 17:34

[Kotlovoy]

У вас не сказано, какую мощность имел постоянник. Дело в том, что напрямую заменить постоянник на асинхронник равной мощности не получится, у них разные нагрузочные характеристики. У постоянника момент на малых оборотах и при трогании намного выше, и при замене сожжено немало асинхронников. Так что асинхронник должен выбираться заведомо с 1,5-2 кратным запасом.
Только недавно участвовал в отпевании асинхронника с частотником, которые были установлены на экструдере вместо постоянника 110кВт.
Не надо ещё забывать, что на малых оборотах потребуется принудительное охлаждение, т.е. наездник.

[Arctic]

У вас не сказано, какую мощность имел постоянник.

Да, забыл сказать. 150 кВт

Дело в том, что напрямую заменить постоянник на асинхронник равной мощности не получится, у них разные нагрузочные характеристики. У постоянника момент на малых оборотах и при трогании намного выше, и при замене сожжено немало асинхронников. Так что асинхронник должен выбираться заведомо с 1,5-2 кратным запасом.
Только недавно участвовал в отпевании асинхронника с частотником, которые были установлены на экструдере вместо постоянника 110кВт.

Интересно, вот про это не знал. А в чём же тогда преимущество асинхронника с частотником, если приходится ставить двигатели большей мощности? За счёт чего экономия достигается?

Сообщение отредактировал Arctic - 8.8.2014, 18:34

[Kotlovoy]

Экономия достигается за счёт дешевизны асинхронного двигателя и меньших эксплуатационных расходов. Но как тяговые асинхронники уступают постоянникам. Мощность двигателя постоянного тока в меньшей степени зависит от скорости, за счёт чего он способен развивать большой момент на малых оборотах, асинхронник же при увеличении нагрузки выходит из синхронизации, при этом резко падает момент и растёт потребляемый ток. Полную мощность асинхронник развивает только при номинальных оборотах.
Внимательно прочитайте:
http://www.intechnics.ru/article14.htm

[Михайло]

Но как тяговые асинхронники уступают постоянникам. Мощность двигателя постоянного тока в меньшей степени зависит от скорости, за счёт чего он способен развивать большой момент на малых оборотах, асинхронник же при увеличении нагрузки выходит из синхронизации, при этом резко падает момент и растёт потребляемый ток. Полную мощность асинхронник развивает только при номинальных оборотах.

Ну в практической части все верно, только есть несколько теоретических ошибок:
1. В данных предложениях нужно вместо "мощность" говорить "крутящий момент". Потому что независимо от типа двигателя мощность на нулевой скорости равна нулю: P = M * w.
2. В двигателе постоянного тока крутящий момент на нулевой скорости (пусковой момент) сопоставим с пусковым моментом асинхронного двигателя, но для этого необходимо как минимум применить ПЧ с векторным управлением. Многие думают, что асинхронники - плохие тягачи, однако практика говорит о другом. Просто нужно изучить тему механических характеристик АД при регулировании частоты питающей сети.
3. АД и ДПТ могут кратковременно выдать двукратный пусковой момент. Если передержать, то оба двигателя могут перегреться.

Только недавно участвовал в отпевании асинхронника с частотником, которые были установлены на экструдере вместо постоянника 110кВт.

Вообще защита должна защищать, оборудование не должно выходить из строя. Преобразователь был с векторным управлением?

P.S. Привет, arctic-electron-redneck
Я забыл про сименсовскую серию двигателей 1PL6, это те же 1PH7/1PH8, только имеют низкую степень защиты от воды и пыли IP (дырявенькие). Такие двигатели имеют чуть бОльшую мощность при тех же размерах из-за лучшего охлаждения. В октябре 2014 начинают потихоньку сниматься с производства.

