книги из ГПНТБ / Тасбулатов Х.Т. Электропривод в сельском хозяйстве

момент двигателя для того, чтобы обеспечить разбег системы двигатель — рабочая машина в течение допустимого по условиям пуска вре­ мени. Таким образом, пусковой момент двига­ теля должен быть больше статического мо­ мента покоя рабочей машины не менее чем на

20—30%.

Выбор типа электродвигателя

Для большинства сельскохозяйственных машин устанавливается нерегулируемый элек­ тропривод, осуществляемый с помощью трех­ фазного асинхронного двигателя переменного тока. Из асинхронных двигателей наиболее распространен двигатель с короткозамкнутым ротором, обладающий целым рядом преиму­ ществ в сравнении с асинхронным двигателем с контактными кольцами. Так, в нем отсутст­ вуют пусковой реостат, кольца с щетками и короткозамыкателями. Этот двигатель на 15—20% дешевле двигателя с контактными

Тип двигателя выбирается с учетом усло­ вий его работы. В сухих отапливаемых поме­ щениях можно устанавливать двигатели от­ крытые, если они гарантированы от попадания ■брызг, стружек и других мелких предметов.

В противном случае следует устанавливать защищенные двигатели.

В очень пыльных или опасных в пожарном отношении помещениях (мельницы, элевато­ ры, зерноочистительные пункты) устанавли­ вают двигатели только закрытого типа.

Всырых помещениях (кормоцеха, сараи, гаражи) устанавливают двигатели защищен­ ные или закрытые, с противосыростной изо­ ляцией.

Впомещениях, содержащих пары аммиака (скотные дворы, навозохранилища), приме­

няют двигатели закрытые, с противоаммиачной изоляцией.

Во взрывоопасных помещениях (хранили­ ща нефтепродуктов, трепальные помещения) применяют взрывобезопасные двигатели за­ крытого типа.

На открытом воздухе устанавливают дви­ гатели либо закрытые, либо защищенные, но под навесом обязательно с устройством, пре­ дохраняющим от атмосферных осадков и лу­ чей солнца, а также с противосыростной изо­ ляцией.

Как открытые, так и закрытые двигатели следует периодически очищать от пыли про­ дувкой ручными мехами или пылесосами.

Выбор типа электродвигателя по конструктивным данным

Из конструктивных форм электродвигате­ лей наибольшее значение имеет устройство внешнего покрова и связанная с ним система

114

охлаждения. Так как мощность двигателя определяется условиями нагрева, то, очевидно, двигатель данной мощности может быть тем меньше по размерам, чем он лучше охлаж­ дается. С этой точки зрения наилучшими явля­

тах) большие отверстия, обусловливающие свободный доступ воздуха к внутренним ча­ стям двигателя. Однако из-за опасности при­ косновения к токоведущим частям и возмож­ ности засорения посторонними предметами двигатели открытого типа устанавливают в на­ стоящее время редко, предпочтенье отдают двигателям защищенного типа. В этих двига­ телях отверстия в боковых щитах, через кото­ рые поступает охлаждающий воздух, закрыты защитными решетками с мелкими ячейками. Решетки предохраняют от случайного прикос­ новения к токоведущим частям и от попадания внутрь двигателя посторонних предметов. Дляуснления охлаждения двигатели снабжены вентиляторами.

Но конструкция защищенного двигателя не предохраняет от попадания пыли, влаги, па­ ров жидкостей и газов, поэтому в помещениях пыльных, сырых, пожаро- и взрывоопасных обычно устанавливают двигатели закрытого типа. Внутренние части у них полностью за­ крыты, доступ внешнего воздуха внутрь дви­ гателя предотвращен.

Вследствие значительного ухудшения ус­ ловий охлаждения по сравнению с двигателя­ ми открытого.и защищенного типов, двигатели закрытого типа при том же номинальном мо-

Менте (т. е. той же мощности и скорости) имеют значительно больший размер, вес и стоимость.

Для улучшения охлаждения закрытых дви­ гателей применяются различные способы вен­ тиляции. Чаще всего применяется внешнее об­ дувание пли наружная вентиляция. Вентиля­ тор надевают снаружи бокового щита. При помощи направляющего кожуха он прогоняет воздух вдоль наружной поверхности корпуса. Это повышает номинальную мощность закры­ того двигателя, которая при этом все же остается значительно меньшей, чем у двигате­ ля защищенного типа.

По расположению вала различают элек­ тродвигатели с вертикальными и горизонталь­ ными валами. Первые применяют для центри­ фуг, вертикальных центробежных насосов, сверлильных машин и т. п., вторые — главным образом для привода сельскохозяйственных -машин.

Фланцевые двигатели применяются для привода таких машин, где недопустима или нецелесообразна установка двигателя на фун­ дамент. Встроенные двигатели применяются

При выборе электродвигателя по числу оборотов необходимо учитывать его стоимость, вес и к.п.д. в зависимости от различных номи­ нальных чисел оборотов пн , а также стоимость

116

и к.п.д. механических передач, связанных с двигателем, выбранным на то или иное но­ минальное число оборотов.

Из основного соотношения между мощ­

следует, что при одной и той же мощности, развиваемой двигателем, его момент должен быть тем больше, чем меньше число оборотов, на которое он рассчитан.

