Избор на електродвигател

Условия за избор на електродвигател

Изборът на един от каталожните видове електродвигатели се счита за правилен, ако са изпълнени следните условия:

а) най -пълното съответствие на електродвигателя с работната машина (задвижване) по отношение на механичните свойства. Това означава, че електродвигателят трябва да има такава механична характеристика, че да може да осигури на задвижването необходимите стойности на скоростта и ускорението както по време на работа, така и при стартиране;

б) максимално използване на мощността на електродвигателя по време на работа. Температурата на всички активни части на електродвигателя в най -тежките режими на работа трябва да бъде възможно най -близка до температурата на отопление, определена от нормите, но да не я надвишава;

в) съответствие на електродвигателя с задвижването и условията на околната среда по отношение на дизайна;

г) съответствие на електродвигателя с параметрите на захранващата му мрежа.

За да изберете електродвигател, са необходими следните първоначални данни:

а) името и вида на механизма;

б) максималната мощност на задвижващия вал на механизма, ако режимът на работа е непрекъснат и натоварването е постоянно, а в други случаи — графики на промени в мощността или момента на съпротивление като функция на времето;

в) скоростта на въртене на задвижващия вал на механизма;

г) методът на съчленяване на механизма с вала на електродвигателя (при наличие на зъбни колела са посочени видът на трансмисията и предавателното отношение);

д) величината на началния въртящ момент, който трябва да бъде осигурен от електродвигателя върху задвижващия вал на механизма;

е) границите на регулиране на скоростта на задвижвания механизъм, показващи горните и долните стойности на скоростите и съответните стойности на мощност и въртящ момент;

ж) естеството и качеството (гладкост, степенуване) на необходимия контрол на скоростта;

з) честота на стартиране или включване на задвижването в рамките на един час; i) характеристики на околната среда.

Изборът на електродвигател въз основа на отчитане на всички условия се извършва според каталожните данни.

За широко разпространени механизми изборът на електродвигател е значително опростен поради данните, съдържащи се в съответната информация на производителите, и се свежда до уточняване на типа електродвигател във връзка с параметрите на мрежата и естеството на околната среда .

Избор на електродвигатели по мощност

Изборът на мощността на електродвигателя трябва да се направи в съответствие с характера на натоварванията на работната машина. Този характер се оценява на две основания:

а) според номиналния режим на работа;

б) чрез промени в количеството консумирана енергия.

Разграничават се следните режими на работа:

а) дълъг (дълъг), когато работният период е толкова дълъг, че нагряване на електродвигателя достига стабилната си стойност (например за помпи, конвейерни ленти, вентилатори и др.);

б) краткосрочни, когато продължителността на експлоатационния период е недостатъчна, за да може електродвигателят да достигне температурата на нагряване, съответстваща на даденото натоварване, а периодите на спиране, напротив, са достатъчни за охлаждане на електродвигателя до температурата на околната среда. В този режим могат да работят електрически двигатели с голямо разнообразие от механизми;

в) с прекъсвания-с относителен работен цикъл от 15, 25, 40 и 60% с продължителност на един цикъл не надвишаващ 10 минути (например за кранове, някои металорежещи машини, едностанционни заваръчни двигатели-генератори и др.) .

В зависимост от промените в стойността на консумацията на енергия, следните случаи се различават:

а) постоянно натоварване, когато количеството консумирана мощност по време на работа е постоянно или има леки отклонения от средната стойност, като например за центробежни помпи, вентилатори, компресори с постоянен въздушен поток и др .;

б) променливо натоварване, когато количеството консумирана мощност се променя периодично, като например за багери, кранове, някои металорежещи машини и др.;

в) пулсиращ товар, когато количеството консумирана мощност се променя непрекъснато, като например бутални помпи, челюстни трошачки, сита и др.

Мощността на двигателя трябва да отговаря на три условия:

а) нормално нагряване по време на работа;

б) достатъчен капацитет за претоварване;

в) достатъчен стартов въртящ момент.

Всички електродвигатели се класифицират в две основни групи:

а) за продължителна работа (без ограничение на продължителността на включване);

б) за периодична работа с времена на превключване 15, 25, 40 и 60%.

За първата група каталозите и паспортите показват непрекъснатата мощност, която електродвигателят може да развие за неопределено дълго време, за втората група — мощността, която електромоторът може да развие, като работи с прекъсвания за произволно дълго време с определен завой -по продължителност.

Правилно избран във всички случаи се счита за такъв електродвигател, който, работейки с товара съгласно графика, определен от работната машина, достига до пълното допустимо нагряване на всичките му части. Изборът на електродвигатели с т. Нар. «Резерв на мощност», въз основа на възможно най-голямото натоварване съгласно графика, води до недостатъчно използване на електродвигателя, а следователно и до увеличаване на капиталовите разходи и експлоатационните разходи поради намаляване на фактори на мощността и ефективност.

