Основания для выбора мощности электродвигателя

СОДЕРЖАНИЕ:

Расчет мощности и выбор электродвигателя привода подач

Выбор электродвигателей для работы в системах автоматизированного электропривода представляет собой важную и сложную задачу. От того, насколько правильно она будет решена, зависят технико-экономические показатели работы системы рабочая машина-электропривод.

Основным требованием при выборе электродвигателя является соответствие его мощности условиям технологического процесса рабочей машины. Применение двигателя недостаточной мощности может привести к нарушению заданного цикла, снижению производительности рабочей машины. При недостаточной мощности двигателя будут иметь место также его повышенный нагрев, ускоренное старение изоляции и выход двигателя из строя, что вызовет прекращение работы машины и экономические потери.

Недопустимым является также использование двигателей завышенной мощности, так как при этом не только повышается первоначальная стоимость электропривода, но увеличиваются и потери энергии за счет снижения КПД двигателя, а для асинхронного электропривода, кроме того, снижается коэффициент мощности.

При выборе электродвигателя должно проверяться также его соответствие условиям пуска рабочей машины и возможных перегрузок.

Выбор серийных электродвигателей производится с учетом следующих показателей.

  • 1. Род тока. Двигатель должен иметь род и величину напряжения, соответствующие сетям переменного или постоянного тока данного предприятия.
  • 2. Значение скорости. Выбор номинальной скорости двигателя при уже имеющемся (выбранном) редукторе производится по заданной скорости исполнительного органа рабочей машины и передаточному числу редуктора. Для вновь проектируемого электропривода выбор номинальной скорости двигателя и передаточного числа редуктора (механической передачи) должен производиться путем технико-экономического сравнения нескольких вариантов. Особое внимание такому выбору следует уделить для электроприводов, работающих с частыми пусками, реверсами и остановами, так как правильный выбор номинальной скорости двигателя и передаточного числа редуктора позволяет во многих случаях повысить технико-экономические показатели работы электропривода и рабочей машины.
  • 3 Конструктивное исполнение. Конструкция выбираемого двигателя должна соответствовать условиям его компоновки с исполнительным органом. Выпускаемые двигатели имеют разнообразное конструктивное исполнение по расположению валов и способам крепления на рабочей машине.
  • 4 Способ вентиляции и защиты от действия окружающей среды. От правильного выбора двигателя для работы в определенных условиях окружающей среды зависят его долговечность, надежность и безопасность обслуживания. По способам защиты от действия окружающей среды различают открытые, защищенные и герметичные двигатели. Для работы в особых условиях окружающей среды-тропический климат, химически активные среды, повышенная влажность, взрывоопасная среда и т.д. — выпускаются специализированные двигатели.

По способу вентиляции различают двигатели с естественной вентиляцией, самовентиляцией и независимой (принудительной) вентиляцией.

Выбор электродвигателя в математическом отношении представляет собой задачу синтеза, в результате решения которой должен быть найден такой двигатель, который обеспечивает заданный технологический цикл рабочей машины, соответствует условиям окружающей среды и компоновки с рабочей машиной и при этом будет иметь нормативный нагрев.

Выбор электродвигателя производится обычно в следующей последовательности:

  • 1) расчет мощности и предварительный выбор двигателя;
  • 2) проверка выбранного двигателя по условиям пуска и перегрузки;
  • 3) проверка выбранного двигателя по нагреву.

Если выбранный в п. I двигатель удовлетворяет условиям проверки по пп. 2 и З, то на этом выбор двигателя заканчивается. Если же выбранный двигатель не удовлетворяет условиям п. 2 или 3, то выбирается другой двигатель (как правило, большей мощности) и проверка повторяется.

Следует отметить, что проверка двигателя по нагреву выполняется не только при выборе вновь проектируемого электропривода, но и для работающих двигателей для определения их загрузки и теплового режима.

Выбор двигателя по мощности для регулируемого но скорости электропривода имеет ту особенность, что в этом случае имеет место изменение нагрузки двигателя. В то же время для полного использования двигателя его мощность должна быть выбрана так, чтобы нагрузка при работе на любой скорости не превосходила допустимой по условиям нагрева. Достигается это выбором соответствующего способа регулирования скорости, при котором соблюдается данное условие. Рассмотрим решение этой задачи на основе конкретных примеров.

Напомним, что рассмотренные ранее способы регулирования скорости по условию допустимой нагрузки делятся на две основные группы. К первой из них, относятся способы, при использовании которых допустимой нагрузкой при всех скоростях является постоянный момент, равный номинальному (например, регулирование с помощью резисторов в роторе АД и якоре ДПТ, изменением напряжения на якоре ДПТ и статоре СД, в некоторых каскадных схемах). В силу этого их называют способами регулирования скорости при постоянном моменте.

Вторую группу составляют способы, при которых максимально допустимой является нагрузка постоянной мощностью, равной номинальной при всех скоростях, или, как говорят, способы регулирования при постоянной мощности. К таким способам относятся регулирование скорости уменьшением (ослаблением) магнитного потока ДПТ и с помощью некоторых каскадных схем и схем изменения числа полюсов АД. Рассмотрим теперь особенности выбора мощности двигателя при конкретных зависимостях нагрузки от скорости и учете способа регулирования скорости в предположении, что на каждой скорости двигатель работает длительно.

Расчет привода подач. Во всем диапазоне изменения скорости от минимальной щmin до максимальной щmax момент нагрузки постоянен (Mc=const), а мощность нагрузки Рс=Мсщ возрастает при увеличении скорости по линейному закону. Оценим мощность выбираемого электродвигателя, ориентируясь на требуемые моменты на валу и скорости вращения. Двигатель должен обеспечивать номинальный крутящий момент для продольной подачи =13 Нм, при частоте вращения n=750min -1 , а для поперечной 21 Нм при частоте вращения n=750min -1

Регулирование скорости при постоянном моменте. Этот способ обеспечивает регулирование скорости вниз от номинальной. Поэтому номинальная скорость двигателя соответствует максимальной в заданном диапазоне, т.е. щномдmaxс. Номинальный момент двигателя должен быть принят равным моменту нагрузки, т.е. Мномс и номинальная мощность выбираемого двигателя должна быть равна:

Произведем расчет номинальной мощности двигателя привода подач для продольной и поперечной подачи:

Рпродольной =21 Нм*750 min -1 /9,55=1649 Вт=1,65 кВт.

Рпоперечной =13 Нм*750 min -1 /9,55=1020 Вт=1,02 кВт.

Как видно номинальная мощность двигателя равна максимально возможной мощности станка и при этом на всех скоростях двигатель загружен полностью и работает в нормальном тепловом режиме. Очевидно, что выбранный для данного характера нагрузки способ регулирования скорости при постоянном моменте является рациональным, оправданным.

Из таблицы 3.1 выбираем подходящий по показателям двигатель

По параметрам для данного станка подходит двигатель: для продольной подачи 4МТА, а для поперечной подачи 2МТА.

По характеристикам двигателя, приведенным на рисунке, можно произвести проверку двигателя по нагреву.

Из характеристик видно, что двигатель обеспечивает момент для продольной подачи =13 Нм, при частоте вращения n=800min -1 , а для поперечной 21 Нм при частоте вращения n=750min -1 . И способен длительное время работать в установившемся температурном режиме, не превышая допустимой температуры.

Для проверки двигателя по перегрузочной способности сопоставляется максимально допустимый момент двигателя с максимальным моментом сопротивления станка.

Данное условие выполняется, следовательно двигатель обеспечит ускорение на участке разгона.

Расчет двигателя главного движения. Расчет привода главного движения будем производить исходя из требований по эксплуатации и технических характеристик станка. Номинальный крутящий момент вращения двигателя составляет 72 Нм, а номинальная частота вращения 1500 мин -1 .

Номинальный момент двигателя должен быть принят равным моменту нагрузки, т.е. Мномс и номинальная мощность выбираемого двигателя должна быть равна:

Произведем расчет мощности двигателя главного движения:

Р =72 Нм*1500 min -1 /9,55=11308 Вт=11,3 кВт.

Исходя из расчета и параметров для данного станка, более всего подходит двигатель 4АБ2П132М4.

Проведенный анализ позволяет сделать следующее важное заключение: для выбора минимального по габариту двигателя и обеспечения его полного использования по нагреву необходимо, чтобы способ регулирования его скорости по показателю допустимой нагрузки соответствовал зависимости нагрузки от скорости. При нагрузке вида Мс=const целесообразно использование способов регулирования при постоянном моменте, а при Pc=const-при постоянной мощности.

Основные критерии выбора электродвигателей

Выбирая электродвигатель, следует отталкиваться от таких критериев:

  • Тип электрического тока и питающего оборудования.
  • Мощность электродвигателя.
  • Климатические условия, прочие внешние факторы.
  • Режим работы.

Электродвигатели, работающие от постоянного и переменного тока

Исходя из того, какой вид электрического тока используется для работы двигателя, их делят на 2 категории:

  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.

Моторы постоянного тока на данный момент не слишком распространены, хотя ранее были очень популярными. Вместо них на рынке сейчас занимают ведущие позиции асинхронные моторы с короткозамкнутым ротором.

Основной минус двигателей постоянного тока в том, что для их работы в любом случае нужен именно постоянный ток. То есть нужен его источник или преобразователь переменного. Чтобы обеспечить такое условия современному производству придется нести дополнительные затраты.

Однако, такие двигатели отличаются стабильностью работы при сильных перегрузках и высоким пусковым моментом. Данные приводы распространены в металлургической отрасли, станкостроении, также используются в электротранспорте.

