В чем заключается задача выбора двигателя

Выбор электродвигателя в зависимости от условий его работы

Выбор электродвигателей производится по следующим параметрам и показателям: роду тока и номинальному напряжению, номинальным мощности и частоте вращения, виду естественной механической характеристики, а также по пусковым, регулировочным, тормозным качествам и конструктивному исполнению. Важной задачей является правильный выбор двигателей для работы в определенных условиях окружающей среды.
При выборе двигателя по мощности важно предусмотреть полное использование ее в процессе работы. Двигатель завышенной, по сравнению с требуемой, мощности работает недогруженным и имеет худшие КПД и коэффициент мощности. Двигатель заниженной мощности будет перегружен током, что приведет к большим потерям энергии и, как следствие, превышению температуры его обмоток сверх допустимой. Поэтому температура обмоток двигателя является главным критерием, по котором у выбирают двигатель по мощности.
В ряде случаев задача выбора двигателя по мощности осложняется еще и тем, что нагрузка на его валу в процессе работы не остается постоянной, а изменяется во времени, вследствие чего изменяется температура обмоток двигателя. Если изменение нагрузки на валу двигателя во времени известно, то можно судить о характере изменения потерь энергии в двигателе, что позволяет выбрать двигатель таким образом, чтобы температура его обмоток не превышала допустимой. При этом будет соблюдено условие обеспечения надежной работы двигателя в течение всего срока его эксплуатации.
Для кратковременной работы могут использоваться двигатели, предназначенные для продолжительного режима.
Для работы в повторно-кратковременных режимах используются, как правило, специально предназначенные двигатели. Все их технические данные приводятся в каталогах для стандартных значений ПВ. Например, если в паспорте двигателя для привода компрессора электровоза указано, что ПВ = 50 % (21 кВт), то можно реализовать мощность 21 кВт, не опасаясь перегрева, только в течение рабочего времени, составляющего 50 % продолжительности цикла. Остальное время цикла (50 %) двигатель должен не работать (пауза). Один и тот же двигатель допускает работу при различных ПВ. Но чем больше ПВ, тем меньше должна быть его нагрузка.
Продолжительный режим может протекать с постоянной или переменной нагрузкой. Номинальная мощность, указанная в каталоге, и есть та наибольшая мощность, которая может быть развита двигателем при постоянной нагрузке на его валу.
Выбор двигателя, работающего продолжительное время с переменной нагрузкой (нагрузочная диаграмма показана на рис. 1), производится по методу средних потерь или методам эквивалентных тока, момента и мощности.

Метод средних потерь.

Основан на том предположении, что двигатель будет работать по заданному графику нагрузки без превышения допустимой температуры, если средние потери этого графика нагрузки Σрср не превышают полных потерь энергии при номинальном режиме работы двигателя Σрном, т. е. соблюдается условие
(1)
Зная номинальные значения КПД т]ном и полезное мощности и используя формулу , можно определить полные потери энергии в номинальном режиме:
(2)
Пусть любому отрезку времени tu согласно нагрузочной диаграмме изменения потерь на рис. 1, соответствует реализуемая двигателем мощность Pi, при которой полные потери в нем составляют 2/7/. Тогда средние потери за все время работы двигателя
(3)
Метод средних потерь достаточно точен и может быть использован при выборе электродвигателя любого типа. Однако он требует проведения конкретных расчетов потерь для каждого участка, что не всегда выполнимо.
Метод эквивалентного тока.
Основан на использовании метода средних потерь. При этом считается, что средние потери создаются в двигателе, нагруженном таким расчетным неизменяющимся (эквивалентным) током /эк, который выделяет за время работы то же количество теплоты, что и действительные токи. Соответствующий току /эк коэффициент нагрузки назовем эквивалентным: ku э = /эк/Uном.
Тогда, согласно выражениям (13,7) и (15.8), имеем:

Рис. 1. Нагрузочная диаграмма и изменение потерь в двигателе при продолжительном режиме работы в переменной нагрузке
Подставив сюда значения коэффициентов нагрузки, исключив члены с р0, сократив остальные на Рм.вомUном и преобразовав, найдем значение эквивалентного тока
(4)
где in — продолжительность полного цикла работы двигателя. Двигатель выбран правильно, если соблюдается условие
(5)
Метод эквивалентного тока, основанный на методе средних потерь, также может быть использован для выбора любых двигателей.

