Выбор

Рынок электродвигателей многообразен и на нем присутствует огромное количество производителей и марок двигателей.

Условия эксплуатация

Параметры, характеризующие механизм и условия эксплуатации

Параметры двигателя

Комментарии по выбору двигателя

Вид выполняемой работы

Нагрузочная диаграмма, режим работы, момент инерции меха­низма, механическая характери­стика механизма

Номинальная мощность, ме­ханическая характеристика, частота вращения

 

Выбор типоразмера двигате­ля

Атмосферные воздействия

Температура окружающей сре­ды, влажность, атмосферное давление, загазованность, за­пыленность

Номинальная мощность, сте­пень защиты, покрытие, смазка

Уточнение номинальной мощ­ности, выбор климатической модификации, степени защи­ты, смазки

 

Механические воздействия

Способ сочленения двигателя с механизмом, механические воз­действия со стороны фундамен­та и со стороны механизма

Допустимые нагрузки на подшипники, допустимые нагрузки на вал, вибростой­кость

 

Проверка механической прочности двигателя

Установка

Требуемая точность установки, исполнение механизма по спосо­бу монтажа

Точность выполнения уста­новочных размеров, исполне­ние по способу монтажа

Выбор исполнения по спосо­бу монтажа и точности ус- тановочных размеров

 

Подключение к сети

Напряжение и частота сети

Напряжение и частота сети

Выбор двигателя по напря- жению и частоте сети

 

Влияние на механизм и окружающую среду

Допустимые уровни шума и вибрации механизма, эстетичес­кие требования

Уровни игума н вибрации двигателя, эстетический уро­вень

 

Выбор двигателя по уровням шума и вибрации

 

Экономические пока- за теле

Стоимость отказа, длительность нагружения в год, коэффициент загрузки, стоимость электро­энергии, стоимость компенсации реактивной мощности

Надежность и долговечность, наличие встроенной защиты, КПД, коэффициент мощно­сти

 

Сравнение вариантов по при. веденным затратам

Электродвигатели можно выбрать по различным характеристикам его работы. Итак, двигатели выбирают:

  • по номинальной мощности
  • по частоте вращения
  • по модификации
  • по условиям окружающей среды
  • по точности установочных и присоединительных размеров
  • по допустимой частоте пуска
  • по способу защиты
  • по уровню шума
  • по допустимым нагрузкам на подшипник
  • по основным техническим параметрам
  • по способу монтажа

Выбор электродвигателя по номинальной мощности

Мощность и вращающий момент на валу двигателя рассчитывают по формулам:

Мощность и вращающий момент на валу двигателя рассчитывают по формулам

где к — коэффициент, учитывающий действие противове­са

V -  скорость подъема груза, м/с

Q - расход возду­ха, м3/с

р - давление на выходе вентилятора, Па

g - ускорение свободного падения, м/с2

КПД вентилятора, подъемника

m - масса, кг

Полученные значения мощности увеличивают до ближайшего каталожного значения номинальной мощности асинхронного электродвигателя.

Выбор электродвигателя по частоте вращения

Частота вращения асинхронного двигателя в номи­нальном режиме, об/мин, определяется по формуле:

nном=60f*(1- Sном)/p

где f - частота сети, Гц

р -  число пар полюсов

Sном -  номинальное скольжение

Номинальное скольжение электродвигателей с повы­шенным скольжением составляет 5-14 %, номинальное скольжение остальных двигателей составляет  1-10 % в зависимости от мощности. Большие скольжения соот­ветствуют меньшим мощностям. Номинальные скольже­ния указываются в каталогах и справочниках.

Выбор электродвигателя по модификации

ГОСТ Р 51689-2000 модификация: «разновидность двигателя, создаваемая на основе двигателя, принятого за базовое исполнение, с целью расширения или специализации сферы его использования».

Выбор электродвигателя по условиям окружающей среды

Окружающая среда существенно влияет на работу и выполнения функций электродвигателя, что

определяет его конструктивное исполнение.

Двигатели изготавливаются в различных климатических исполнениях – все зависит от места эксплуатации двигателя (окружающая температура, влажность).

Электродвигатели снабжаются защитной оболочкой (ГОСТ 14254) – оболочка защищает двигатель от попадания воды, инородных тел, соприкосновения обслуживающего персонала с токоведущими и подвижными частями. Степень защиты принято обозначаеть двумя буквами IP и двумя цифрами.

Первая цифра характеризует защиту аппарата от проникновения внутрь инородных тел и

от соприкосновения персонала с деталями аппарата. Вторая цифра обозначает степень

защиты от проникновения воды внутрь двигателя.

Степени защиты для асинхронных двигателей

Степени защиты пер­сонала от соприкос­новения н попадания посторонних тел

Степень защиты от проникновения воды

0

1

2

3

4

б

6

0

IP00

IP01

_

_

_

_

_

1

IP I0

IP11

IP 12

IP13

_

_

_

2

IP20

IP21

IP22

IP23

_

_

_

3

_

_

_

_

_

_

_

4

_

_

_

IP43

IP44

_

_

5

_

_

_

_

IP 54

IP55

IP56

Выбор электродвигателя по точности установочных и присоединительных размеров

Согласно ГОСТ 8592 возможны три модификации:

  1. Нормальной точности
  2. Повышенной точности - Двигатели повышенной точности изготавливают по технологии двигателей нормальной точности, повышая требования к отбору двигателей
  3. Высокой точности – Электродвигатели высокой точности изготавливают по специальной технологии

Выбор электродвигателя по точности установочных и присоединительных размеров производится в соответствии с требованиями, предъявляемыми разработчиками механизмов к допустимым предельным отклонениям размеров.

