Berechnung der Leistung von Elektromotoren von Mechanismen von Metallschneidemaschinen einer Drehmaschinengruppe
Bei der Berechnung der Leistung eines Elektromotors mit Drehzahlregelung müssen die mechanischen Eigenschaften des Mechanismus berücksichtigt werden.
Für den Grundbewegungsmechanismus, bei dem eine Zweizonen-Geschwindigkeitsregelung implementiert ist: Bei konstantem Drehmoment und konstanter Leistung wird die Leistung des Elektromotors nach der Formel berechnet
wobei: Mmax – maximaler Widerstand unter Dauerlast und maximaler äquivalenter Widerstand unter wiederholter kurzzeitiger Belastung; ωn – maximale Drehzahl bei konstanter Drehmomenteinstellung (bei Nenndurchfluss).
Bei einem Leistungsantrieb wird die Leistung anhand des maximalen äquivalenten Drehmoments und der maximalen Drehzahl ermittelt. Bei einem großen Bereich der Geschwindigkeitsregelung wird empfohlen, Elektromotoren mit unabhängiger Belüftung oder geschlossener Bauart zu verwenden. Beim Einsatz eines Elektromotors mit Eigenbelüftung ist die Verschlechterung seiner Kühlung bei niedrigen Drehzahlen zu berücksichtigen.
Bei ungeregelten Motoren, die in der Regel im S6-Modus betrieben werden (wenn der Zyklus 10 Minuten nicht überschreitet), erfolgt die Leistungsberechnung wie folgt.
Die Leistung des Elektromotors für jeden Vorgang wird durch die Formel bestimmt:
wobei: Pzi, η – Schnittleistung bzw. Effizienz der Maschine.
Der lastabhängige Wirkungsgrad wird anhand der Leistungsverluste ermittelt, basierend auf dem Ausdruck:
wobei: Pnz – Nennschneidleistung; α und β – konstante und variable Verlustkoeffizienten.
Unter Berücksichtigung des Auslastungsfaktors
Maschineneffizienz
Für den Fall K = 1
Die Aufteilung der Verluste zur Bestimmung des Wirkungsgrades bei jeder Last ergibt
Vorläufige Prüfungen für praktische Berechnungen werden akzeptiert
Für Antriebe der Hauptbewegung von Dreh-, Fräs-, Bohrmaschinen beträgt der Wirkungsgrad unter Dauerlast 0,7 ... 0,8, für Schleifmaschinen 0,8 ... 0,9. Die Leistung des Elektromotors bei Leerlaufdrehzahl der Maschine wird durch die Formel bestimmt:
Die Dauer des Vorgangs für jeden Übergang wird durch die Formel bestimmt:
wobei: l — Übergangslänge, mm; S – Vorschub, mm/Umdrehung; n — Drehzahl der Spindel, U/min.
Die Zeit zum Ein- und Ausbau des Teils beträgt 1-3 Minuten. Basierend auf der berechneten Leistung und Zeit für jeden Vorgang wird ein Lastdiagramm erstellt und die äquivalente Leistung ermittelt.
Bei Verwendung eines Elektroantriebs mit Drehzahlregelung wird bei der Auswahl eines Motors hinsichtlich der Leistung sowohl hinsichtlich der Belastung als auch der Starthäufigkeit pro Stunde von der strengsten Betriebsart ausgegangen.
In diesem Fall erfolgt die Vorauswahl des Elektromotors nach dem äquivalenten Drehmoment unter Berücksichtigung des Sicherheitsfaktors für die Dynamik innerhalb der Grenzen von Kd = 1,1-1,5 und der wahrscheinlichsten Einschaltdauer.
wobei: βi – Koeffizient, der die Verschlechterung der Kühlung des Elektromotors im i-ten Intervall berücksichtigt, wenn die Drehzahl unter den Nennwert fällt;
β- Verschlechterungskoeffizient der Wärmeübertragung bei stationärem Anker; PVR, PVst – berechneter und Standardwert der Einschlussdauer.
Die Motorleistung wird durch die Formel bestimmt
Anschließend erfolgt eine Überlast- und Heizleistungsprüfung unter Berücksichtigung der tatsächlichen Trägheitsmomente des Motors, des Werkstücks und der mechanischen Teile der Maschine.