Вибір потужності і типу електродвигуна
При необхідності підключення нових пристроїв, які потребують управлінні електродвигуном, споживач стикається з проблемою вибору самого електродвигуна, не знаючи, за якими принципами його підібрати для правильної, безаварійної та економічної роботи.
Для вирішення проблеми сумісності двигуна з виконавчим механізмом потрібно взяти до уваги такі параметри:
- Потужність двигуна;
- Частоту обертання;
- Момент, що обертає;
- Напруга і рід струму;
- Пускові характеристики;
- Можливість регулювання частоти обертання;
- Конструктивне виконання (тип корпусу, ступінь захисту і т.д.)
Якщо потужність обраного двигуна виявиться недостатньою, то станеться перегрів. Навпаки, при дуже великої потужності, електропривод виявиться неекономічним. Момент, що обертає повинен забезпечувати пуск двигуна під навантаженням, але якщо пусковий момент буде занадто великий, то можуть відбутися механічні пошкодження через толчкообразного пуску.
Основним критерієм вибору потужності електродвигуна, є його нагрівання. Постійна температура не повинна перевищувати допустиму температуру окремих елементів двигуна. Найчастіше це 60-70 градусів.
Є кілька способів вибору потужності двигуна:
1. Спосіб середніх втрат. Він ґрунтується на умови, що середні втрати потужності за цикл роботи не перевищують втрат при номінальному навантаженні. Середні втрати розраховують за графіком навантаження.
2. Спосіб еквівалентних величин. Передбачає абстрактне введення еквівалентних (розрахункових) струмів, потужності і моменту. Еквівалентним вважають такий постійний струм, при якому в двигуні виникають такі ж втрати, як і при роботі зі змінним навантаженням. Для правильного вибору двигуна необхідно дотриматися умови, що номінальний струм двигуна повинен бути більше, або дорівнює еквівалентному току.
Вибір типу електродвигуна заздрості від таких технічних характеристик приводу:
1. Швидкості обертання;
2. Необхідності регулювання швидкості обертання;
3. Номінальні потужності;
4. Умов пуску;
5. Економічності;
Крім цього, при виборі двигуна, необхідно врахувати конструктивні і габаритні особливості.
Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором - найпоширеніший в нерегульованих приводах. Його перевагами є висока надійність, простота експлуатації, низька вартість. Двигун має досить жорстку механічну характеристику в області сталої роботи. Обслуговування, захист, пуск і регулювання таких двигунів дуже прості. Тому за статистикою близько половини електроприводів використовують асинхронний двигун з короткозамкненим ротором. Для плавного регулювання швидкості обертання ротора таких двигунів необхідно використовувати перетворювач частоти. Ступінчасто регулювати швидкість обертання можна шляхом зміни пар полюсів обмотки статора.
Якщо привід потребує регулювання швидкості обертання в неширокому діапазоні, то можна використовувати асинхронний двигун з фазним ротором. Він має дуже великий пусковий момент, може застосовуватися при частих включеннях. Двигуни з фазним ротором доцільно використовувати в приводах підйомних кранів, ліфтів, пресів і інших подібних механізмах. Двигун з фазним ротором значно зменшує ККД електроприводу через електричних втрат в регулювальному реостате. Необхідно пам'ятати, що регулювання швидкості можна здійснити тільки в сторону зменшення частоти від синхронної до нуля.
В електроприводах, що вимагають постійну швидкість обертання валу, застосовують синхронні двигуни. Синхронні двигуни мають дуже високі ККД і коефіцієнт потужності. Цей тип двигунів ефективно працює в приводах з нечастими пусками середньої і великої потужності (потужні насоси, компресори і т.д.). Синхронні двигуни мають абсолютно жорстку механічну характеристику (обороти вала майже не залежать від навантаження). Тому ці двигуни використовуються в спеціальних приводах.
Конструкція двигуна вибирається залежно від умов експлуатації, способу кріплення, способу охолодження і деяких інших параметрів.