Метод эквивалентного момента.

Напомним, что вращающий момент двигателей постоянного тока параллельного и независимого возбуждений, а также синхронных, согласно выражению, М = с’м/I
Это обстоятельство позволяет ввести понятие эквивалентного момента МЭК соответствующего эквивалентному току /эк:

Следовательно, аналогично (15.19) выражение эквивалентного момента имеет вид
(6)
Условие правильного выбора двигателя
(7)
Метод эквивалентной мощности. Позволяет через эквивалентную неизменную мощность Рэк (мощность, которая по условиям нагрева равноценна действительной изменяющейся мощности) оценить нагревание двигателя. Этот метод применим в тех случаях, когда при изменении нагрузки угловая скорость двигателя остается постоянной или меняется незначительно, т. е. Ω = const (жесткая естественная механическая характеристика).
Поскольку Рном = МномΩном и Рэк = А*экΩном- из (6) получим выражение эквивалентной мощности
(8)
Двигатель выбран правильно, если выполняется условие
(9)
Методы эквивалентных момента и мощности применимы для предварительного выбора двигателя и расчетов, не требующих большой точности. Эти методы совершенно неприемлемы для двигателей постоянного тока последовательного возбуждения, так как у них магнитный поток и частота вращения резко меняются с изменением тока нагрузки.
Выбранный по любому из методов двигатель необходимо проверить также на допустимую перегрузку, чтобы максимальные значения тока, вращающего момента или мощности (по нагрузочной диаграмме) не превзошли соответствующих величин, допустимых для данного двигателя.

Выбор электродвигателя

Условия для выбора электродвигателя

Выбор одного из каталожных типов электродвигателей считается правильным при соблюдении следующих условий:

а) наиболее полное соответствие электродвигателя рабочей машине (приводу) по механическим свойствам. Это означает, что электродвигатель должен обладать такой механической характеристикой, при котором он мог бы сообщать приводу необходимые величины скорости и ускорений как при работе, так и при пуске в ход;

б) максимальное использование мощности электродвигателя в процессе работы. Температура всех активных частей электродвигателя в наиболее тяжелых режимах работы должна максимально приближаться к обусловленной по нормам температуре нагрева, но не превосходить ее;

в) соответствие электродвигателя приводу и условиям окружающей среды по конструктивному исполнению;

г) соответствие электродвигателя параметрам питающей его сети.

Для выбора электродвигателя необходимы следующие исходные данные:

а) наименование и тип механизма;

б) максимальная мощность на приводном валу механизма, если режим работы продолжительный и нагрузка постоянна, а в остальных случаях — графики изменения мощности или момента сопротивления в функции от времени;

в) скорость вращения приводного вала механизма;

г) способ сочленения механизма с валом электродвигателя (при наличии передач указываются род передачи и передаточное число);

д) величина момента при пуске, которую должен обеспечить электродвигатель на приводном валу механизма;

е) пределы регулирования скорости приводимого механизма с указанием верхнего и нижнего значений скоростей и соответствующих им величин мощности и момента;

ж) характер и качество (плавность, ступенчатость) необходимой регулировки скорости;

з) частота пусков или включений привода в течение часа; и) характеристика окружающей среды.

Выбор электродвигателя на основе учета всех условий производится по каталожным данным.

Для механизмов широкого применения выбор электродвигателя значительно упрощается за счет данных, содержащихся в соответствующих информациях заводов-изготовителей, и сводится к уточнению типа электродвигателя применительно к параметрам сети и характеру окружающей среды.

Выбор электродвигателей по мощности

Выбор мощности электродвигателя должен производиться в соответствии с характером нагрузок рабочей машины. Этот характер оценивают по двум признакам:

а) по номинальному режиму работы;

б) по изменениям величины потребляемой мощности.

Различают следующие режимы работы:

а) продолжительный (длительный), когда рабочий период настолько велик, что нагрев электродвигателя достигает своего установившегося значения (например у насосов, ленточных транспортеров, вентиляторов и т. п.);

б) кратковременный, когда длительность рабочего периода недостаточна для достижения электродвигателем температуры- нагрева, соответствующей данной нагрузке, а периоды остановки, наоборот, достаточны для охлаждения электродвигателя до температуры окружающей среды. В этом режиме могут работать электродвигатели самых разнообразных механизмов;

в) повторно-кратковременный — с относительной продолжительностью включения 15, 25, 40 и 60% при продолжительности одного цикла не более 10 мин (например у подъемных кранов, некоторых станков, однопостовых сварочных двигателей-генераторов и т. п.).

