3. Электродвигатели

Нагнетатели приводятся в действие главным образом с помощью электродвигателей. В отдельных случаях (например в качестве резерва) можно применять паровые и бензиновые двигатели. В приложении приведены технические характеристики электродвигателей выпускаемых отечественной промышленностью.

Электродвигатели могут работать с большой частотой вращения, обладают высоким КПД, компактны, недороги и просты в эксплуатации.

Простейший электродвигатель (рис. 4) состоит из неподвижного статора с лапами 1, крышки 3 и вращающегося в подшипниках на валу ротора 2. На выпущенном конце вала обычно размещают шкив. Для непосредственного соединения с нагнетателями удобны фланцевые электродвигатели.

Рис. 4 Электродвигатель в разобранном виде.

1 – статор; 2 – ротор; 3 – крышка;

Электродвигатели постоянного тока в нагнетательных установках применяют редко, т.к. постоянный ток для силовых нужд используют только в особых случаях, когда наиболее пригодны шунтовые электродвигатели постоянного тока.

Положительной особенностью шунтовых электродвигателей является возможность экономичной и глубокой регулировкой частоты вращения путём изменения напряжения подводимого к электромагнитам тока.

Распространены преимущественно электродвигатели переменного трёхфазного тока – синхронные и асинхронные.

Синхронные электродвигатели сложны в конструкции и обслуживании, но экономичны в эксплуатации. В нагнетательных установках применять их целесообразно только в отдельных случаях (например, для крупных осевых нагнетателей).

Наибольшее распространение, в особенности при мощности до 100 кВт, имеют более простые асинхронные электродвигатели. Их выпускают преимущественно короткозамкнутые. Они наиболее просты по конструкции и в обслуживании, но в них при непосредственном включении в сеть сила кратковременного тока превышает нормальную в несколько раз.

Помимо таких упомянутых отечественная промышленность освоила и осваивает другие, самые разнообразные типы и конструкции электродвигателей различной мощности.

У электродвигателей переменного тока теоретическая (синхронная) частота вращения (об/мин и с^-1) равна

и (5)

где v – частота колебаний тока (как правило v=50 периодов в с^-1); m – число пар полюсов электродвигателей.

Включением разного числа пар полюсов можно изменять частоту вращения. Фактическая (асинхронная) частота вращения электродвигателей переменного тока под влиянием нагрузки несколько снижается.

При нормальной нагрузке примерная фактическая частота вращения электродвигателей в зависимости от числа полюсов указана ниже:

Число пар полюсов	1	2	3	4	5	6
Теоретическое, об/мин	3000	1500	1000	750	600	500
Фактическое, об/мин	2880	1440	960	720	570	480
Фактическое, с-1	300	150	100	75	60	50

Чем больше частота вращения (меньше пар полюсов), тем компактнее, дешевле и экономичнее электродвигатель. Отсюда следует, что предпочтительнее использовать электродвигатели с наибольшей частотой вращения. Наибольшей синхронной частотой вращения у электродвигателей переменного тока обычной частоты в 50 с^-1 является 300 с^-1, что соответствует одной паре полюсов.

В нагнетательных установках используются и многоскоростные электродвигатели с переключением числа пар полюсов. Желательно подбирать такие электродвигатели, частота вращения которых совпадает с частотой вращения подобранных нагнетателей, что даёт возможность соединить их непосредственно. Но вследствие того, что это не всегда осуществимо, приходится применять промежуточную передачу.

Ремённая передача по сравнению с непосредственным соединением имеет следующие недостатки: уменьшается надёжность эксплуатации вследствие возможного скольжения при ослаблении натяжения ремня; снижается экономичность эксплуатации из-за дополнительных механических потерь; увеличиваются габариты и стоимость установки; усиливается шум.

Напряжение в электросетях нашей страны применяют равным 127, 220, 380, 500, 600 В. и более, в соответствии с чем конструируют и электродвигатели.

Чем выше напряжение, тем меньшие сечения проводов могут потребоваться для подвода той же мощности, тем компактнее получаются установки.

В большинстве нагнетательных установок преимущественно применяются электродвигатели напряжением 127/220 и 220/380 В. Для использования одного и того же электродвигателя при двух разных напряжениях соответствующим образом пересоединяют обмотку статоров (на звезду – большее напряжение, на треугольник - меньшее).

Установка электродвигателей с неоправданным запасом и получающаяся в результате этого нагрузка уменьшают cos φ и, следовательно, удорожают эксплуатацию.

В течение длительного времени предприятии электропромышленности выпускают асинхронные электродвигатели серии А и А2 мощностью от 0,1 до 100 кВт в четырёх основных исполнениях: А и А2 – защищённые чугунном корпусе, АЛ и А2Л – защищённые в алюминиевом корпусе, АО А2О – закрытые, обдуваемые в чугунном корпусе и АОЛ и А2ОЛ также закрытые, обдуваемые, но в алюминиевом корпусе.

Двигатели с алюминиевыми корпусами, имеющие те же характеристики, что и машины с чугунными корпусами, на 30…40% легче последних. Градации мощностей двигателей серии А (до 1966г.) составляли: 0,16, 0,27, 0,4 , 0,6, 1, 1,7, 2,8, 4,5, 7, 10, 14, 20, 28, 40, 55, 75 и 100 кВт. В серии А2 выпускаемой с 1966г. число градаций увеличено и приняты следующие значения мощностей: 0,6, 0,8, 1,1, 1,5, 2,2, 3, 4, 5,5, 7,5, 10, 13, 17, 22, 30, 40, 55, 75 и 100 кВт.

Выпускаемые двигатели имеют специальную маркировку, укрепляемую на корпусе. В маркировке указывается тип двигателя, серия, число пар полюсов обмотки, напряжения тока в вольтах, частота вращения, сила тока в якоре при полной нагрузке в амперах и угол сдвига фаз cos φ

Двигатели серий А, АЛ и А2Л могут устанавливаться только в сухих и непыльных помещениях, не содержащих в воздухе взрывоопасных веществ.

Двигатели АО, А2О и А2ОЛ защищены от влияния влаги и их можно устанавливать в помещениях с повышенной влажностью.

Для низких температур и высокой относительной влажности выпускаются специальные типы двигателей во влаго – и морозоустойчивом исполнении. В помещениях, воздух которых может содержать взрывоопасные примеси (пары бензина, нитрокрасок, растворители и т.п.) необходимо использовать только двигатели взрывобезопасного типа с размещением проводов обмотки и подводки в герметизированном корпусе. Эти двигатели более сложны по конструкции, имеют большой вес и дорогостоящие. Устанавливать их следует только в случае необходимости.