港口起重机用电机选型手册

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港口起重机用三相异步电动机选型手册
1.概述 1.1 产品适用行业及所配的机械手册所提供的产品用于港口起重机,港口起重机是散料码头和 集装箱码头的装卸运输机械。集装箱码头的装卸运输机械主要是岸桥和场桥等;散料码头的 装卸运输机械主要有卸船机、装船机、装卸桥、门座起重机等。
产品主要用于驱动各种型式的起重机械及其他类似设备;变频调速电机具有宽广的调速 范围、较大的过载能力和较高的机械强度,因此,它特别适用于那些短时或断续运行,频繁 地起动、制动、有时过负荷及显著振动与冲击的设备。 1.2 采用标准
算。
在产品样本中没有给出各负载持续率下的功率时按表 1 计算,样本给出的以样本为准。
表1
工作方式
负载持续率
15%
额定功率 (kW)
P×1.35
P——S3-40%功率(kW)
25% P×1.18
S3 类 40%
P
60% P×0.85
100% P×0.73
2.1.3.2 S4 及 S5 的功率按表 2 计算
GB 755-2000 《旋转电机 定额及性能》 GB/T 1032-2005 《三相异步电动机试验方法》 GB 10068-2000 《轴中心高为56mm及以上电机的机械振动 振动的测量、评定及限值》 GB 10069.3-2006 《旋转电机噪声测定方法及限值 第3部分:噪声限值》 GB/T 10069.1-2006 《旋转电机噪声测定方法及限值 第1部分:旋转电机噪声测定方法》 GB/T 4772.1-1999 《旋转电机尺寸和输出功率等级 第1部分:机座号56-400和凸缘号 55-1080》 GB/T 997-2003 《旋转电机结构及安装形式(IM代号)》 GB/T 4942.1-2006 《旋转电机整体结构的防护等级(IP代码)分级》 GB/T 1993-1993 《旋转电机 冷却方法》 GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分:通用要求(GB 3836.1-2000, IEC 60079-0:1998,MOD) GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分:隔爆型“d”(GB 3836.2-2000 , IEC 60079-1:1990,MOD) 国际电工委员会 IEC 最新标准 2.电机选型基本知识 2.1 工作制 2.1.1 概念 工作制:电机所承受的一系列负载状况的说明,包括起动、电制动、空载、停机和断能 及其持续时间和先后顺序等。 负载持续率:工作周期中的负载(包括起动与电制动在内),持续时间与整个周期的时间 之比,以百分数表示。
在产品样本中没有给出各负载持续率下的功率时按表 1 计算,样本给出的以样本为准。
表2
工作方式
150 次/小时
S4 及 S5
负载持续率
25%
40%
60%
额定功率 (kW)
PH×1.12
P×0.86 =PH
PH×0.87
PH——为 S4 及 S5 负载持续率 40%,150 次/小时的功率
300 次/小时
6
6 —— 防海浪电机(承受猛烈的海浪冲击或强烈喷水时,电机的进水量应不达到有害的 程度);
7 —— 防浸水电机(当电机浸入规定压力的水经规定时间后,电机的进水量应不达到有 害的程度);
8 —— 潜水电机(在规定的条件下能长期潜水)。 2.4.2 气候防护类型及环境代号
TH——湿热带型 F1——户内防中等腐蚀 F2——户内防强腐蚀; WF1——户外防中等腐蚀; WF2——户外防强腐蚀。 W——户外防轻腐蚀。 “三防” ——防潮湿、防盐雾、防霉菌 2.5 绝缘等级 电机绝缘等级分为 A、E、B、F、H、C 五种。港口起重设备用电机常用的绝缘等级为 F、 H 级。F 级电机环境温度为 40℃,H 级电机环境温度为 60℃ 2.6 防爆基本知识 我国防爆电气标准对电机来说,主要有: GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分:通用要求》 GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分:隔爆型“d”》 GB3836.3-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第 3 部分:增安型“e”》 GB12476.1-2000《可燃性粉尘环境用电气设备》 GB/T2900.35-1998 电工术语 爆炸性环境用电气设备 还有其它一些标准,例如:本质安全型“i”;正压型“p”;充油型“o”;充砂型“q”; 无火花型“n”;浇封型“m”;等等。 