Электродвигатели переменного тока бывают двух видов:

Синхронные являются идеальным вариантом для оборудования, работающего на постоянной скорости – насосы, компрессоры, генераторы постоянного тока и т.д.

Асинхронные модели больше всего используются на промышленном производстве. Их особенность в более высокой частоте вращения магнитного поля, в сравнении с скоростью вращения ротора.

Мощность электродвигателя

Это очень важный параметр, так как от электродвигателя будет работать определенное количество механизмов с различными характеристики. Мощности мотора должно для них хватать, в ином случае просто не удастся получить нужный результат.

Для каждого вида оборудования есть специальные формулы подсчета мощности, исходя из которых и следует выбирать конкретную модель.

Важно помнить, что должен быть некий запас мощности, однако небольшой. Если запас будет большим, то КПД снизится. А в приводах переменного тока падает еще и коэффициент мощности.

Про устройство и эксплуатацию автомобиля

Существует множество разновидностей двигателей и все они имеют различные характеристики. Наша компания поможем вам подобрать, рассчитать рабочие параметры электродвигателя, ведь правильный подбор мотора должен учитывать специфику приводного механизма, условия работы, окружающей среды — это определяет длительность безаварийной работы и надежность системы.

Для более сложных машин требуется многоосевое управление. В этом случае лучшие системы интегрированы, где один усилитель включает несколько двигателей. Последний управляет одним контроллером, который синхронизирует работу каждой оси. Эта конфигурация имеет много преимуществ. Один из них — экономия энергии за счет использования энергии торможения. Хотя это зависит от особенностей машины, существует большая вероятность того, что некоторые из двигателей будут ускоряться одновременно, подбирая энергию, а некоторые будут тормозить, производя ее.

Основные параметры для подбора двигателей

  • напряжение, В
    • 220 В- 1 фаза
    • 220/380 В — 3 фазы
    • 380/660 В — 3 фазы
  • мощность, кВт
  • частота вращения, об/мин
  • монтажное исполнение (лапы, фланец, комби)
  • энергоэффективность

Варианты исполнения двигателей

  • Двигатели постоянного тока: коллекторные и бесколлекторные.
  • двигатели переменного тока:
    • синхронные — имеют ряд преимуществ: улучшают характеристики сети, легко справляются с перепадами напряжения, имеют высокую перегрузочную способность и постоянную скорость вращения. Но эти электродвигатели имеют высокую цену и сложное устройство, их разумно использовать, только если вам необходима мощность выше 100 кВт.
    • асинхронные — используются для небольших и средних нагрузок. Они наиболее просты в обслуживании и имеют наименьшую цену. Однако асинхронные двигатели чувствительны к падениям напряжения в сети.
      • однофазные, 2хфазные, 3хфазные, многофахные

Двигатель может быть: общепромышленный, вертикальный, многоскоростной, тяговый, взрывозащищенный, встраиваемый, морской, руднический, погружной, крановый, транспортный и пр.

Обслуживание всех компонентов системы из одного источника также снижает затраты на оборудование. Во второй части статьи будут рассмотрены примеры сервоприложений и различные проблемы, связанные с их связью, безопасностью и интеграцией в системы. Прежде чем покупать промышленный пылесос, вы должны рассмотреть, для какой цели вы его будете использовать. Некоторые пылесосы предназначены для сухой, другой для влажной. Кроме того, мы должны указать ожидаемое время его использования. Эти факторы будут зависеть от выбора нашего устройства.

Классы промышленных пылесосов

В зависимости от назначения производители делят пылесос на три основных класса — низкий, средний и высокий. Пыль разделяется в соответствии с максимально допустимой концентрацией, которая определяет максимально допустимую концентрацию пыли в рабочей среде.

Расчет пускового тока асинхронного электродвигателя

Расчет пускового тока электродвигателя может потребоваться для того, чтобы подобрать подходящие автоматические выключатели, способные защитить линию включения данного электродвигателя, а также для того, чтобы подобрать подходящее по параметрам дополнительное оборудование (генераторы и пр.). Расчет пускового тока электродвигателя осуществляется в несколько этапов:

Они удаляют загрязнения, которые возникают в столярной промышленности и в небольших ремонтных работах. Они удаляют песок и гравий. . При выборе пылесоса мы должны обратить внимание на его различные параметры, такие как: двигатель, фильтры, размер резервуара, диапазон проводов, дополнительное оборудование, вес, мобильность и гарантия.

Двигатель — выбор промышленного пылесоса стоит обратить внимание на его двигатель — его мощность будет зависеть от мощности всасывания и мощности обработки. Резервуар для отходов — важно помнить о резервуаре для отходов при выборе пылесоса. Если пылесос будет работать много часов, подумайте о пылесосе с большим баком. В результате нам не придется часто его опорожнять. Можно купить пылесос с емкостью 60 литров. Дополнительное оборудование — дополнительное оборудование пылесоса, безусловно, поможет нам. Некоторые пылесосы оснащены дополнительными наконечниками и принадлежностями, такими как всасывающие насадки, регулируемые наклонные щетки, телескопические трубки и узкие сопла. Диапазон кабелей — это важный параметр, который следует учитывать при покупке промышленного пылесоса. Длина шнура будет зависеть от диапазона нашей работы. Вес и мобильность — следует обратить внимание на эти два фактора. Обработка тяжелого и массивного оборудования может быть очень сложной. Обратите внимание на вес машины и специальные тележки, на которых установлены тяжелые пылесосы. Это облегчит вам перемещение вашего оборудования в любое место. Гарантия. При выборе пылесоса важно обратить внимание на его гарантию. В идеале, если это возможно, и гарантийные услуги легко доступны в нашей области. Мы должны выбрать пылесосы из уважаемых компаний, чтобы мы могли быть уверены, что покупаем оборудование самого высокого качества.

  • Мы также должны обратить внимание на пылесосы с самоочищающимся фильтром.
  • Машина обычно должна очищать фильтр через несколько часов.
  • Система самоочистки увеличит время нашей работы без перерыва.

Выбор промышленного пылесоса должен в первую очередь зависеть от типа грязи, подлежащей удалению.

  • Определение номинального тока 3хфазного электродвигателя переменного тока согласно формуле: Iн=1000Pн/(Uн*cosφ*√ηн). Рн — номинальная мощность двигателя, Uн выступает номинальным напряжением, а ηн — номинальным коэффициентом полезного действия. Cosφ — это номинальный коэффициент мощности электромотора. Все эти данные можно найти в технической документации по двигателю.
  • Расчет величины пускового тока по формуле Iпуск=Iн*Кпуск. Здесь Iн — номинальная величина тока, а Кпуск выступает кратностью постоянного тока к номинальному значению, которая также должна указываться в технической документации к электродвигателю.

Софтстартеры и частотники для электродвигателей

Одной из наиболее эффективных категорий устройств, облегчающих тяжелые условия пуска, являются софтстартеры и частотные преобразователи. Особенно ценным считается их свойство поддерживать пусковой ток двигателей переменного тока в течение продолжительного периода — более минуты. Также пусковой ток асинхронного электродвигателя можно уменьшить за счет внедрения внешнего сопротивления в обмотку ротора.

Важно определить класс фильтра, который вам нужен. Другими важными факторами, которые следует учитывать, являются мощность двигателя и размер резервуара для отходов. Если мы рассмотрим все эти аспекты, устройство будет работать хорошо, и мы сможем работать в чистой, без пыли рабочей среде.

Рассматривая, какую машину покупать, стоит также отметить, что в нашей климатической зоне иногда очень низкие температуры, и в таких условиях труднее управлять дизельным двигателем. Кроме того, зимой дизель очень медленно нагревается, и поэтому трудно получить оптимальную температуру в кабине автомобиля на очень коротких маршрутах. Следует также отметить, что, хотя последние дизельные модели значительно улучшили динамичный опыт вождения, более старые дизельные автомобили не очень подходят для спортивного вождения и более резких смен.

Синхронный двигатель: плюсы и минусы

Несомненным преимуществом синхронных двигателей, если сравнивать их с асинхронными аналогами, является то, что возбуждение постоянным током от независимого источника позволяет работать им при высоком значении cosφ (коэффициента мощности) и даже при условии с опережающим током. Такая особенность позволяет благодаря подключению синхронного двигателя поднять показатель cosφ для всей сети.

Сколько стоит обзор автомобиля?

Все эти аспекты должны быть приняты во внимание при принятии решения: бензин или дизельное топливо. Стоит отметить, что технические исследования являются обязательными для каждого транспортного средства, которое должно быть разрешено на дороге, о чем свидетельствует соответствующая запись в регистрационном документе. К сожалению, выполнение этого обязательства не является бесплатным. Прежде чем мы рассмотрим стоимость обзора автомобиля, важно помнить, как часто должен выполняться такой технический тест.

Кроме того, следует отметить и другие преимущества: благодаря тому, что синхронный двигатель работает с высоким cosφ, это обеспечивает снижение потребляемого тока и уменьшение потерь . По сравнению с асинхронным двигателем, имеющим ту же мощность, КПД синхронного будет выше, у синхронного двигателя вращающий момент пропорционален действующему напряжению сети (Uc).

После покупки нового автомобиля у нас есть три года, чтобы выполнить первый технический тест, а следующие два года спустя. Затем вы должны появляться с автомобилем при диагностике каждый год. В этом случае мы должны подготовиться за счет 98 злотых. Выбор автомобиля по типу двигателя должен учитывать не только предпочтения водителя, но также уровень горения и эксплуатационные расходы. Тем не менее, решение о том, какой автомобиль купить, является одним, и не менее важным является надлежащий уход за транспортным средством, особенно для силовой установки.

