6 Вибір електродвигунів

Процедура проектування електропривода починається з обґрунтування вимог до нього й виробу, у відповідності з названими вимогами, ЕП за родом струму та принципом його дії.

На рисунку 6.1 показані основні варіанти ЕП, що одержують живлення від джерел змінного та постійного струмів.

Тут: КВ - керований випростувач, ПЧ – перетворювач частоти, ІП – імпульсний перетворювач.

Рисунок 6.1 – До ілюстрації процедури вибору електроприводів.

Перебирання варіантів слід починати з найпростішого. Якщо це нерегулівний ЕП, то з АД кзр, якщо кидки струму, то АД фр, якщо тривало робота без вимикання – СД.

Якщо привод регулівний, то слід починати з основних показників регулювання швидкості (діапазон, характер змінювання момента й допустимий момент й таке інше).

Надійна й економічна робота ЕП можлива тільки при правильному виборі типу й потужності електродвигуна.

Потужність двигуна повинна вибиратися у суворій відповідності до режиму роботи та очікуваного навантаження.

Установлення ЕД надмірної потужності недоцільне із-за невиправданного зростання габаритів ЕД, маси його та початкової вартості. До того ж погіршуються енергетичні характеристики незавантаженої машини (к.к.д, cos ).

При експлуатації навіть вдало вибраного за потужністю ЕД, завжди можуть виникнути короткочасні сплески навантаження, які значно перевершують потужність двигуна. Вони помітно не підвищують нагрівання ЕД, однак у випадку, якщо буде перевершена їх певна межа, нормальний режим буде порушений.

Таким чином при виборі ЕД у першу чергу слід виходити із наступних двох факторів:

- величина миттєвого перевантаження;

- нагрівання.

Вибір ЕД за перевантаженням полягає у визначенні необхідного номінального момента із величини перевантажувальної здатності двигуна

 - перевантажувальна здатність ЕД за моментом.

Використовують також перевантажувальну здатність за струмом

.

Перевантажувальна здатність ДПС суттєво залежить від комутації (тобто перевантаження обмежується допустимим іскрінням на колекторі при перевантаженні). Відомо, що іскріння на колекторі є результат відсутності балансу:

,

де - е.р.с. секції, що комутується;

- реактив е.р.с.;

- е.р.с комутації, що створюється потоком додаткових полюсів;

- трансформаторна е.р.с яка індукується магнітним потоком головних полюсів, що міняється.

Величина  ДПС тривалого режиму роботи не повинна бути меншою 2,5

.

Перевантажувальна здатність АД обмежується величиною момента при критичному ковзанні . Вона суттєво нижче ніж для ДПС

.

З другого боку, момент АД залежить від , а стандартом допускається зниження мережної напруги до 90%, тому  для АД слід вважати 0,7 – 0,8 від  заданої при номінальній напрузі.

Перевантажувальна здатність СД найвища і складає =3 – 3,5.

Номінальна потужність ЕД обмежується їх нагріванням, тобто, у решті – решт, нагрівостійкістю ізоляційних матеріалів, що застосовуються,тобто класом ізоляції (Y, A, E, B, F, H, C). Так клас ізоляції А має межову температуру нагрівання 105С, а клас ізоляції С – вище 180С.

Як показує досвід вивчення навантажувальної спроможності ЕД, навіть незначне перевищення температури ізоляції над допустимою значно скорочує термін служби ЕД.

Крім основних факторів перевантаження та нагрівання, слід звернути увагу ще й на такі фактори.

Способи вентиляції й захисту від дії навколишнього середовища.

Від правильного вибору двигуна за цим фактором залежить довготривалість роботи двигуна, надійність й безпечність його обслуговування.

За способом вентиляції двигуна розрізняють двигуни з природною вентиляцією, з самовентиляцією та незалежною (примусовою) вентиляціями.

Якщо вибраний двигун має самовентиляцію а швидкість його може регулюватися униз від основної, то постає питання про ефективність охолодження на низьких швидкостях.

За захистом від дії на двигун навколишнього середовища двигуни розрізняють на:

- відкритого виконання;

- захищеного виконання;

- закрите виконання;

- герметичне виконання.

Захищене виконання у свою чергу поділяється на:

- краплезахищене (захищає від попадання у середину крапель, що попадають на оболонку двигуна вертикально, або під кутом не більше 60 до вертикалі);

- бризкозахищене (захищає від попадання у середину крапель та бризк, які попадають на оболонку двигуна у будь-якому напрямку).

Герметичного виконання двигуни працюють зануреними у воду. Їх різновид є водозаглибне виконання – двигун працює зануреним у воду під гідростатичним тиском.

Конструктивне виконання у відповідності до умов його компоновки з виробничим механізмом.

Бувають, наприклад, такі виконання як:

- один чи два вихідних кінця вала;

- форма вихідного кінця вала (циліндрична, конічна й таке інше);

- спосіб з’єднання вала (шпонка, шліц й таке інше);

- спосіб монтажу (двигун на лапах, фланцевий й таке інше).

При виборі електродвигуна слід мати на увазі не тільки усталені режими його роботи, але й перехідні, тобто пуск, реверс, регулювання швидкості й гальмування. З цією метою будуються так звані навантажувальні діаграми:

.

Враховуючи вищевикладене, необхідно відмітити, що у кожному конкретному випадку, двигун, вибраний у відповідності до заданої навантажувальної діаграми, повинен бути повністю завантажений і при цьому працювати не перегріваючись поверх допустимих меж. У рівній мірі він повинен забезпечити нормальну роботу при можливих короткочасних перевантаженнях і при відповідних пускових характеристиках.