По изменениям величины потребляемой мощности различаются следующие случаи:

а) постоянная нагрузка, когда величина потребляемой мощности в течение работы постоянна или имеет незначительные отклонения от среднего значения, как, например, у центробежных насосов, вентиляторов, компрессоров с постоянным расходом воздуха и т. п.;

б) переменная нагрузка, когда величина потребляемой мощности периодически меняется, как, например, у экскаваторов, кранов, некоторых станков и т. п.;

в) пульсирующая нагрузка, когда величина потребляемой мощности меняется непрерывно, как, например, у поршневых насосов, щековых дробилок, грохотов и т. п.

Мощность электродвигателя должна удовлетворять трем условиям:

а) нормального нагрева при работе;

б) достаточной перегрузочной способности;

в) достаточного пускового момента.

Все электродвигатели подразделяются на две основные группы:

а) для длительного режима работы (без ограничения продолжительности включения);

б) для повторно-кратковременного режима с продолжительностями включения 15, 25, 40 и 60%.

Для первой группы в каталогах и паспортах указывается длительная мощность, которую электродвигатель может развивать неограниченно долго, для второй группы — мощность, которую электродвигатель может развивать, работая с перерывами сколь угодно долгое время при определенной продолжительности включения.

Правильно выбранным во всех случаях считается такой электродвигатель, который, работая с нагрузкой но графику, задан ному рабочей машиной, достигает полного допустимого нагрева всех своих частей. Выбор электродвигателей с так называемым «запасом по мощности», исходя из наибольшей возможной по графику нагрузки, ведет к недоиспользованию электродвигателя, а следовательно, к увеличению капитальных затрат и эксплуатационных расходов за счет снижения коэффициентов мощности и полезного действия.

Чрезмерное увеличение мощности электродвигателя может привести также к рывкам во время разгона.

Если электродвигатель должен работать длительно с постоянной или мало меняющейся нагрузкой, то определение мощности его не представляет затруднений и производится по формулам, обычно включающим эмпирические коэффициенты.

Значительно сложнее выбор мощности электродвигателей иных режимов работы.

Кратковременная нагрузка характеризуется тем, что периоды включения коротки, а паузы достаточны для полного охлаждения электродвигателя. При этом принимается, что нагрузка электродвигателя в периоды включения сохраняется постоянной или почти постоянной.

Для того чтобы в этом режиме электродвигатель был правильно использован по нагреву, необходимо выбрать его так, чтобы его длительная мощность (указываемая в каталогах) была меньше мощности, отвечающей кратковременной нагрузке, т. е. чтобы электродвигатель в периоды своей кратковременной работы имел тепловую перегрузку.

Если периоды работы электродвигателя значительно меньше времени, необходимого для его полного нагрева, но паузы между периодами включения существенно короче времени полного охлаждения, то имеет место повторно-кратковременная нагрузка.

Практически следует различать два вида такой работы:

а) нагрузка в период работы по величине постоянна и, следовательно, график ее изображается прямоугольниками, чередующимися с паузами;

б) нагрузка в период работы изменяется по более или менее сложному закону.

В обоих случаях задача выбора электродвигателя по мощности может быть решена как аналитически, так и графически. Оба эти способа являются достаточно сложными, поэтому практически рекомендуется упрощенный метод эквивалентных величии, включающий в себя три способа:

а) среднего квадратичного тока;

б) средней квадратичной мощности;

в) среднего квадратичного момента.

Проверка механической перегрузочной способности электродвигателя

После выбора мощности электродвигателя по условиям нагрева необходимо произвести проверку механической перегрузочной способности электродвигателя, т. е. убедиться, что максимальный момент нагрузки по графику при работе и момент при пуске не будут превышать значения максимального момента по каталогу.

У асинхронных и синхронных электродвигателей величина допустимой механической перегрузки обуславливается их опрокидывающим электромагнитным моментом, по достижении которого эти электродвигатели останавливаются.