Поэтому синхронный двигатель даже при снижении напряжения в сети сохраняет нагрузочную способность больше, чем асинхронный. Это говорит о большей надежности такого типа двигателей.

В то же время, если сравнивать конструктивные особенности двух типов двигателей, синхронный и асинхронных, стоит отметить, что конструкция синхронных — сложнее, а значит они будут дороже при производстве. Так же существенным минусом для синхронных двигателей является необходимость наличия источника постоянного тока (выпрямитель или специальный возбудитель). Кроме того, по сравнению с асинхронным двигателем, пуск происходит сложнее . К недостаткам следует отнести и то, что единственная возможность регулировать (корректировать) угловую частоту вращения у синхронного двигателя — это частотное регулирование .

Независимо от стоимости осмотра автомобиля, вы также должны появляться на диагностической станции более одного раза в год. Тогда есть шанс, что машина будет служить нам в течение многих лет без серьезной аварии. На польском рынке мы находим десятки видов масел, предназначенных для различных типов двигателей. Правильный выбор делает маркировку масла на упаковке легкой для чтения, но ее необходимо читать правильно.

Каждый электрик должен знать:  Клеммы Wago виды, характеристики, как выбрать и как правильно пользоваться

Очень важным параметром смазки является вязкость, определяющая температуру, при которой масло может использоваться. Это зависит от того, насколько масло защищает рабочие части привода от износа. Масло подвергается многочисленным испытаниям, и их результаты определяют смазывающие свойства масла при низких и высоких температурах.

Но преимущества, характерные для синхронных двигателей (особенно на высокомощных, больше 100 кВт двигателях) значительно превосходят имеющиеся недостатки. Именно поэтому они получили подавляющее распространение в тех технологических процессах, где не требуется производить частые остановки/запуски и где нет необходимости регулировать частоту вращения.

Чем меньше число, тем ниже температура окружающей среды, при которой масло может использоваться. Чем больше число, тем выше температура окружающей среды, при которой масло не теряет свои смазочные свойства. Все односезонные масла были заменены многолетними маслами, адаптированными к потребностям современных водителей. Многосезонные масла подходят как для высоких, так и для низких температур. Применение правильного масла не только защищает двигатель, но и повышает комфорт вождения и снижает расход топлива.

Тип и конечный пункт назначения нефти определяются компонентами, используемыми в производстве. Современные смазки получают путем введения добавок в базовые жидкости. Они изменяют производительность и защищают продукт от изменений во время работы. Базовые масла получают путем переработки сырой нефти двумя способами: дистилляцией, посредством которой мы получаем минеральные масла или с помощью сложного химического синтеза, с помощью которого мы получаем синтетические масла. Каждое из этих трех масел имеет разные физические и химические свойства для различных типов двигателей.

Эта страница создана с целью помочь в выборе двигателя посетителям, имеющим отдаленное представление о видах и типах электромоторов, об их применении. Надеемся, что наши рекомендации помогут сориентироваться в типах представленных на сайте электродвигателей и выбрать подходящий из предлагаемых.

Выбрать тип электродвигателя можно, ответив на несколько общих вопросов. Чтобы посмотреть краткое описание типа двигателя, нажмите

Полусинтетические масла, благодаря использованию синтетической масляной смеси, улучшили параметр холодного запуска, но, к сожалению, намного короче, чем полностью синтетические масла. Минеральные продукты — это недорогие масла, которые нельзя использовать на всех типах двигателей. Правильный вид масла определяет требования производителя автомобиля. Многие также зависят от состояния двигателя. В более старых автомобилях, особенно когда двигатель начинает использовать больше масла по сравнению с новым двигателем, можно использовать минеральное масло.

Асинхронный двигатель с редуктором .

Асинхронные двигатели с редуктором используются, как правило, в устройствах, не требующих особой точности перемещеня (т.е. позиционирования) и удобны, когда требуется простое вращение с постоянной скоростью. Питание двигателя 220В 50Гц, поэтому они не требуют дополнительного источника питания и могут работать от сети 220В. В большинстве случаев при использовании асинхронного двигателя не требуются дополнительные дорогие системы управления.

Моторные масла содержат специальные добавки для очистки двигателя изнутри. Синтетические масла являются наиболее эффективными благодаря высокой стойкости к окислению, поддерживаемой специализированными очищающими добавками, благодаря характеристикам базового масла, дополнительным эффектом является экономия топлива по сравнению с полусинтетическими и минеральными маслами. Если двигатель уже используется, используется минеральное масло, и в двигателе нет истории смены масла, тогда переход на синтетическое масло может быть опасным.

Управление асинхронным двигателем. Вращение вала двигателя начинается сразу при подаче питания. Величина скорости определяется передаточным числом редуктора. Чуть более усложненный вариант — регулирование скорости с помощью частотного преобразователя, т.е. скорость вращения можно изменять.

Примеры применения асинхронного мотор-редуктора — вентиляторы в помещении, вращающиеся витрины и рекламные конструкции, в случае, если удобно подключать их к сети 220В, устройства для перемешивания, конвейеры.

Благодаря очень хорошим свойствам проникновения синтетического масла мы можем очистить примеси в двигателе, что приведет к его утечке. Грязные загрязняющие вещества начнут циркулировать в двигателе, вызывая засорение масляных каналов, а также понижая давление масла. В результате могут возникнуть излишние разливы нефти и, как следствие, полное повреждение двигателя. При замене или повторном наполнении моторного масла следует иметь в виду одно очень важное правило: если вы не уверены в том, чем вы ездили раньше, никогда не заменяйте минеральное масло синтетическими маслами.

Из достоинств асинхронных мотор-редукторов можно отметить высокую надежность, длительный срок службы и простоту использования. Из недостатков можно отметить высокую стоимость частотных преобразователей, которые необходимы для регулирования скорости. Выбрать асинхронный двигатель

Мотор-редуктор постоянного тока (коллекторные двигатели) .

Мотор-редукторы постоянного тока, как и асинхронные, используются в устройствах, не требующих точности, но предъявляющих требования к цене. Мотор-редукторы постоянного тока чрезвычайно просты в применении и не требуют специальных устройств управления. Эти двигатели подключаются к источнику питания 3В, 12В или 24В. Можно использовать и меньшее напряжение питания.

Синтетическое масло можно заменить полусинтетическим или минеральным и полусинтетическим — минеральным. Таким образом, новые шарнирные самосвалы подчеркивают лидерство японского производителя в области технологий и инноваций, обеспечивая более экологичный двигатель с высокой производительностью.

Новая система идентификации оператора сообщает информацию о работе многопользовательской машины. Поскольку рельеф становится все труднее, а датчики скорости на четырех колесах обнаруживают их занос, шпиндель автоматически блокируется. Если проскальзывание продолжается, каждое колесо имеет независимую тормозную систему, которая только вступает в действие, когда это абсолютно необходимо, обеспечивая точно требуемое тормозное усилие при данных условиях.

Управление коллекторным мотор-редуктором. Вращение двигателя начинается сразу при подаче питания. Максимальная скорость определяется скоростью самого электромотора и редуктора. «Подгонка» скорости осуществляется изменением напряжения питания (в меньшую сторону). Изменение направления вращения обеспечивается сменой полярности питания.

Система автоматически выбирает шаг согласованного со скоростью оборудования, скорость вращения двигателя и выбранным режим работы, в результате чего более быстрого увеличение с переходом гладкого с более высокого уровня на более низкий и синхронный двигатель скорости с наклоном в случай склонов. В случае сложной работы в течение длительного периода времени усталость оператора уменьшается из-за этой системы, причем груз хранится полностью в дампе, конечный результат — повышенная производительность.

Замедлитель тормозная система автоматически, что обеспечивает большую силу торможения позволяет выбрать оптимальную скорость при спуске и полностью загруженный ковша, что исключает нежелательное ускорение, которое происходит из-за наклон склона. В результате снижается расход топлива без потери производительности.

Примеры применения коллекторных двигателей с редуктором — вращение демонстрационных витрин, привод шпинделя в станках, перемешивающие устройства, если удобно использовать питание 12В или 24В (иногда 3В).

Основное достоинтсво коллекторного двигателя с редуктором — его простота и низкая стоимость. Недостаток — меньший срок службы: трущиеся и контактирующие детали коллектора (щетки) двигателя довольно быстро выходят из строя. Выбрать коллекторный мотор-редуктор

Шаговый двигатель .

Шаговый двигатель называется шаговым, т.к. может выполнять поворот вала на определенный угол. Шаговые двигатели используются в случаях, когда требуется точное перемещение и позиционирование — можно задать величину углового перемещения с точностью до десятых (а иногда и сотых долей градуса). Кроме того, шаговые двигатели удобно применять, когда требуется реализовать сложный алгоритм движения. Шаговый двигатель обязательно требует блок управления (драйвер). Питание зависит от используемого драйвера.

Управление шаговым приводом. В самом общем виде управление шаговым двигателем сводится к задаче отработать определенное число шагов в нужном направлении и с нужной скоростью. Если говорить о неподготовленных пользователях, под управлением обычно понимают не сам шаговый двигатель, а шаговый привод вместе с системой управления. В этом случае на блок управления ШД подаются сигналы «сделать шаг» и «задать направление». Сигналы представляют собой импульсы 5В. Такие импульсы можно получить от компьютера, например от LPT-порта, от специального контроллера управления шаговыми приводами или задавать сигналы самостоятельно от источника питания или генератора 5В.

Управление от компьютера распространено для управления станками с ЧПУ — для такой задачи существует специальное программное обеспечение. Управление от контроллера удобно, когда нужно реализовать какой-то определенный алгоритм движения, например в протяжных механизмах, этикетировщиках, автоматах.

