Загальні питання вибору електродвигунів
Електропривод робочої машини повинен повністю задовольняти вимогам технологічного процесу і відповідати умовам навколишнього середовища в процесі експлуатації. У той же час для електроприводу слід вибирати найбільш простий двигун по влаштуванню й управління, надійний в експлуатації, має найменші масу, габарити і вартість.
У найзагальнішому випадку вибір електродвигуна носить багатокритерійний характер. Вибір електричних двигунів, що працюють в системах автоматизованого електроприводу, проводиться з урахуванням наступних параметрів і показників:
- роду струму і номінальної напруги;
- номінальної потужності і швидкості;
- виду природної механічної характеристики;
- способу пуску і гальмування;
- особливостей регулювання швидкості;
- конструктивного виконання двигуна.
Найбільш простими щодо устрою і управління, надійними в експлуатації, мають найменші масу, габарити при заданій потужності є асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором. Їх маса на одиницю потужності в 1,5-2,0 рази нижче, ніж у машин постійного струму. Найчастіше асинхронні двигуни з короткозамкненим (к.з.) ротором застосовуються при невисокій частоті включення, коли не потрібно регулювання швидкості в широких межах або можливо її поетапне регулювання.
В установках, де використовується регулювання швидкості у відносно невеликих межах, необхідний плавний пуск, регульовані гальмівні характеристики, обмеження струмів в перехідних процесах, відносно низька вартість, знаходять застосування асинхронні двигуни з фазним ротором.
Для механізмів середньої і великої потужності, де не застосовується регулювання швидкості, вельми перспективним є використання синхронних двигунів. Ці машини мають абсолютно жорсткою механічною характеристикою, значною перевантажувальної здатністю, високими енергетичними показниками, можливістю компенсації реактивної енергії.
Для механізмів, до яких пред'являються вимоги щодо регулювання швидкості, якості перехідних процесів, а також при напружених режимах з частими пусками і остановами, застосовуються електроприводи по системі перетворювач - двигун постійного струму, а останнім часом по системі перетворювачі частоти - асинхронні двигуни.
Вибір номінальної швидкості і передавального відношення редуктора знову проектованого електроприводу повинен проводитися на основі техніко-економічного порівняння кількох його варіантів. У разі напруженого режиму роботи з частими пусками і остановами вибір номінальної швидкості і оптимального передавального відношення редуктора визначає тривалість перехідних процесів, що впливає на продуктивність робочої машини.
Велике значення при комплектуванні електроприводу мають правильний вибір двигуна по конструктивному виконанню в плані монтажу та захисту від впливу навколишнього середовища. Для більшості виробничих механізмів застосовуються двигуни з горизонтальним розташуванням валу і лапами для кріплення до несучих конструкцій. Для створення більш досконалих форм механізмів і зменшення їх габаритів електротехнічна промисловість випускає двигуни з горизонтальним і вертикальним розташуванням валів і фланцевим кріпленням.
Дуже відповідальним завданням є правильний вибір двигуна для роботи в певних умовах навколишнього середовища. Від способу захисту двигуна залежить його довговічність, надійність і безпеку обслуговування.
Щодо захисту від впливу навколишнього середовища розрізняють відкриті, захищені і закриті двигуни.
Відкриті двигуни не мають захисних пристосувань, що перешкоджають зіткненню з обертовими і струмоведучих частин, а також потрапляння всередину двигуна сторонніх предметів.
У захищених двигунів є захисні пристосування у вигляді коробів, решіток і сіток. Каплезащіщенние двигуни мають пристрої, що оберігають їх від попадання всередину крапель, що падають прямовисно або під кутом не більше 60 градусів до вертикалі; бризгозахищеність двигуни захищені від попадання всередину бризок будь-якого напрямку. Захисні пристрої різного призначення не порушують вільного обміну повітря між двигуном і навколишнім середовищем. Пил, волога і гази мають вільний доступ всередину захищених, каплезащіщенних і бризкоозахищеним двигунів.
Більш складна конструкція захисних пристроїв закритих двигунів. Вони не мають спеціальних отворів для обміну повітрям між двигуном і навколишнім середовищем. Розрізняють вибухозахищені, водозахищені і герметичні двигуни. З більшою герметизацією двигунів збільшуються їх маса і вартість.
Накладають свій відбиток на конструктивне виконання двигунів різні способи вентиляції. Двигуни виконуються з природною вентиляцією, самовентиляцією і незалежної вентиляцією.
При природній вентиляції двигуни не мають будь-яких спеціальних пристроїв для охолодження.
У двигунів з самовентиляцією охолодження здійснюється вентилятором, змонтованим на валу двигуна. При закритому виконанні вентилятор встановлюється зовні під ковпаком і обдуває ребристу поверхню двигуна. Інтенсивність охолодження двигунів з природною вентиляцією і самовентиляцією залежить від кутової швидкості вала двигуна і погіршується при її зниженні.
Охолодження двигунів при незалежній вентиляції здійснюється за допомогою спеціального вентилятора, що приводиться в рух додатковим двигуном.
Вибір двигуна по захисту від дії навколишнього середовища повинен проводитися відповідно до умов, в яких він буде працювати.
Загальні вказівки, що стосуються вибору двигунів за способом захисту від впливу навколишнього середовища, наведені в табл. 1.1.
При виборі двигуна по потужності слід виходити з необхідності його повного завантаження в процесі роботи.