Кратность максимальных моментов по отношению к номинальным должна составлять 1,8 у трехфазных асинхронных электродвигателей с контактными кольцами не менее 1,65 у таких же короткозамкнутых электродвигателей. Кратность максимального момента синхронного электродвигателя должна быть также не ниже 1,65 при номинальных напряжениях, частоте и токе возбуждения, с коэффициентом мощности 0,9 (при опережающем токе).

Практически асинхронные и синхронные электродвигатели имеют механическую перегрузочную способность до 2—2,5, а у некоторых специальных электродвигателей эта величина повышается до 3—3,5.

Допустимая перегрузка электродвигателей постоянного тока определяется условиями работы и по ГОСТ составляет по моменту от 2 до 4, причем нижний предел относится к электродвигателям с параллельным, а верхний — к электродвигателям с последовательным возбуждением.

Если питающая и распределительная сети чувствительны к нагрузке, то проверка механической перегрузочной способности должна производиться с учетом потерь напряжения в сетях.

Для асинхронных короткозамкнутых и синхронных электродвигателей кратность начального момента должна быть не менее 0,9 (по отношению к номинальному).

В действительности кратность начального момента у электродвигателей с двойной беличьей клеткой и с глубоким пазом значительно выше и достигает 2—2,4.

При выборе мощности электродвигателя следует иметь в виду, что на нагрев электродвигателей оказывает влияние частота включений. Допустимая частота включений зависит от нормального скольжения, махового момента ротора и кратности пускового тока.

Асинхронные электродвигатели нормальных типов допускают без нагрузки от 400 до 1000, а электродвигатели с повышенным скольжением — от 1100 до 2700 включений в час. При пуске под нагрузкой допустимое число включений значительно сокращается.

Пусковой ток электродвигателей с короткозамкнутым ротором имеет большую величину, и это обстоятельство в условиях частых пусков, и особенно при повышенном времени разгона, имеет важное значение.

В противоположность электродвигателям с фазовым ротором, в которых часть тепла, образующегося при пуске, выделяется в реостате, т. е. вне машины, в короткозамкнутых электродвигателях все тепло выделяется в самой машине, что обуславливает ее повышенный нагрев. Поэтому выбор мощности этих электродвигателей нужно производить с учетом нагревания во время многочисленных пусков.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Как выбрать электродвигатель

Электродвигатели, основной задачей которых является преобразование электричества в механическую энергию, применяются в большинстве отраслей промышленности. По оценкам, до 70%, потребляемой мировой промышленностью электроэнергии, используется для питания электромоторов. Следовательно, грамотный выбор электропривода имеет огромное значение.

Большой ассортимент на рынке промышленных электродвигателей позволяет выбрать оптимальный привод для решения конкретных задач. При выборе электродвигателя следует обратить внимание на следующие моменты: механические требования, условия, в которых он будет работать, а также особые и специфические требования, которые необходимо учитывать при эксплуатации агрегата.

Правильный выбор агрегата непременно повлияет на его эффективность. Подсчитано, что именно стоимость электроэнергии является самой большой составляющей эксплуатационных расходов электродвигателя (около 90% от общей стоимости), и это напрямую зависит от вышеупомянутой эффективности устройства.

Помимо снижения затрат на электроэнергию, оптимально подобранный электропривод прослужит долго, снизит риск выхода из строя устройств, в которых используется данный электродвигатель, и снизит затраты на обслуживание.

Также важно определить нагрузку, с которой он будет работать большую часть времени (идеально, если она колеблется между 90 и 95% максимальной мощности). Если приобрести слишком мощный двигатель, который будет работать ниже этих значений, то мы излишне завысим стоимость такого устройства и всей системы (для более мощного двигателя может потребоваться использование соответствующих кабелей или предохранителей).

Использование более мощного привода, чем рекомендуется, также приведет к высокому энергопотреблению, даже если он работает с небольшой нагрузкой. Но не следует использовать электродвигатель и с недостаточной мощностью, который большую часть времени будет перегружен. В такой ситуации может выделяться большое количество тепла, что может привести к повреждению самого двигателя, даже если он защищен автоматами.

Также важен тип сети, к которой должен быть подключен двигатель, то есть общественная сеть или внутренняя сеть предприятия, сетевое напряжение с учетом его ожидаемых отклонений от номинального значения.