[Kotlovoy]

Я же не утверждаю, что мощность не зависит от скорости, я имел в виду, что тяговые ДПТ проектируются так, что могут развивать номинальную мощность при скоростях, в несколько раз меньших максимальной скорости. Это ограничивается, в основном, коммутационной способностью коллектора и сечением обмоток и охлаждением. АД тоже могут быть специально спроектированы для работы на малых оборотах и больших моментах, однако, думаю, такие намного менее доступны.
Цитата из приведенной ссылки:
"В отличии от стандартного асинхронного двигателя с фиксированной базовой (номинальной) частотой вращения (синхронные скорости 3000/1500/1000/... об/мин на 50 Гц), двигатель постоянного тока может быть спроектирован с базовой частота вращения в диапазоне примерно от 300 до 4000 об/мин для каждой рабочей точки."
Мой опыт говорит, что ДПТ может кратковременно выдать от 5 до 10 крат по моменту, в зависимости от его исполнения (смешанное возбуждение). И попытки заменить его асинхронником были безуспешны, даже трёхскоростной (750/1000/1500) АД приемлемых габаритов и большей мощности не мог преодолеть момент трогания. В конечном итоге двигатель необходимой мощности был подобран, но его пришлось выносить за пределы оборудования, используя клиноременную передачу.
Двигатель и тиристорный привод заменили без меня, меня позвали лишь диагностировать смерть двигателя. Он вышел бы из строя независимо от режима ЧП, просто из-за перегрева. Экструдер требует довольно широкого диапазона регулирования оборотов в зависимости от изделий, от расхода материала, и если постоянник его обеспечивал без внешнего охлаждения, то асинхронник той же мощности и на те же номинальные обороты спёкся через пару часов. Ему было необходимо принудительное охлаждение. Момент вращения двигателя привода шнека экструдера мало зависит от скорости, в отличие от насосов и вентиляторов. Как и у кранов, впрочем. В результате был заменен и частотник и двигатель на 160 кВт, а также установлен вентилятор для обдува двигателя.
Да и мнение, что ДПТ сложнее в эксплуатации, моей практикой (около 30 лет в эксплуатации приводов) не подтверждаются. Качественные двигатели работали десятилетиями без капитального ремонта, даже без замены щёток. И даже отечественные серий П-21, П-51 при регулярном текущем обслуживании работали до полного морального и физического устаревания оборудования. Я видел собственными глазами английские двигатели дореволюционного выпуска в рабочем состоянии. У них обмоточный провод имел ещё нитяную изоляцию с пропиткой шеллаком. Размерами, правда, они в разы превосходили аналогичные современные.

Сообщение отредактировал Kotlovoy - 10.8.2014, 21:08

[Михайло]

АД приемлемых габаритов и большей мощности не мог преодолеть момент трогания.

Вам следует присмотреться к компактным индуктивным двигателям типа АДЧРМ (если их пустили в производство), 1PH8 (Сименс) или у других производителей. Эти асинхронники реально компактнее, т.к. не имеют ребер охлаждения, глубоких пазов и т.д.

[phisik]

Во-первых, есть специальные крановые двигатели (МТН, MTKF и др.).
Во-вторых, по применению асинхронных двигателей с ЧП: во всех справочниках и рекомендациях указано, что необходим внешний обдув, если нагрузка- не вентиляторного типа.
И еще. Для удержания груза есть магнитный тормоз..

[poludenny]

"Можно ли взять двигатель с большим числом оборотов и с помощью ПЧ настроить на нужную скорость? Проблема в том, что придётся брать двигатель завышенной мощности, например, чтобы получить 200 кВт 450 об/мин, мне нужно взять 253 кВт и 750 об/мин из другого "скоростного ряда". Как обойти такие ограничения, есть ли какие то хитрости"

Увы, хитростей никаких нет. Либо двигатель большей мощности, либо менять редуктор.

Сообщение отредактировал poludenny - 11.8.2014, 9:44

[vitalik88]

Попробуйте этот редуктор http://www.zetek.ru/products/motor_reduktor/

[Олег_]

Последние несколько лет развиваются АД с постоянными магнитами, и многие частотники поддерживают такие движки, яскава например.
http://www.szemo.ru/abb_low_magnet.php
Здесь каталог таких движков, есть и на низкие обороты, момент на низких оборотах впечатляет.
Для диплома наверно самое удачное решение.
-----------------
подбирайте по моменту, не по киловаттам.

Сообщение отредактировал Олег_ - 27.10.2014, 9:11