Применение шаговых двигателей. Одно из самых распространенных применений шаговых двигателей — станки с ЧПУ и координатные столики — работа шаговых приводов осуществляется от ПК — современное программное обеспечение позволяет осуществлять работу шаговых приводов в соответсвии с чертежем. Шаговые двигатели распространены в роботах, конвейерах, системах подачи. Выбор шагового двигателя оправдан в этикетировочных машинах, устройствах протяжки проволоки или фольги и др. подобных устройствах. Кроме того, шаговые двигатели используются в аналитических приборах и эмуляторах стрелочных приборов.

Преимущества шаговых двигателей заключаются в возможности их применения в довольно сложных и ответственных устройствах, возможность точно задавать положение вала и угол перемещения. Скорость двигателя полностью контролируется от 0 до максимально возможной. Шаговые двигатели имеют большой ресурс и срок службы. К недостаткам можно отнести стоимость системы управления, некоторую дискретность перемещения, высокую (до 80 град) температуру поверхности двигателя, а также значительную потерю момента на высоких скоростях. Выбрать шаговый двигатель

Бесколлекторный двигатель (он же — вентильный двигатель) .

Бесколлекторный двигатель можно сравнить с «вывернутым наизнанку» коллекторным двигателем постоянного тока — ротор-магнит вращается внутри статора с обмотками. Если проще — в бесколлекторном двигателе нет трущихся переключающихся контактов, как в коллекторном двигателе. Двигатель несколько сложнее в управлении, выше его цена. Но и надежность и срок службы такого двигателя существенно выше.

Управление бесколлекторным двигателем. Для работы бесколлекторного двигателя обязательно требуется специальный блок управления. Как и в случае с шаговым двигателем, для бесколлекторного двигателя подразумевается управление приводом. Управление скоростью осуществляется аналоговым сигналом от 0В (мин. скорость) до 5В (максимальная скорость). Направление вращение — сигналом 0/5В, подаваемым на блок.

Применение бесколлекторных двигателей. Эти двигатели используются при производстве моделей (часто в радиоуправляемых авиамоделях), в небольших поворотных устройствах, механизмах позиционирования, рекламных конструкциях, дозирующих механихмах, в строительстве, при изготовлении смесей (краски, лаки, клей и т.п.). Двигатели устанавливаются в выставочных стендах, поворотных рекламных столиках и площадках, вентиляторах для помещений, дозаторах жидкости, затворных механизмах, сварочных аппаратах, устройства для смешивания.

Преимущества бесколлекторных двигателей , во-первых, в их ресурсе — они намного долговечнее и надежнее аналогичных коллекторных моторов. Во-вторых, к достоинствам можно отнести их высокий КПД. В-третьих, по сравнению с шаговыми двигателями, бесколлекторные работают несколько тише. Также нужно отметить более высокую скорость бесколлекторного двигателя примерно в 10 раз выше, чем у шагового. Из недостатков — необходимость использовать специальный блок управления. Выбрать бесколлекторный двигатель

Серводвигатели и сервоприводы

Сервопривод — это, как правило, интеллектуальное устройство, включающее сервомотор и блок управления. Серводвигатели отличаются очень высокой надежностью. При работе в паре с блоком управления, сервопривод может использоваться для решения очень сложных и ответственных задач. Точность сервопривода зависит от установленного в нем датчика обратной связи и выбирается в соответствии с решаемой задачей. Сервопривод позволяет осуществлять очень плавное движение даже на низких, близких к 0, скоростях.

Управление серводвигателем осуществляется при помощи специального блока, который получает сигналы от датчика обратной связи, встроенного в сервомотор. Блок управления обычно имеет множество опций для работы от ПК, встроенные интерфейсы позволяют использовать его в промышленности. Многочисленные настройки и нюансы работы обычно загружаются в привод через ПК. Далее возможна автономная работа и управление без компьютера.

Сервоприводы применяются там, где требуется надежность и безотказность, например в сложных медицинских аппаратах и оборонной промышленности. Сервомоторы могут использоваться в устройствах, обслуживание которых может быть затруднено. Выбор серводвигателя обоснован в случае, когда необходима долговечность. Точность позиционирования и плавность перемещения делают возможным применение привода в высокоточных приборах, станках и прочих механизмах.

Преимуществ при выборе сервомотора масса: плавность и точность перемещений доступны даже на низких скоростях, разрешающая способность может выбираться пользователем в зависимости от решаемой задачи. Надежность и безотказность, а следовательно, возможность использовать его в ответственных, не терпящих отказа устройствах. Бесшумность и плавность работы делают сервоприводы иногда единственным возможным вариантом при выборе двигателя. Достоинства сервопривода таковы, что применять их можно было бы всегда, когда только возможно, если бы не два недостатка : цена комплекта (сервомотор + блок управления) и сложность настройки, которая иногда делает применение сервопривода необоснованным. Выбрать серводвигатель

Дополнения и замечания, а также критика принимаются.

Выбор двигателя и привода. Подбор типа электродвигателя. Основания для выбора мощности электродвигателя

Эта страница создана с целью помочь в выборе двигателя посетителям, имеющим отдаленное представление о видах и типах электромоторов, об их применении. Надеемся, что наши рекомендации помогут сориентироваться в типах представленных на сайте электродвигателей и выбрать подходящий из предлагаемых.

Выбрать тип электродвигателя можно, ответив на несколько общих вопросов. Чтобы посмотреть краткое описание типа двигателя, нажмите

Асинхронный двигатель с редуктором .

Асинхронные двигатели с редуктором используются, как правило, в устройствах, не требующих особой точности перемещеня (т.е. позиционирования) и удобны, когда требуется простое вращение с постоянной скоростью. Питание двигателя 220В 50Гц, поэтому они не требуют дополнительного источника питания и могут работать от сети 220В. В большинстве случаев при использовании асинхронного двигателя не требуются дополнительные дорогие системы управления.

Управление асинхронным двигателем. Вращение вала двигателя начинается сразу при подаче питания. Величина скорости определяется передаточным числом редуктора. Чуть более усложненный вариант — регулирование скорости с помощью частотного преобразователя, т.е. скорость вращения можно изменять.

Примеры применения асинхронного мотор-редуктора — вентиляторы в помещении, вращающиеся витрины и рекламные конструкции, в случае, если удобно подключать их к сети 220В, устройства для перемешивания, конвейеры.

Из достоинств асинхронных мотор-редукторов можно отметить высокую надежность, длительный срок службы и простоту использования. Из недостатков можно отметить высокую стоимость частотных преобразователей, которые необходимы для регулирования скорости. Выбрать асинхронный двигатель

Мотор-редуктор постоянного тока (коллекторные двигатели) .

Мотор-редукторы постоянного тока, как и асинхронные, используются в устройствах, не требующих точности, но предъявляющих требования к цене. Мотор-редукторы постоянного тока чрезвычайно просты в применении и не требуют специальных устройств управления. Эти двигатели подключаются к источнику питания 3В, 12В или 24В. Можно использовать и меньшее напряжение питания.

Управление коллекторным мотор-редуктором. Вращение двигателя начинается сразу при подаче питания. Максимальная скорость определяется скоростью самого электромотора и редуктора. «Подгонка» скорости осуществляется изменением напряжения питания (в меньшую сторону). Изменение направления вращения обеспечивается сменой полярности питания.

Примеры применения коллекторных двигателей с редуктором — вращение демонстрационных витрин, привод шпинделя в станках, перемешивающие устройства, если удобно использовать питание 12В или 24В (иногда 3В).

Основное достоинтсво коллекторного двигателя с редуктором — его простота и низкая стоимость. Недостаток — меньший срок службы: трущиеся и контактирующие детали коллектора (щетки) двигателя довольно быстро выходят из строя. Выбрать коллекторный мотор-редуктор

Шаговый двигатель .

Шаговый двигатель называется шаговым, т.к. может выполнять поворот вала на определенный угол. Шаговые двигатели используются в случаях, когда требуется точное перемещение и позиционирование — можно задать величину углового перемещения с точностью до десятых (а иногда и сотых долей градуса). Кроме того, шаговые двигатели удобно применять, когда требуется реализовать сложный алгоритм движения. Шаговый двигатель обязательно требует блок управления (драйвер). Питание зависит от используемого драйвера.

Управление шаговым приводом. В самом общем виде управление шаговым двигателем сводится к задаче отработать определенное число шагов в нужном направлении и с нужной скоростью. Если говорить о неподготовленных пользователях, под управлением обычно понимают не сам шаговый двигатель, а шаговый привод вместе с системой управления. В этом случае на блок управления ШД подаются сигналы «сделать шаг» и «задать направление». Сигналы представляют собой импульсы 5В. Такие импульсы можно получить от компьютера, например от LPT-порта, от специального контроллера управления шаговыми приводами или задавать сигналы самостоятельно от источника питания или генератора 5В.

Управление от компьютера распространено для управления станками с ЧПУ — для такой задачи существует специальное программное обеспечение. Управление от контроллера удобно, когда нужно реализовать какой-то определенный алгоритм движения, например в протяжных механизмах, этикетировщиках, автоматах.

Применение шаговых двигателей. Одно из самых распространенных применений шаговых двигателей — станки с ЧПУ и координатные столики — работа шаговых приводов осуществляется от ПК — современное программное обеспечение позволяет осуществлять работу шаговых приводов в соответсвии с чертежем. Шаговые двигатели распространены в роботах, конвейерах, системах подачи. Выбор шагового двигателя оправдан в этикетировочных машинах, устройствах протяжки проволоки или фольги и др. подобных устройствах. Кроме того, шаговые двигатели используются в аналитических приборах и эмуляторах стрелочных приборов.