Следует обратить внимание на характер помещения, в котором будет работать двигатель, и способ его установки (переносной, передвижной, закрепленный на фундаменте или подвешенный, или встроенный в приводную машину). Условия в помещении: влажность, пыль, взрывоопасные газы, едкие пары. Существуют электромоторы с разными степенями и вариантами защиты корпуса, которые способны работать в самых экстремальных условиях.

Важно учитывать особенности технологического процесса и приводимого механизма. Характеристики приводной системы — степень нагрузки, тип работы — непрерывная, прерывистая, частота переключения, скорость вращения — постоянная, переменная с диапазоном регулирования, условия запуска, торможение, изменение направления вращения и т.д.

Частота вращения двигателя, при которой вал двигателя соединен непосредственно с валом ведомой машины, должна быть как можно ближе к частоте вращения ведомой машины. Если возникают трудности с выбором подходящей частоты вращения двигателя из-за значительной разницы по отношению к скорости вращения ведомой машины, используются внешние устройства для регулировки скорости: например, редукторы или частотные преобразователи.

Самыми востребованными на рынке являются трехфазные асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели уже много лет широко используются как в промышленности, так и в быту. Двигатели этого типа характеризуются относительно хорошими ходовыми качествами, что в сочетании с современными электронными устройствами, управляющими их работой, позволяет в полной мере использовать этот тип машин в электроприводах с регулируемой скоростью вращения. Вышеуказанные рекомендации в полной мере подойдут и для выбора асинхронных двигателей.

Если у вас остались вопросы, обращаетесь к нашим специалистам, с удовольствием поможем выбрать необходимый именно Вам агрегат.

Как правильно подобрать электродвигатель

Электродвигатель – механизм, преобразующий энергию электрического тока в кинетическую энергию. Современное производство и быт сложно представить без машин с электроприводом. Они используются в насосном оборудовании, системах вентиляции и кондиционирования, в электротранспорте, промышленных станках различных типов и т.д.

При выборе электродвигателя необходимо руководствоваться несколькими основными критериями:

• вид электрического тока, питающего оборудование;
• мощность электродвигателя;
• режим работы;
• климатические условия и другие внешние факторы.

Типы двигателей

Электродвигатели постоянного и переменного тока

В зависимости от используемого электрического тока двигатели делятся на две группы:

• приводы постоянного тока;
• приводы переменного тока.

Электродвигатели постоянного тока сегодня применяются не так часто, как раньше. Их практически вытеснили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Главный недостаток электродвигателей постоянного тока – возможность эксплуатации исключительно при наличии источника постоянного тока или преобразователя переменного напряжения в постоянный ток. В современном промышленном производстве обеспечение данного условия требует дополнительных финансовых затрат.

Тем не менее, при существенных недостатках этот тип двигателей отличается высоким пусковым моментом и стабильной работой в условиях больших перегрузок. Приводы данного типа чаще всего применяются в металлургии и станкостроении, устанавливаются на электротранспорт.

Принцип работы электродвигателей переменного тока построен на электромагнитной индукции, возникающей в процессе движения проводящей среды в магнитном поле. Для создания магнитного поля используются обмотки, обтекаемые токами, либо постоянные магниты.

Электродвигатели переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные. У каждой подгруппы есть свои конструктивные и эксплуатационные особенности.

Синхронные электродвигатели

Синхронные двигатели – оптимальное решение для оборудования с постоянной скоростью работы: генераторов постоянного тока, компрессоров, насосов и др.

Технические характеристики синхронных электродвигателей разных моделей отличаются. Скорость вращения колеблется в диапазоне от 125 до 1000 оборотов/мин, мощность может достигать 10 тысяч кВт.

В конструкции приводов предусмотрена короткозамкнутая обмотка на роторе. Ее наличие позволяет осуществлять асинхронный пуск двигателя. К преимуществам оборудования данного типа относятся высокий КПД и небольшие габариты. Эксплуатация синхронных электродвигателей позволяет сократить потери электричества в сети до минимума.

Асинхронные электродвигатели

Асинхронные электродвигатели переменного тока получили наибольшее распространение в промышленном производстве. Особенностью данных приводов является более высокая частота вращения магнитного поля по сравнению со скоростью вращения ротора.

В современных двигателях для изготовления ротора используется алюминий. Легкий вес этого материала позволяет уменьшить массу электродвигателя, сократить себестоимость его производства.