 

Выбор электродвигателя по способу защиты

Двигатель, как любое электротехническое устройство, подвержен аварийным режимам и, в то же время, сам может вызвать аварийный режим в сети.

Рисунок – Основные виды аварий асинхронных двигателей

Авария может привести к выходу из строя электродвигателя.

Стоит отметить, что КЗ в электродвигателе, опасно для электрической сети и пускорегулирующих устройств. Аварийные режимы в двигателе (например, ОФ, ЗР, ТП и НО) могут вызвать перегрузку

по току в обмотке статора, особенностью которой является рост номинального тока до 7 и выше

в течение продолжительного промежутка времени.

В то время, как КЗ может вызвать рост номинального тока выше чем в 12 в течение очень короткого промежутка времени (около 10 мс).

Учитывая все эти особенности работы двигателя, подбирают требуемую защиту.

Основные типы защиты от перегрузки в двигателе:

  • тепловая защита
  • температурная защита
  • максимально токовая защита
  • минимально токовая защита
  • фазочувствительная защита

Тепловая защита – защита косвенного действия, осуществляется путем нагрева током

статорной обмотки нагревательного элемента и воздействия его на биметаллическую

пластину, которая в свою очередь действует на контакт в цепи управления контактора или

пускателя. Защита инерционная, имеет гальваническую развязку. Осуществляется с

помощь тепловых реле.

Температурная защита - защита прямого действия, непосредственно реагирует на

изменение температуры наиболее нагретых частей двигателя с помощью встроенных

температурных датчиков (например, позисторов). Через устройства температурной

защиты (УВТЗ) воздействует на цепь управления контактора или пускателя.

Максимально токовая защита – реагирует на рост тока в статорной обмотке и при его

достижении тока уставки отключат цепь управления контактора или пускателя.

Осуществляется с помощью максимально токовых реле.

 

Минимально токовая защита - реагирует на исчезновение тока в статорной обмотке

двигателя, например, при обрыве цепи. После чего, подается сигнал на отключение цепи

управления контактора или пускателя. Осуществляется с помощью минимально токовых

реле.

 

Фазочувствительная защита – реагирует на изменение угла сдвига фаз между токами в

трехфазной цепи статорной обмотки двигателя.

 

Средства защиты электродвигателя

Автоматический выключатель

Плавкие предохранители

Защищает электродвигатель от чрезмерного роста тока в цепи обмотки статора. Наиболее эффективен при обрыве фазы или повреждении изоляции, а также предохранит питающую цепь от короткого замыкания в двигателе

Используются при больших перегрузках по току.

Выбор электродвигателя по уровню шума

Звуковая мощность механизма с установленным двигателем равна сумме звуковых мощностей двигателя и механизма. Общий уровень шума механизма и двига­теля зависит от разности их уровней пума и может быть определен с помощью номограммы (см. рисунок ниже).

Рисунок -  Определение общего уровня шума двух источников

Выбор электродвигателя по допустимым нагрузкам на подшипник

Сила, действующая на свободный конец вала и подшипник, имеет две составляющие:

радиальную и аксиальную. От них зависит долговечность подшипников.

Основная часть общей радиальной силы составляет натяжение ремня, которое

пропорционально передаваемому моменту и обратно пропорционально диаметру

меньшего шкива, а также зависит от типа ременной передачи. Точкой приложения

радиальной силы следует считать середину шкива.

Аксиальная сила, действующая на подшипник, может быть вызвана: реакцией осевого

вентилятора, расположенного на валу двигателя; весом ротора при вертикальном

расположении двигателя; составляющей крутящего момента при косозубом и коническом

зацеплениях. Наличие аксиальной составляющей уменьшает допустимую радиальную

нагрузку.

В [1] приведены расчетные зависимости долговечности подшипников двигателей

серии 4А от радиальной силы, приложенной к середине выступающего конца вала, и

допустимые радиальные нагрузки на выступающий конец вала в зависимости от

аксиальной нагрузки.

Выбор электродвигателя по основным техническим параметрам

Технические параметры электродвигателя позволяют подобрать нужный двигатель по заданным значениям, а также сравнить его с аналогами и другими производителями. Благодаря этому, можно выбрать наиболее экономически выгодный вариант при одинаковых технических показателях.

Выбор электродвигателя по параметрам условно можно разделить на три этапа:

  1. поиск изделия по основным техническим параметрам
  2. поиск изделия по дополнительным (информационным) техническим параметрам
  3. поиск изделия по технико-экономическим параметрам (по показателям качества)

 

Основные технические параметры, которые наиболее часто используют при выборе двигателя:

  • Серия
  • Назначение
  • Высота оси вращения (габарит), мм
  • Номинальная мощность, кВт
  • Номинальное линейное напряжение на обмотке статора, В
  • Коэффициент полезного действия, %
  • Коэффициент мощности
  • Режим работы
  • Коэффициент кратности пускового тока, K1
  • Модификация