2.6.1 一般术语 2.6.1.1 防爆电气设备:在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃的电气设备。 2.6.1.2 爆炸性气体环境用电气设备的类别:按照电气设备使用的爆炸性气体环境而划分的 类别:Ⅰ类:煤矿井下用电气设备;Ⅱ类:除煤矿井下之外所有其他爆炸性气体环境用电气 设备。
40%
60%
PH×0.88 =PF
PF×0.93
PF——为 S4 及 S5 负载持续率 40%,300 次/小时的功率
2.1.3.3 负载持续率与起动次数
(1)负载持续率的选择
4
是根据现场使用情况,经过相当一段时间统计数据定的,尽可能代表实际情况。
(2)起动次数
起动次数通常指全起动结束的次数,但在电动机工作状态下,往往有点动,制动状态且
没达到全起动,所以按等效发热原则折算成等效起动次数,折算方法为:
1.点动一次(终了时电动机的转速不大于额定转速的 25%)相当 1/4 次起动;
2.电制动(制动到额定转速 1/3)一次相当 0.8 次起动;
3.每小时等效起动次数典型举例如表 3。
表3
工作方式
S3
S4 S4 S5 S5 S5 S4 S4 S5 S5 S5 S4 S4 S5 S5 S5
1
工作类型:工作制可分为连续、短时、周期性或非周期性几种类型。周期工作制包括一 种或多种规定了持续时间的恒定负载;非周期性工作制中的负载和转速通常在允许的运行范 围内变化。 2.1.2 工作制类型
常用工作制类型为 S2~S9 S2 工作制——短时工作制 在恒定负载下按给定时间运行,电机在该时间内不足以达到热稳定,随之停机和断能, 其时间足以使电机再度冷却到与冷却介质温度差在 2k 以内。 S3 工作制——断续周期工作制(周期性工作制是指负载运行期间电机未达到热稳定) 按系列相同的工作周期运行,每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段停机和断能时 间。
120
每小时制动并 反转次数
0
0 0 0 0 30 0 0 0 0 60 0 0 0 0 120
热等效起 动次数
6 150
300
600
2.2 安装方式 港口起重机用电机常用的安装方式: B3:有底脚,靠底脚安装在基础构件上,轴伸水平。 B35:有底脚,端盖上带凸缘,借底脚安装在基础构件上,并附用凸缘平面安装,轴伸
这种工作制,每一周期的起动电流不致对温升有显著影响。 ∆tp :恒定负载运行时间; ∆tR :停止和断能时间 负载持续率= ∆tp / TC 常用负载持续率:S3-15%、25%、40%、60%。 电动机基准工作制:S3-40%(即负载持续率为 40%,每个周期为 10 分钟)每小时起动 6 次。YZR450-560 电动机基准工作制为 S3-60%。 S3 工作制负载持续率 40%的意义:即在 10 分钟内运行 4 分钟,停机或断能 6 分钟。 S4 工作制——包括起动的断续周期工作制 按一系列相同的工作周期运行,每一周期包括一段对温升有显著影响的起动时间,一段 恒定负载运行时间和一段停机和断能时间。 2
第一位数字含义 0 —— 无防护电机; 1 —— 防护直径大于 50mm 固体的电机; 2 —— 防护直径大于 12mm 固体的电机; 3 —— 防护直径大于 2.5mm 固体的电机; 4 —— 防护直径大于 1mm 固体的电机; 5 —— 防尘一般灰尘电机。 6 —— 防尘电机。 第二位数字含义 0 —— 无防护电机; 1 —— 防滴电机(垂直滴水无有害影响); 2 —— 15°防滴电机(当滴水从正常位置向任何方向倾斜至 15°以内任一角度时,垂 直滴水应无有害影响); 3 —— 防淋电机(与垂直线成 60°角范围内的淋水应无有害影响); 4 —— 防溅水电机(承受任何方向的溅水应无有害影响); 5 —— 防喷水电机(承受任何方向的喷水应无有害影响);
7