КПД асинхронного двигателя падает почти вдвое при эксплуатации в режиме низких нагрузок – до 30-50 процентов от номинального показателя. Еще один недостаток таких электроприводов состоит в том, что параметры пускового тока почти втрое превышают рабочие показатели. Для уменьшения пускового тока асинхронного двигателя используются частотные преобразователи или устройства плавного пуска.

Асинхронные электродвигатели удовлетворяют требованиям разных промышленных применений:

• Для лифтов и другого оборудования, требующего ступенчатого изменения скорости, выпускаются многоскоростные асинхронные приводы.
• При эксплуатации лебедок и металлообрабатывающих станков используются электродвигатели с электромагнитной тормозной системой. Это обусловлено необходимостью остановки привода и фиксации вала при перебоях напряжения или его исчезновения.
• В процессах с пульсирующей нагрузкой или при повторно-кратковременных режимах могут использоваться асинхронные электродвигатели с повышенными параметрами скольжения.

Вентильные электродвигатели

Группа вентильных электродвигателей включает в себя приводы, в которых регулирование режима эксплуатации осуществляется посредством вентильных преобразователей.

К преимуществам данного оборудования относятся:

• Высокий эксплуатационный ресурс.
• Простота обслуживания за счет бесконтактного управления.
• Высокая перегрузочная способность, которая в пять раз превышает пусковой момент.
• Широкий диапазон регулирования частоты вращения, который почти вдвое выше диапазона асинхронных электродвигателей.
• Высокий КПД при любой нагрузке – более 90 процентов.
• Небольшие габариты.
• Быстрая окупаемость.

Мощность электродвигателя

В режиме постоянной или незначительно изменяющейся нагрузки работает большое количество механизмов: вентиляторы, компрессоры, насосы, другая техника. При выборе электродвигателя необходимо ориентироваться на потребляемую оборудованием мощность.

Определить мощность можно расчетным путем, используя формулы и коэффициенты, приведенные ниже.

Мощность на валу электродвигателя определяется по следующей формуле:

где:
Рм – потребляемая механизмом мощность;
ηп – КПД передачи.

Номинальную мощность электродвигателя желательно выбирать больше расчетного значения.

Формула расчета мощности электродвигателя для насоса

где:
K3 – коэффициента запаса, он равен 1,1-1,3;
g –ускорение свободного падения;
Q – производительность насоса;
H – высота подъема (расчетная);
Y – плотность перекачиваемой насосом жидкости;
ηнас – КПД насоса;
ηп – КПД передачи.

Давление насоса рассчитывается по формуле:

Формула расчета мощности электродвигателя для компрессора

Мощность поршневого компрессора легко рассчитать по следующей формуле:

где:
Q – производительность компрессора;
ηk – индикаторный КПД поршневого компрессора (0,6-0,8);
ηп – КПД передачи (0,9-0,95);
K3 – коэффициент запаса (1,05 -1,15).

Значение A можно рассчитать по формуле:

или взять из таблицы

p2, 10 5 Па	3	4	5	6	7	8	9	10
A, 10 -3 Дж/м³	132	164	190	213	230	245	260	272

Формула расчета мощности электродвигателя для вентиляторов

где:
K3 – коэффициент запаса. Его значения зависят от мощности двигателя:

• до 1 кВт – коэффициент 2;
• от 1 до 2 кВт – коэффициент 1,5;
• 5 и более кВт – коэффициент 1,1-1,2.

Q – производительность вентилятора;
H – давление на выходе;
ηв – КПД вентилятора;
ηп – КПД передачи.

Приведенная формула используется для расчета мощности осевых и центробежных вентиляторов. КПД центробежных моделей равен 0,4-0,7, а осевых вентиляторов – 0,5-0,85.

Остальные технические характеристики, необходимые для расчета мощности двигателя, можно найти в каталогах для каждого типа механизмов.

ВАЖНО! При выборе электродвигателя запас мощности должен быть, но небольшой. При значительном запасе мощности снижается КПД привода. В электродвигателях переменного тока это приводит еще и к снижению коэффициента мощности.

Пусковой ток электродвигателя

Зная тип и номинальную мощность электродвигателя, можно рассчитать номинальный ток.

Номинальный ток электродвигателей постоянного тока

Номинальный ток трехфазных электродвигателей переменного тока

где:
PH – номинальная мощность электродвигателя;
UH — номинальное напряжение электродвигателя,
ηH — КПД электродвигателя;
cosfH — коэффициент мощности электродвигателя.