Преимущества шаговых двигателей заключаются в возможности их применения в довольно сложных и ответственных устройствах, возможность точно задавать положение вала и угол перемещения. Скорость двигателя полностью контролируется от 0 до максимально возможной. Шаговые двигатели имеют большой ресурс и срок службы. К недостаткам можно отнести стоимость системы управления, некоторую дискретность перемещения, высокую (до 80 град) температуру поверхности двигателя, а также значительную потерю момента на высоких скоростях. Выбрать шаговый двигатель

Бесколлекторный двигатель (он же — вентильный двигатель) .

Бесколлекторный двигатель можно сравнить с «вывернутым наизнанку» коллекторным двигателем постоянного тока — ротор-магнит вращается внутри статора с обмотками. Если проще — в бесколлекторном двигателе нет трущихся переключающихся контактов, как в коллекторном двигателе. Двигатель несколько сложнее в управлении, выше его цена. Но и надежность и срок службы такого двигателя существенно выше.

Управление бесколлекторным двигателем. Для работы бесколлекторного двигателя обязательно требуется специальный блок управления. Как и в случае с шаговым двигателем, для бесколлекторного двигателя подразумевается управление приводом. Управление скоростью осуществляется аналоговым сигналом от 0В (мин. скорость) до 5В (максимальная скорость). Направление вращение — сигналом 0/5В, подаваемым на блок.

Применение бесколлекторных двигателей. Эти двигатели используются при производстве моделей (часто в радиоуправляемых авиамоделях), в небольших поворотных устройствах, механизмах позиционирования, рекламных конструкциях, дозирующих механихмах, в строительстве, при изготовлении смесей (краски, лаки, клей и т.п.). Двигатели устанавливаются в выставочных стендах, поворотных рекламных столиках и площадках, вентиляторах для помещений, дозаторах жидкости, затворных механизмах, сварочных аппаратах, устройства для смешивания.

Преимущества бесколлекторных двигателей , во-первых, в их ресурсе — они намного долговечнее и надежнее аналогичных коллекторных моторов. Во-вторых, к достоинствам можно отнести их высокий КПД. В-третьих, по сравнению с шаговыми двигателями, бесколлекторные работают несколько тише. Также нужно отметить более высокую скорость бесколлекторного двигателя примерно в 10 раз выше, чем у шагового. Из недостатков — необходимость использовать специальный блок управления. Выбрать бесколлекторный двигатель

Серводвигатели и сервоприводы

Сервопривод — это, как правило, интеллектуальное устройство, включающее сервомотор и блок управления. Серводвигатели отличаются очень высокой надежностью. При работе в паре с блоком управления, сервопривод может использоваться для решения очень сложных и ответственных задач. Точность сервопривода зависит от установленного в нем датчика обратной связи и выбирается в соответствии с решаемой задачей. Сервопривод позволяет осуществлять очень плавное движение даже на низких, близких к 0, скоростях.

Управление серводвигателем осуществляется при помощи специального блока, который получает сигналы от датчика обратной связи, встроенного в сервомотор. Блок управления обычно имеет множество опций для работы от ПК, встроенные интерфейсы позволяют использовать его в промышленности. Многочисленные настройки и нюансы работы обычно загружаются в привод через ПК. Далее возможна автономная работа и управление без компьютера.

Сервоприводы применяются там, где требуется надежность и безотказность, например в сложных медицинских аппаратах и оборонной промышленности. Сервомоторы могут использоваться в устройствах, обслуживание которых может быть затруднено. Выбор серводвигателя обоснован в случае, когда необходима долговечность. Точность позиционирования и плавность перемещения делают возможным применение привода в высокоточных приборах, станках и прочих механизмах.

Преимуществ при выборе сервомотора масса: плавность и точность перемещений доступны даже на низких скоростях, разрешающая способность может выбираться пользователем в зависимости от решаемой задачи. Надежность и безотказность, а следовательно, возможность использовать его в ответственных, не терпящих отказа устройствах. Бесшумность и плавность работы делают сервоприводы иногда единственным возможным вариантом при выборе двигателя. Достоинства сервопривода таковы, что применять их можно было бы всегда, когда только возможно, если бы не два недостатка : цена комплекта (сервомотор + блок управления) и сложность настройки, которая иногда делает применение сервопривода необоснованным. Выбрать серводвигатель

Дополнения и замечания, а также критика принимаются.

Существует множество разновидностей двигателей и все они имеют различные характеристики. Наша компания поможем вам подобрать, рассчитать рабочие параметры электродвигателя, ведь правильный подбор мотора должен учитывать специфику приводного механизма, условия работы, окружающей среды — это определяет длительность безаварийной работы и надежность системы.

Каждый электрик должен знать:  Как повесить плафон на лампу

Основные параметры для подбора двигателей

  • напряжение, В
    • 220 В- 1 фаза
    • 220/380 В — 3 фазы
    • 380/660 В — 3 фазы
  • мощность, кВт
  • частота вращения, об/мин
  • монтажное исполнение (лапы, фланец, комби)
  • энергоэффективность

Варианты исполнения двигателей

  • Двигатели постоянного тока: коллекторные и бесколлекторные.
  • двигатели переменного тока:
    • синхронные — имеют ряд преимуществ: улучшают характеристики сети, легко справляются с перепадами напряжения, имеют высокую перегрузочную способность и постоянную скорость вращения. Но эти электродвигатели имеют высокую цену и сложное устройство, их разумно использовать, только если вам необходима мощность выше 100 кВт.
    • асинхронные — используются для небольших и средних нагрузок. Они наиболее просты в обслуживании и имеют наименьшую цену. Однако асинхронные двигатели чувствительны к падениям напряжения в сети.
      • однофазные, 2хфазные, 3хфазные, многофахные

Двигатель может быть: общепромышленный, вертикальный, многоскоростной, тяговый, взрывозащищенный, встраиваемый, морской, руднический, погружной, крановый, транспортный и пр.

Расчет пускового тока асинхронного электродвигателя

Расчет пускового тока электродвигателя может потребоваться для того, чтобы подобрать подходящие автоматические выключатели, способные защитить линию включения данного электродвигателя, а также для того, чтобы подобрать подходящее по параметрам дополнительное оборудование (генераторы и пр.). Расчет пускового тока электродвигателя осуществляется в несколько этапов:

  • Определение номинального тока 3хфазного электродвигателя переменного тока согласно формуле: Iн=1000Pн/(Uн*cosφ*√ηн). Рн — номинальная мощность двигателя, Uн выступает номинальным напряжением, а ηн — номинальным коэффициентом полезного действия. Cosφ — это номинальный коэффициент мощности электромотора. Все эти данные можно найти в технической документации по двигателю.
  • Расчет величины пускового тока по формуле Iпуск=Iн*Кпуск. Здесь Iн — номинальная величина тока, а Кпуск выступает кратностью постоянного тока к номинальному значению, которая также должна указываться в технической документации к электродвигателю.

Софтстартеры и частотники для электродвигателей

Одной из наиболее эффективных категорий устройств, облегчающих тяжелые условия пуска, являются софтстартеры и частотные преобразователи. Особенно ценным считается их свойство поддерживать пусковой ток двигателей переменного тока в течение продолжительного периода — более минуты. Также пусковой ток асинхронного электродвигателя можно уменьшить за счет внедрения внешнего сопротивления в обмотку ротора.

Синхронный двигатель: плюсы и минусы

Несомненным преимуществом синхронных двигателей, если сравнивать их с асинхронными аналогами, является то, что возбуждение постоянным током от независимого источника позволяет работать им при высоком значении cosφ (коэффициента мощности) и даже при условии с опережающим током. Такая особенность позволяет благодаря подключению синхронного двигателя поднять показатель cosφ для всей сети.

Кроме того, следует отметить и другие преимущества: благодаря тому, что синхронный двигатель работает с высоким cosφ, это обеспечивает снижение потребляемого тока и уменьшение потерь . По сравнению с асинхронным двигателем, имеющим ту же мощность, КПД синхронного будет выше, у синхронного двигателя вращающий момент пропорционален действующему напряжению сети (Uc).

Поэтому синхронный двигатель даже при снижении напряжения в сети сохраняет нагрузочную способность больше, чем асинхронный. Это говорит о большей надежности такого типа двигателей.

В то же время, если сравнивать конструктивные особенности двух типов двигателей, синхронный и асинхронных, стоит отметить, что конструкция синхронных — сложнее, а значит они будут дороже при производстве. Так же существенным минусом для синхронных двигателей является необходимость наличия источника постоянного тока (выпрямитель или специальный возбудитель). Кроме того, по сравнению с асинхронным двигателем, пуск происходит сложнее . К недостаткам следует отнести и то, что единственная возможность регулировать (корректировать) угловую частоту вращения у синхронного двигателя — это частотное регулирование .

Но преимущества, характерные для синхронных двигателей (особенно на высокомощных, больше 100 кВт двигателях) значительно превосходят имеющиеся недостатки. Именно поэтому они получили подавляющее распространение в тех технологических процессах, где не требуется производить частые остановки/запуски и где нет необходимости регулировать частоту вращения.

Для обеспечения надежной и экономичной работы системы электропривода необходимо произвести выбор электродвигателя правильно. Электрическая машина должна иметь мощность, которая строго соответствует ожидаемой нагрузке, а также режиму работы электропривода. Электропривод довольно сильно распространен в промышленности, имеет большое множество условий работы и требований рабочих машин, что делает выбор мощности электродвигателя не легкой задачей.