Прекомерното увеличаване на мощността на двигателя също може да доведе до шутове по време на ускорение.

Ако електродвигателят трябва да работи дълго време с постоянно или леко променящо се натоварване, то определянето на мощността му не е трудно и се извършва по формули, които обикновено включват емпирични коефициенти.

Много по -трудно е да се избере мощността на електродвигателите в други режими на работа.

Краткосрочното натоварване се характеризира с факта, че периодите на включване са кратки, а паузите са достатъчни за пълното охлаждане на електродвигателя. В този случай се приема, че натоварването на електродвигателя през периодите на включване остава постоянно или почти постоянно.

За да може електрическият двигател да се използва правилно за отопление в този режим, е необходимо да го изберете така, че непрекъснатата му мощност (посочена в каталозите) да е по-малка от мощността, съответстваща на краткосрочното натоварване, т.е. електродвигателят има термично претоварване през периодите на неговата краткотрайна работа.

Ако периодите на работа на електродвигателя са значително по-малко от времето, необходимо за пълното му загряване, но паузите между периодите на включване са значително по-кратки от времето на пълно охлаждане, тогава има многократно краткотрайно натоварване .

На практика трябва да се разграничат два вида такава работа:

а) натоварването през периода на работа е постоянно по величина и следователно графиката му се изобразява с правоъгълници, редуващи се с паузи;

б) натоварването по време на работния период се променя според повече или по -малко сложен закон.

И в двата случая проблемът с избора на електродвигател по отношение на мощността може да бъде решен както аналитично, така и графично. И двата метода са доста сложни, поради което се препоръчва опростен метод на еквивалентно величие, който включва три метода:

а) rms ток;

б) средноквадратична мощност;

в) среден квадратен момент.

Проверка на механичния капацитет на претоварване на електродвигателя

След като изберете мощността на електродвигателя според условията на нагряване, е необходимо да проверите механичната претоварваща способност на електродвигателя, тоест да се уверите, че максималният въртящ момент на натоварване според графика по време на работа и въртящият момент при стартиране няма да надвишава стойността на максималния въртящ момент според каталога.

При асинхронни и синхронни електродвигатели стойността на допустимото механично претоварване се определя от техния преобръщащ електромагнитен момент, при достигане на който тези електродвигатели спират.

Множеството на максималните въртящи моменти по отношение на номинала трябва да бъде 1,8 за трифазни асинхронни двигатели с плъзгащи пръстени най-малко 1,65 за същите двигатели с катеричка. Множеството на максималния въртящ момент на синхронен електродвигател също трябва да бъде най -малко 1,65 при номинално напрежение, честота и ток на възбуждане, с коефициент на мощност 0,9 (при водещ ток).

Практически асинхронните и синхронните електродвигатели имат капацитет на механично претоварване до 2-2,5, а при някои специални електродвигатели тази стойност се повишава до 3-3,5.

Допустимото претоварване на постояннотокови двигатели се определя от условията на работа и според ГОСТ е от 2 до 4 по въртящ момент, като долната граница се отнася за електродвигатели с паралелно възбуждане, а горната граница за електродвигатели със серийно възбуждане.

Ако захранващите и разпределителните мрежи са чувствителни към натоварването, тогава механичният капацитет на претоварване трябва да се провери, като се вземат предвид загубите на напрежение в мрежите.

За асинхронни късо съединение и синхронни електродвигатели кратността на началния въртящ момент трябва да бъде най-малко 0,9 (спрямо номинала).

Всъщност кратността на първоначалния въртящ момент в електродвигатели с двойна клетка на катерица и с дълбок жлеб е много по-висока и достига 2-2,4.

При избора на мощност на електродвигателя трябва да се има предвид, че честотата на включване влияе върху нагряването на електродвигателите. Допустимата честота на превключване зависи от нормалното приплъзване, въртящия момент на маховика на ротора и честотата на пусковия ток.

Асинхронните електродвигатели от нормални типове не позволяват натоварване от 400 до 1000, а електродвигателите с повишено приплъзване — от 1100 до 2700 старта на час. При стартиране под товар, допустимият брой стартирания се намалява значително.

Пусковият ток на електродвигателите с ротор с катеричка е голям и това обстоятелство в условията на чести стартирания и особено с увеличено време на ускорение е важно.

За разлика от електродвигателите с фазов ротор, при който част от топлината, генерирана по време на стартиране, се освобождава в реостата, т.е. извън машината, в двигателите с катерици цялата топлина се отделя в самата машина, което причинява нейното повишено отопление. Следователно изборът на мощността на тези електродвигатели трябва да бъде направен, като се вземе предвид нагряването при многобройни стартирания.