Номинальные значения мощности, напряжения и КПД можно найти в технической документации на конкретную модель электродвигателя.

Зная значение номинального тока, можно рассчитать пусковой ток.

Формула расчета пускового тока электродвигателей

где:
IH – номинальное значение тока;
Кп – кратность постоянного тока к номинальному значению.

Пусковой ток необходимо рассчитывать для каждого двигателя в цепи. Зная эту величину, легче подобрать тип автоматического выключателя для защиты всей цепи.

Режимы работы электродвигателей

Режим работы определяет нагрузку на электродвигатель. В некоторых случаях она остается практически неизменной, в других может изменяться. Характер предполагаемой нагрузки обязательно учитывается при выборе двигателя. Действующими стандартами предусмотрены следующие режимы эксплуатации:

Режим S1 (продолжительный). При таком режиме эксплуатации нагрузка остается постоянной в течение всего времени, пока температура электродвигателя не достигнет необходимого значения. Мощность привода рассчитывается по формулам, приведенным выше.

Режим S2 (кратковременный). При эксплуатации в этом режиме температура двигателя в период его включения не достигает установившегося значения. За время отключения электродвигатель охлаждается до температуры окружающей среды. При кратковременном режиме эксплуатации необходимо проверять перегрузочную способность электропривода.

Режим S3 (периодически-кратковременный). Электродвигатель работает с периодическими отключениями. В периоды включения и отключения его температура не успевает достигнуть заданного значения или охладиться до температуры окружающей среды. При расчете мощности двигателя обязательно учитывается продолжительность пауз и потерь в переходные периоды. При выборе электродвигателя важным параметром является допустимое количество включений за единицу времени.

Режимы S4 (периодически-кратковременный, с частыми пусками) и S5 (периодически-кратковременный с электрическим торможением). В обоих случаях работа двигателя рассматривается по тем же параметрам, что и в режиме эксплуатации S3.

Режим S6 (периодически-непрерывный с кратковременной нагрузкой). Работа электродвигателя в данном режиме предусматривает эксплуатацию под нагрузкой, чередующуюся с холостым ходом.

Режим S7 (периодически-непрерывный с электрическим торможением)

Режим S8 (периодически-непрерывный с одновременным изменением нагрузки и частоты вращения)

Режим S9 (режим с непериодическим изменением нагрузки и частоты вращения)

Большинство моделей современных электроприводов, эксплуатируемых продолжительное время, адаптированы к изменяющемуся уровню нагрузки.

Климатические исполнения электродвигателей

При выборе электродвигателя учитываются не только его технические характеристики, но и условия окружающей среды, в которых он будет эксплуатироваться.

Современные электроприводы выпускаются в разных климатических исполнениях. Категории маркируются соответствующими буквами и цифрами:

• У – модели для эксплуатации в умеренном климате;
• ХЛ – электродвигатели, адаптированные к холодному климату;
• ТС – исполнения для сухого тропического климата;
• ТВ – исполнения для влажного тропического климата;
• Т – универсальные исполнения для тропического климата;
• О – электродвигатели для эксплуатации на суше;
• М – двигатели для работы в морском климате (холодном и умеренном);
• В – модели, которые могут использоваться в любых зонах на суше и на море.

Цифры в номенклатуре модели указывают на тип ее размещения:

• 1 – возможность эксплуатации на открытых площадках;
• 2 – установка в помещениях со свободным доступом воздуха;
• 3 – эксплуатация в закрытых цехах и помещениях;
• 4 – использование в производственных и других помещениях с возможностью регулирования климатических условий (наличие вентиляции, отопления);
• 5 – исполнения, разработанные для эксплуатации в зонах повышенной влажности, с высоким образованием конденсата.

Энергоэффективность

Рациональное потребление энергии при сохраняющейся высокой мощности сокращает текущие производственные затраты при одновременном увеличении производительности электродвигателя. Поэтому при выборе привода обязательно учитывается класс энергоэффективности.

В технической документации и каталогах обязательно указывается класс энергоэффективности двигателя. Он зависит от показателя КПД.

Проводимые в тестовом и рабочем режимах экспериментальные исследования показывают, что электродвигатель мощностью 55 кВт высокого класса энергоэффективности сокращает потребление электроэнергии на 8-10 тысяч кВт ежегодно.