Завышение мощности электрической машины не является выходом из ситуации. Это связано с тем, что помимо излишних экономических затрат на завышенную мощность вырастают и габариты электродвигателя, его масса, ухудшаются энергетические показатели системы (машина работает с пониженным КПД), а в случае асинхронных электродвигателей с низким коэффициентом мощности cosφ увеличивается потребление , что в свою очередь создает дополнительные проблемы. Занижение мощности то же не выход, так как это приведет к повышению температуры изоляции обмоток, соответственно срок службы машины существенно снижается.

Даже если выбор электрической машины осуществлен правильно, то в процессе работы могут возникать кратковременные толчки нагрузки (резкое увеличение момента сопротивления), которые могут значительно превосходить номинальную мощность электромашины. Однако, каждый тип электрической машины имеет свои факторы электрического происхождения, которые даже при кратковременной перегрузке (если она превзойдет определенный предел) могут вызвать нарушение нормальной работы механизма. При выборе электродвигателя необходимо руководствоваться двумя основными факторами – мгновенной перегрузкой и нагревом.

Выбор мощности двигателя по нагрузке

Для этого необходимо определить номинальный момент из условия:

Где: М макс – требуемый механизмом максимальный перегрузочный момент;

λ м – перегрузочный коэффициент по моменту;

Если за исходную величину принимают ток, то выражение примет вид:

Перегрузочная способность машин постоянного тока

Для машин постоянного тока также необходимо учитывать и условия коммутации на коллекторе. Результирующая ЭДС, индуктируемая в коммутируемых секциях – фактор, вызывающий искрение в ДПТ:

Где: е р – ЭДС реактивная — коммутируемой секции;

е к – ЭДС коммутирующая. Создается потоком добавочных полюсов;

е т – ЭДС трансформаторная — индуктируется меняющимся магнитным потоком главных полюсов;

Для ДПТ крановых приводов и металлургических типа МП перегрузочная способность по моменту составляет:

Для длительного режима работы перегрузочная способность ДПТ должна быть не ниже чем 2,5. По току перегрузочную способность можно охарактеризовать:

Также необходимо учесть и то, что у двигателей последовательного и смешанного

возбуждения перегрузочная способность по моменту все же выше, чем по току. Это обусловлено усилением магнитного потока из – за последовательной обмотки возбуждения:

Перегрузочная способность асинхронных машин

Эта способность асинхронных электродвигателей ограничивается моментом критическим М к. ГОСТ определяет на асинхронные металлургические и крановые трехфазные электроприводы λ>2,3. λ=1,7-2,2 для машин длительного режима работы.

Для асинхронных машин общепромышленной серии длительного режима работы λ:

  • Для электродвигателей с фазным ротором – не менее 1,8;
  • С короткозамкнутым – 1,65;

Также необходимо помнить и то, что моменты Поэтому необходимо учитывать возможную просадку напряжения в сети до 0,9U ном и в расчетах нужно брать 0,8 перегрузочной способности, приведенной выше.

Перегрузочная способность синхронных машин

У синхронных электромашин такая мгновенная способность примерно равна 2,5-3. За счет форсирования возбуждения можно повысить до 3,5 и даже до 4,0.

Для трехфазных коллекторных электроприводов эта величина сильно зависит от скорости вращения электродвигателя и условий его коммутации. В среднем ее принимают равной порядка λм = 1,5-2.

Изолирующие материалы

Они определяют как и технико-экономические характеристики машины, так и ее надежность работы. Так как нагревостойкость изоляционных материалов относительно невелика, то ее нагрев ограничивает мощность электропривода. Технико-экономические соображения требуют, чтоб при нормальной эксплуатации срок службы изоляции составлял не менее 15-20 лет. По теплостойкости изоляции ее разделяют на:

В связи с тем, что условия работы электрических машин довольно разнообразны в отношении окружающей среды ГОСТ предлагает номинальные данные машины относить к тому случаю, когда температура окружающей среды равна 40 С 0 . Соответственно устанавливаются предельно допустимые значения перегрева над температурой окружающей среды для различных типов изоляции. Максимально допустимую температуру изоляции ϑ изол можно представить как сумму температур окружающей среды и допустимого перегрева:

Где: ϑ 0 – температура окружающей среды;

τ из – максимальный перегрев изоляции;

Как показывает практика – даже незначительный перегрев электродвигателя приводит к резкому сокращению срока его службы:

Как мы можем увидеть из графика, что для класса А повышение рабочей температуры с 95 0 до 105 0 снижает срок службы электромашины с 15 до 8 лет, что примерно в два раза.

При экспериментальном определении температуры обмоток используют несколько методов – метод термометра (пирометра), метод сопротивлений – при его использовании нагрев определяют по изменению омического сопротивления обмоток, а также метод температурных детекторов (термопары и прочие).

Результат, полученный в ходе измерений, будет довольно сильно зависеть от метода, который был выбран. Применение термометров (пирометров) довольно просто, при использовании дают довольно точный результат, но не позволяют измерять внутреннюю температуру обмоток. При использовании метода сопротивления – получим усредненный результат перегрева и не более. Температурные детекторы дают наиболее точный результат измерений, но только в местах их закладки.

Регулярно, к середине лета каждого года, возобновляется громкий плач по.

Добрый день! Сегодня напишу длинную статью, в которой Вы найдете 9.

Лучшие рецепты для того, чтобы приготовить полезное и ароматное варенье.

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Выбор электродвигателя

Условия для выбора электродвигателя

Выбор 1-го из каталожных типов электродвигателей считается правильным при соблюдении последующих критерий:

а) более полное соответствие электродвигателя рабочей машине (приводу) по механическим свойствам. Это значит, что электродвигатель должен владеть таковой механической чертой, при котором он мог бы докладывать приводу нужные величины скорости и ускорений как при работе, так и при пуске в ход;

б) наибольшее внедрение мощности электродвигателя в процессе работы. Температура всех активных частей электродвигателя в более томных режимах работы должна очень приближаться к обусловленной по нормам температуре нагрева, но не превосходить ее;

в) соответствие электродвигателя приводу и условиям среды по конструктивному выполнению;

г) соответствие электродвигателя характеристикам питающей его сети.

Для выбора электродвигателя нужны последующие начальные данные:

а) наименование и тип механизма;

б) наибольшая мощность на приводном валу механизма, если режим работы длительный и нагрузка постоянна, а в других случаях — графики конфигурации мощности либо момента сопротивления в функции от времени;

в) скорость вращения приводного вала механизма;

г) метод 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 соответственных им величин мощности и момента;

ж) нрав и качество (плавность, ступенчатость) нужной регулировки скорости;

з) частота пусков либо включений привода в течение часа; и) черта среды.

Выбор электродвигателя на базе учета всех критерий делается по каталожным данным.

Для устройств широкого внедрения выбор электродвигателя существенно упрощается за счет данных, содержащихся в соответственных информациях заводов-изготовителей, и сводится к уточнению типа электродвигателя применительно к характеристикам сети и нраву среды.

Выбор электродвигателей по мощности

Выбор мощности электродвигателя должен выполняться в согласовании с нравом нагрузок рабочей машины. Этот нрав оценивают по двум признакам:

а) по номинальному режиму работы;

б) по изменениям величины потребляемой мощности.

Различают последующие режимы работы:

а) длительный (долгий), когда рабочий период так велик, что нагрев электродвигателя добивается собственного установившегося значения (к примеру у насосов, ленточных транспортеров, вентиляторов и т. п.);

б) краткосрочный, когда продолжительность рабочего периода недостаточна для заслуги электродвигателем температуры- нагрева, соответственной данной нагрузке, а периоды остановки, напротив, достаточны для остывания электродвигателя до температуры среды. В этом режиме могут работать электродвигатели самых различных устройств;

в) повторно-кратковременный — с относительной длительностью включения 15, 25, 40 и 60% при длительности 1-го цикла менее 10 мин (к примеру у подъемных кранов, неких станков, однопостовых сварочных двигателей-генераторов и т. п.).

По изменениям величины потребляемой мощности различаются последующие случаи:

а) неизменная нагрузка, когда величина потребляемой мощности в течение работы постоянна либо имеет малозначительные отличия от среднего значения, как, к примеру, у центробежных насосов, вентиляторов, компрессоров с неизменным расходом воздуха и т. п.;

б) переменная нагрузка, когда величина потребляемой мощности временами изменяется, как, к примеру, у экскаваторов, кранов, неких станков и т. п.;

в) пульсирующая нагрузка, когда величина потребляемой мощности изменяется безпрерывно, как, к примеру, у поршневых насосов, щековых дробилок, грохотов и т. п.

Мощность электродвигателя должна удовлетворять трем условиям:

а) обычного нагрева при работе;

б) достаточной перегрузочной возможности;

в) достаточного пускового момента.

Все электродвигатели разделяются на две главные группы:

а) для долгого режима работы (без ограничения длительности включения);

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

Для первой группы в каталогах и паспортах указывается долгая мощность, которую электродвигатель может развивать неограниченно длительно, для 2-ой группы — мощность, которую электродвигатель может развивать, работая с перерывами сколь угодно длительное время при определенной длительности включения.

Верно избранным во всех случаях считается таковой электродвигатель, который, работая с нагрузкой но графику, задан ному рабочей машиной, добивается полного допустимого нагрева всех собственных частей. Выбор электродвигателей с так именуемым «запасом по мощности», исходя из большей вероятной по графику нагрузки, ведет к недоиспользованию электродвигателя, а как следует, к повышению серьезных издержек и эксплуатационных расходов за счет понижения коэффициентов мощности и полезного деяния.