Так как геометрические размеры конструк­ ции берутся по усилиям и моментам, развивае­ мым и воспринимаемым двигателем, то в соот­ ветствии с этим тихоходные двигатели должны обладать большими габаритами и весом, чем двигатели быстроходные, при одной и той же мощности.

Выбор электродвигателя по числу оборо­ тов зависит от числа оборотов рабочих машин. Наилучшей с технической и экономической то­ чек зрения системой электропривода является непосредственное соединение двигателя с ра­ бочей машиной, так как отсутствие передаточ­ ных частей упрощает и удешевляет агрегат, уменьшает возможные вибрации и повышает коэффициент полезного действия системы.

Однако часто при небольшом числе оборо­ тов рабочей машины и непосредственном сое­ динении пришлось бы выбирать тихоходный электродвигатель, т. е. сравнительно громозд­ кий и дорогой. В этих случаях выбор электро­ двигателя по числу оборотов следует произво­

117

дить на основании технико-экономического сравнения различных вариантов передачи от двигателя к рабочей машине и таким путем получать оптимальное решение. Для малых и средних мощностей обычно выбирают дви­ гатели порядка 1000—1500 об/мин.

Выбор рода тока и напряжения

Род тока и величина напряжения обычно определяются системой распределения элек­ трической энергии. Чаще других применяется система трехфазного переменного тока с на­ пряжением 380/220 в и заземленной ней­ тралью. Напряжение 380 в используется для подключения трехфазных двигателей, а напря­ жение 220 в образуется между фазовым и ну­ левым проводами, используется для освеще­ ния и для питания однофазных двигателей. Стандартом разрешается применять напряже­ ния переменного тока 12, 36, 127, 220, 380, 500, 6000 и 10 000 е, постоянного тока — 12, 24, 110, 220 и 440 в. Для питания силовых установок напряжения 12, 24 и 36 в применяются редко, а 6000 и 10 000 0 используются в основном для крупных синхронных двигателей мощностью 100 кет и выше.

Иногда для регулирования скорости и точ­ ного поддерживания ее независимо от величи­ ны нагрузки или для иных целей приходится применять приводы постоянного тока от соот­ ветствующих двигателей. Постоянный ток по­ лучают из переменного тока с помощью вы­ прямительных установок пли от специального

118

генератора. В сельскохозяйственном производ­ стве приводы постоянного тока используют для зарядки аккумуляторов, электрокаров, электросварки, радиоустановки и др.

Некоторые особенности выбора асинхронных электродвигателей с ко­ роткозамкнутым ротором, предназ­ наченных для включения в сельскую электрическую сеть малой мощности

При маломощных источниках электроснаб­ жения работа асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором приводит к зна­ чительной потере напряжения. Если двигатель выбран неправильно, то потеря напряжения может быть такой, что двигатель не развер­ нется, а работающие двигатели, вследствие уменьшения вращающего момента (М = Uг) до величины меньшей момента сопротивления машины, остановятся. Правильность выбора

величиной потери напряжения на его зажимах и устойчивостью работающих электродвига­ телей.

Величина потери напряжения зависит от пускового тока, сопротивления электрической линии, трансформатора или синхронного гене­ ратора, к которым подключают электродвига­ тель. Кроме того, на величину потери напря­ жения в сети влияет степень и характер за*

119

грузки трансформатора или синхронного генератора*.

Практически двигатель малой мощности запускают прямым включением в сеть. При этом пусковой ток достигает 4,5—6,5-кратного номинального значения. Пусковой момент дви­ гателя составляет обычно не более ( 1,0—1,1) Л4Н, поэтому момент статических сопротивле­ ний при пуске не должен превышать указан­ ных значений.

В тех случаях, когда в электроустановках имеется один асинхронный электродвигатель, а другие приемники электроэнергии отсутст­ вуют, величину максимально допустимой по­ тери напряжения определяют устойчивостью пуска включаемого двигателя, для чего его пусковой момент должен быть больше стати­ ческого момента рабочего механизма на его валу.

Если электродвш атель пускают вхолостую, максимально допустимая потеря напряжения может достигать 60% ее номинального значе­ ния. Если электродвигатель пускают под на­ грузкой, то максимально допустимую потерю напряжения ориентировочно принимают рав­ ной 40% от номинального напряжения дви­ гателя.

Если в электроустановке работают и дру­ гие .электродвигатели, устойчивость работы которых не должна быть нарушена, то макси­

* Более полные сведения для расчета потери напря­ жения при прямом пуске асинхронного двигателя мож­ но нанти в «Справочнике по применению электрической энергии в сельском хозяйстве» под редакцией проф. Ң. А. Сазанова (Сельхозгиз, 1958 г.) и других книгах.

120'

мально допустимая величина потерн напряже­ ния на зажимах любого работающего двига­ теля в момент пуска короткозамкнутого элек­ тродвигателя не должна превышать 20% от номинального напряжения, приложенного к электродвигателю.

В таблице 2 приведены предельно допусти­ мые мощности трехфазных асинхронных элек­ тродвигателей с короткозамкнутым ротором по условиям их пуска от трансформатора без учета потерн напряжения на подводящей воз­ душной линии, в зависимости от мощности трансформатора, режима его работы и мак­ симально допустимой потери напряжения.

Так как трехфазный асинхронный двига­ тель с контактными кольцами по сравнению с короткозамкнутым имеет лучшие пусковые свойства, отношение его пускового тока к но­

121