2.6.1.3 最高表面温度:电气设备在允许的最不利运行条件下工作时,其表面或任一部分可 能达到的并有可能引燃周围爆炸性气体环境的最高温度。 2.6.1.4 温度组别:爆炸性气体环境用电气设备按其最高表面温度划分的组别。共分为 T1~ T6 组 2.6.1.5 爆炸性环境:在大气条件下,气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状的可燃物质与空气 形成的混合物,点燃后,燃烧传至全部未燃混合物的环境。 2.6.1.6 爆炸性气体环境:在大气条件下,气体、蒸气或薄雾状的可燃物质与空气形成混合 物,点燃后,燃烧传至全部未燃混合物的环境。 2.6.1.7 可燃性粉尘环境:在大气条件下,粉尘或纤维状的可燃物质与空气形成混合物,点 燃后,燃烧传至全部未燃混合物的环境。 2.6.1.8 危险区域划分中的 0 区:连续或长期出现爆炸性气体环境的区域。 2.6.1.9 危险区域划分中的 1 区:正常运行时可能出现爆炸性气体环境的区域。 2.6.1.10 危险区域划分中的 2 区:正常运行时不可能出现爆炸性气体,如果出现也是偶尔发 生,并且仅是短时间存在的区域。
水平。 B5:无底脚,端盖上带凸缘,凸缘安装,轴伸水平。 V1:无底脚,端盖上带凸缘,借凸缘安装,轴伸向下。
5
V3:无底脚,端盖上带凸缘,借凸缘安装,轴伸向上。 V6:有底脚,靠底脚安装,轴伸向上。 2.3 冷却方式 港口起重机用电机常用的冷却方式: IC410: 无风扇,自然冷却 IC411:带风扇,电机带动风扇,吹拂机座表面 IC416:带轴流式或背包式风机,强迫风冷 2.4 防护型式 2.4.1 防护等级
∆tD ——起动/加速时间 ∆tp ——恒定负载时间 ∆tF ——电制动时间 ∆tR ——停机和断能时间 负载持续率:( ∆tD + ∆tp+ ∆tF )/TC S5 工作制根据起动次数不同分三种,而每种起动次数又有不同的负载持续率:如: 150 次/小时,负载持续率分:25%、40%、60%;300 次/小时,负载持续率分:40%、60%;600
3
次/小时,负载持续率:60%。
S5 与 S4 工作制 20 年功率是一样的,虽然 S5 电制动时温度有所上升,但不致影响太大,
因而 S4 与 S5 功率是一样。
S6 工作制——按系列相同的工作周期运行,每一周期包括一段恒定负载运行时间和空载
运行,无停机和断能时间。
S7 工作制——按一系列相同的工作制周期运行,每一周期包括一段起动时间,一段恒定
负载运行时间和一段电制动时间,无停机和断能时间。
S7 与 S5 相似,只是没有停机和断能时间。
S9 工作制——负载和转速非周期变化的工作制。
负载和转速在允许范围内作非周期恒定变化的工作制。这种工作包括经常性过载,其值
可运远超过基准负载。
2.1.3 断续周期工作制电机额定功率及极数的选择换算
2.1.3.1 负载持续率不同时的功率,负载持续率一般分 15%、25%、40%、60%、100%按表 1 计
每小时起动 次数 6 4 2
150 100 80 65 30
300 200 160 130 60
600 400 320 260 120
起制动状态
每小时点动 每小时制动
次数
次数
0
0
8
0
8
2
0
0
200
0
0
80
130
65
160
30
0
0
400
0
0
160
260
130
320
60
0
0
800
0
0
320
520
260百度文库
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标准标法:工作制 S4-40% 150 次/小时。
∆tD ——起动/加速时间 ∆tp ——恒定负载时间 ∆tR ——停机和断能时间 负载持续率:( ∆tD + ∆tp )/TC S4 工作制根据起动次数不同分三种,而每种起动次数又有不同的负载持续率:如: 150 次/小时,负载持续率分:25%、40%、60%;300 次/小时,负载持续率分:40%、60%;600 次/小时,负载持续率:60%。 S5 工作制——包括电制动的断续周期工作制。 定义:按一系列相同的工作制周期运行,每一周期包括一段起动时间,一段恒定负载运 行时间,一段电制动时间和一段停机和断能时间。
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