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

Если электродвигатель должен работать продолжительно с неизменной либо не достаточно меняющейся нагрузкой, то определение мощности его не представляет затруднений и делается по формулам, обычно включающим эмпирические коэффициенты.

Существенно труднее выбор мощности электродвигателей других режимов работы.

Краткосрочная нагрузка характеризуется тем, что периоды включения коротки, а паузы достаточны для полного остывания электродвигателя. При всем этом принимается, что нагрузка электродвигателя в периоды включения сохраняется неизменной либо практически неизменной.

Для того чтоб в этом режиме электродвигатель был верно применен по нагреву, нужно избрать его так, чтоб его долгая мощность (указываемая в каталогах) была меньше мощности, отвечающей краткосрочной нагрузке, т. е. чтоб электродвигатель в периоды собственной краткосрочной работы имел термическую перегрузку.

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

Фактически следует различать два вида таковой работы:

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

б) нагрузка в период работы меняется по более либо наименее сложному закону.

В обоих случаях задачка выбора электродвигателя по мощности может быть решена как аналитически, так и графически. Оба эти метода являются довольно сложными, потому фактически рекомендуется облегченный способ эквивалентных величии, включающий в себя три метода:

а) среднего квадратичного тока;

б) средней квадратичной мощности;

в) среднего квадратичного момента.

Проверка механической перегрузочной возможности электродвигателя

После выбора мощности электродвигателя по условиям нагрева нужно произвести проверку механической перегрузочной возможности электродвигателя, т. е. убедиться, что наибольший момент нагрузки по графику при работе и момент при пуске не будут превосходить значения наибольшего момента по каталогу.

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

Кратность наибольших моментов по отношению к номинальным должна составлять 1,8 у трехфазных асинхронных электродвигателей с контактными кольцами более 1,65 у таких же короткозамкнутых электродвигателей. Кратность наибольшего 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).

Фактически асинхронные и синхронные электродвигатели имеют механическую перегрузочную способность до 2—2,5, а у неких особых электродвигателей данная величина увеличивается до 3—3,5.

Допустимая перегрузка электродвигателей неизменного тока определяется критериями работы и по ГОСТ составляет по моменту от 2 до 4, при этом нижний предел относится к электродвигателям с параллельным, а верхний — к электродвигателям с поочередным возбуждением.

Если питающая и распределительная сети чувствительны к нагрузке, то проверка механической перегрузочной возможности должна выполняться с учетом утрат напряжения в сетях.

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

В реальности кратность исходного момента у электродвигателей с двойной беличьей клеточкой и с глубочайшим пазом существенно выше и добивается 2—2,4.

При выборе мощности электродвигателя следует подразумевать, что на нагрев электродвигателей влияет частота включений. Допустимая частота включений находится в зависимости от обычного скольжения, махового момента ротора и кратности пускового тока.

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

Пусковой ток электродвигателей с короткозамкнутым ротором имеет огромную величину, и это событие в критериях нередких пусков, и в особенности при завышенном времени разгона, имеет принципиальное значение.

В противоположность электродвигателям с фазовым ротором, в каких часть тепла, образующегося при пуске, выделяется в реостате, т. е. вне машины, в короткозамкнутых электродвигателях все тепло выделяется в самой машине, что обуславливает ее завышенный нагрев. Потому выбор мощности этих электродвигателей необходимо создавать с учетом нагревания во время бессчетных пусков.

ВЫБОР МОЩНОСТИ И ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ И ПЕРЕГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ

Выбор мощности двигателя для привода с продолжительным режимом работы

Выбор электродвигателя для данного привода обычно начинается с определения необходимой номинальной мощности на основании нагрузочных диаграмм Mc(t) или Pc(t) производственного механизма и двигателя M(t) или P(t).

Выбор мощности электродвигателя, предназначенного для режима длительной работы с постоянной или переменной нагрузкой, производят по каталогу с некоторым запасом по сравнению с постоянной нагрузочной мощностью Рс или с эквивалентной мощностью

Двигатель, выбранный по условиям нагрева с номинальным моментом Мн > Мэк, должен быть проверен на перегрузку с тем, чтобы отношение наибольшего нагрузочного момента Мс тях к номиналь-

ному Мн не превышало нагрузочной способности X = — m22L для

Электродвигатели

В некоторых режимах работы электропривода электродвигатель осуществляет обратное преобразование энергии, то есть работает в режиме электрического генератора.

По виду создаваемого механического движения электродвигатели бывают вращающиеся, линейные и др. Под электродвигателем чаще всего подразумевается вращающий электродвигатель, так как он получил наибольшее применение.

Областью науки и техники изучающей электрические машины является — электромеханика. Принято считать, что ее история начинается с 1821 года, когда был создан первый электродвигатель М.Фарадея.

Конструкция электродвигателя

Основными компонентами вращающегося электродвигателя являются статор и ротор. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть.

У большей части электродвигателей ротор располагается внутри статора. Электродвигатели у которых ротор находится снаружи статора называются электродвигателями обращенного типа.

Принцип работы электродвигателя

    Подробное описание принципа работы электродвигателей разных типов:
  • Принцип работы однофазного асинхронного электродвигателя
  • Принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя
  • Принцип работы синхронного электродвигателя

Классификация электродвигателей

Статьи по теме:
Вращающийся электродвигатель
Само коммутируемый Внешне коммутируемый
С механической коммутацией (коллекторный) С электронной коммутацией 1 (вентильный 2, 3 ) Асинхронный электродвигатель Синхронный электродвигатель
Переменного тока Постоянного тока Переменного тока 4 Переменного тока
  • Универсальный
  • Репульсионный
  • КДПТ с обмоткой возбуждения
      Включение обмотки
    • Независимое
    • Последовательное возбуждения
    • Параллельное
    • Комбинированное
  • КДПТ с постоянными магнитами
  • БДПТ
    (Бесколлекторный двигатель + ЭП |+ ДПР)
  • ВРД
    (Реактивный двигатель с ротором с явновыраженными полюсами и сосредоточенной обмоткой статора + ЭП |+ ДПР)
  • Трехфазный
    (многофазный)
    • АДКР
    • АДФР
  • Двухфазный
    (конденсаторный)
  • Однофазный
    • с пусковой обмоткой
    • с экранированными полюсами
    • с асимметричным магнитопроводом
  • СДОВ
    (с контактными кольцами и щетками)
  • СДПМ 5
    • СДПМВ
    • СДПМП
    • Гибридный
  • СРД
  • Гистерезисный
  • Индукторный
  • Гибридный СРД-ПМ
  • Реактивно-гистерезисный
  • Шаговый 5
Простая электроника Выпрямители,
транзисторы
Более сложная
электроника
Сложная электроника (ЧП)
  1. Указанная категория не представляет отдельный класс электродвигателей, так как устройства, входящие в рассматриваемую категорию (БДПТ, ВРД), являются комбинацией бесколлекторного двигателя, электрического преобразователя (инвертора) и, в некоторых случаях, — датчика положения ротора. В данных устройствах электрический преобразователь, в виду его невысокой сложности и небольших габаритов, обычно интегрирован в электродвигатель.
  2. Вентильный двигатель может быть определен как электрический двигатель, имеющий датчик положения ротора, управляющий полупроводниковым преобразователем, осуществляющим согласованную коммутацию обмотки якоря [5].
  3. Вентильный электродвигатель постоянного тока — электродвигатель постоянного тока, вентильное коммутирующее устройство которого представляет собой инвертор, управляемый либо по положению ротора, либо по фазе напряжения на обмотки якоря, либо по положению магнитного поля [1].
  4. Электродвигатели используемые в БДПТ и ВРД являются двигателями переменного тока, при этом за счет наличия в данных устройствах электрического преобразователя они подключаются к сети постоянного тока.
  5. Шаговый двигатель не является отдельным классом двигателя. Конструктивно он представляет из себя СДПМ, СРД или гибридный СРД-ПМ.
  • КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
  • БДПТ — бесколлекторный двигатель постоянного тока
  • ЭП — электрический преобразователь
  • ДПР — датчик положения ротора
  • ВРД — вентильный реактивный двигатель
  • АДКР — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • АДФР — асинхронный двигатель с фазным ротором
  • СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения

Типы электродвигателей

Коллекторные электродвигатели

Коллекторная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором [1]. В коллекторном двигателе щеточно-коллекторный узел выполняет функцию датчика положения ротора и переключателя тока в обмотках.

Универсальный электродвигатель

Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Бесколлекторные электродвигатели

У бесколлекторных электродвигателей могут быть контактные кольца с щетками, таким образом не надо путать бесколлекторные и бесщеточные электродвигатели.

Бесщеточная машина — вращающаяся электрическая машина, в которой все электрические связи обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, осуществляются без скользящих электрических контактов [1].

Асинхронный электродвигатель

Cинхронный электродвигатель

Специальные электродвигатели

Серводвигатель

Основные параметры электродвигателя

Момент электродвигателя

Вращающий момент (синонимы: вращательный момент, крутящий момент, момент силы) — векторная физическая величина, равная произведению радиус вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.

  • где M – вращающий момент, Нм,
  • F – сила, Н,
  • r – радиус-вектор, м
  • где Pном – номинальная мощность двигателя, Вт,
  • nном — номинальная частота вращения, мин -1 [4]

Начальный пусковой момент — момент электродвигателя при пуске.

1 oz = 1/16 lb = 0,2780139 N (Н)
1 lb = 4,448222 N (Н)

момент измеряется в унция-сила на дюйм (oz∙in) или фунт-сила на дюйм (lb∙in)

1 oz∙in = 0,007062 Nm (Нм)
1 lb∙in = 0,112985 Nm (Нм)

Мощность электродвигателя

Мощность электродвигателя — это полезная механическая мощность на валу электродвигателя.

Механическая мощность

Мощность — физическая величина, показывающая какую работу механизм совершает в единицу времени.

  • где P – мощность, Вт,
  • A – работа, Дж,
  • t — время, с

Работа — скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направление F и пути s, проходимого точкой приложения силы [2].

Для вращательного движения

  • где – углавая скорость, рад/с,

Таким образом можно вычислить значение механической мощности на валу вращающегося электродвигателя

Коэффициент полезного действия электродвигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя — характеристика эффективности машины в отношении преобразования электрической энергии в механическую.

  • где – коэффициент полезного действия электродвигателя,
  • P1 — подведенная мощность (электрическая), Вт,
  • P2 — полезная мощность (механическая), Вт
    При этом потери в электродвигатели обусловлены:
  • электрическими потерями — в виде тепла в результате нагрева проводников с током;
  • магнитными потерями — потери на перемагничивание сердечника: потери на вихревые токи, на гистерезис и на магнитное последействие;
  • механическими потерями — потери на трение в подшипниках, на вентиляцию, на щетках (при их наличии);
  • дополнительными потерями — потери вызванные высшими гармониками магнитных полей, возникающих из-за зубчатого строения статора, ротора и наличия высших гармоник магнитодвижущей силы обмоток.

КПД электродвигателя может варьироваться от 10 до 99% в зависимости от типа и конструкции.

Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission) определяет требования к эффективности электродвигателей. Согласно стандарту IEC 60034-31:2010 определено четыре класса эффективности для синхронных и асинхронных электродвигателей: IE1, IE2, IE3 и IE4.

Частота вращения

  • где n — частота вращения электродвигателя, об/мин

Момент инерции ротора

Момент инерции — скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси, равна сумме произведений масс материальных точек на квадраты их расстояний от оси

  • где J – момент инерции, кг∙м 2 ,
  • m — масса, кг

1 oz∙in∙s 2 = 0,007062 kg∙m 2 (кг∙м 2 )

Момент инерции связан с моментом силы следующим соотношением

  • где – угловое ускорение, с -2 [2]

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение (англ. rated voltage) — напряжение на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики [3].

Электрическая постоянная времени

Электрическая постоянная времени — это время, отсчитываемое с момента подачи постоянного напряжения на электродвигатель, за которое ток достигает уровня в 63,21% (1-1/e) от своего конечного значения.

  • где – постоянная времени, с

Механическая характеристика

Механическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения вала от электромагнитного момента при неизменном напряжении питания.

Сравнение характеристик внешне коммутируемых электрических двигателей

Ниже представлены сравнительные характеристики внешне коммутируемых электродвигателей, в ракурсе применения в качестве тяговых электродвигателей в транспортных средствах.

Параметр АДКР СДПМП СДПМВ СРД-ПМ СДОВ
Постоянство мощности во всем диапазоне скоростей
Момент к току статора
Эффективность (КПД) во всем рабочем диапазоне
  • АДКР — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • СДПМП — синхронный двигатель c поверхностной установкой постоянных магнитов
  • СДПМВ — синхронный двигатель со встроенными постоянными магнитами
  • СРД-ПМ — синхронный реактивный двигатель с постоянными магнитами (синхронный гибридный двигатель)
  • СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения

В соответствии с выше приведенными показателями гибридный синхронный электродвигатель, а именно синхронный реактивный электродвигатель со встроенными постоянными магнитами, является наиболее подходящим для применения в качестве тягового электродвигателя в автомобилестроении (выбор проводился для концепта автомобилей BMW i3 & BMW i8). Использование реактивного момента обеспечивает высокую мощность в верхнем диапазоне скоростей. Более того такой двигатель обеспечивает очень высокую эффективность (КПД) в широком рабочем диапазоне [7].

Области применения электродвигателей

Электродвигатели являются крупнейшими потребителями электроэнергии в мире, на них приходится около 45% от всей потребляемой электроэнергии [6].

Выбор мощности электродвигателя.

Правильный выбор мощности двигателя для того или иного механизма с учетом его технического режима имеет большое значение для технико — экономических и эксплуатационных показателей. Если при выборе мощность ЭД занижена, то ЭД не обеспечит необходимой надежности и долговечности. Зависимость коэффициента мощности от нагрузки показана на графике. Если выбран ЭД завышенной мощности, т.е. с малым коэффициентом загрузки, то он обладает низкими экономическими и энергетическими показателями.

Поэтому стараются подобрать ЭД таким образом, чтобы Рном=Кзап*Рэф.

При этом эффективная мощность определяется при помощи нагрузочной характеристики, а коэффициент запаса вводится с учетом неточности графика нагрузочной характеристики.

Последовательность выбора мощности ЭД:

1. Предварительный выбор мощности: заключается в анализе нагрузочной диаграммы и выборе Кзап.

2. Проверка правильности предварительного выбора по тепловому режиму. Производится с помощью точного анализа.

3. Проверяется по возможности запуска.

4.Проверка правильности выбора по кратковременной механической нагрузки.

Выбор мощности двигателя для продолжительного режима:

А) при постоянной нагрузке.

В этом случае предварительный расчет мощности не требуется, а определяется эффективная мощность механизма с использованием точных или эмпирических выражений, которая в дальнейшем сравнивается с номинальной мощностью двигателя. Существуют определенные формулы для расчета эффективной мощности различных типов механизмов. Если Рэф

Б) при переменной нагрузке.

Пусть нагрузочная диаграмма имеет вид:

Последовательность выбора мощности двигателя:

1. Предварительно выбирается двигатель, для чего сравнивают среднее арифметическое значение мощности по нагрузочной диаграмме с номинальной мощностью по каталогу.

2. Производят проверку правильности выбора двигателя по нагреву. Эту проверку можно осуществить с помощью метода универсальных потерь, поскольку расчет и построение кривых нагрева является сложной и не всегда решаемой задачей.

По заданному графику нагрузки определяются средние потери мощности за рабочий цикл двигателя DРср, которые в дальнейшем сравниваются с номинальными потерями мощности в двигателе.

Если выполняется условие DРср £ DРном, то двигатель соответствует условиям нагрева.

DР1,DР2,…,DРn — потери мощности на каждом участке нагрузочной диаграммы;

hi — КПД на i-ом участке нагрузочной диаграммы

3. Проверка правильности выбора по условиям пуска (по возможности запуска). Для этого Мпуска ³ М1, если не выполняется, то выбирают двигатель либо с улучшенными пусковыми свойствами, либо большей мощности.

4. Производят проверку двигателя по кратковременной механической перегрузке. Для этого критический момент двигателя по его паспорту сравнивают с максимальным моментом по его диаграмме.

Если условие 4 выполняется, то двигатель выбран правильно, если не выполняется, то выбирается двигатель или с большей перегрузочной способностью или с большей мощностью.

Однако несмотря на то, что метод средних потерь является достаточно точным и универсальным, т.е. может быть применен для любого типа двигателя, возникают некоторые затруднения. Поэтому в инженерных расчетах чаще всего применят менее точные и универсальные методы эквивалентных величин, к которым относят:

А) метод эквивалентных токов

Б) метод эквивалентных моментов

В) метод эквивалентных мощностей.

Метод эквивалентных токов:

Основан на том, что реальный ток, соответствующий нагрузочной диаграмме и соответственно изменяющийся, заменяется неким эквивалентным током, который за рабочий цикл выделяет в двигателе такое же количество тепла, что и реально изменяющийся ток.

При этом потери мощности в двигателе:

Последовательность выбора по данному методу:

1. Предварительно выбирают двигатель по нагрузочной диаграмме;

2. Проверка правильности выбора по нагреву: Iном ³ Iэкв;

3. Проверяется возможность пуска

4. Перегрузочная способность.

Метод эквивалентных токов среди всех методов является более универсальным и может быть использован для любого типа двигателя.

Метод эквивалентных моментов:

Основан на пропорциональности электромагнитного момента двигателя току:

M=KФI; M º I. Критерий правильности выбора двигателя Мном ³ Мэкв.

Чаще всего нагрузочная диаграмма ЭП задается именно в координатах М(t) , поэтому с этой точки зрения метод эквивалентных моментов является более удобным. Однако точная пропорциональная зависимость М(I) характерна только для ДПТ с НВ. Для АД момент кроме того зависит и от коэффициента мощности cosj. Поэтому применительно к АД этот метод не обеспечивает достаточной точности. Используется обычно для АД малой мощности и в линейной части характеристики.

Метод эквивалентных мощностей:

Основан на пропорциональной зависимости мощности от момента: Р=М×w, Р º М. Критерием правильности выбора является: Рном ³ Рэкв. Из всех перечисленных методов метод эквивалентных мощностей является наименее точным и применяется только для ДПТ с НВ.

Выбор мощности двигателя для кратковременного режима:

Серийно выпускаются двигатели, в паспорте которых задается номинальная длительность включения 10, 30, 60, 90 минут. Кроме того задается КПД при работе в кратковременном режиме и Ркр; в продолжительном hпр и Рпр.

Если изобразить нагрузочную диаграмму и кривую нагрева для двигателя, работающим в кратковременном режиме, то она будет иметь вид:

Если этот двигатель использовать в продолжительном режиме, то необходимо уменьшить нагрузку. Введем понятие о коэффициенте тепловой перегрузки двигателя:

В паспорте серийно выпускаемых двигателей для кратковременного режима S2 кроме времени включения указывается мощность при работе в кратковременном режиме, КПД при работе в кратковременном режиме, мощность и КПД в продолжительном режиме.

1. Определяют DРкр и DРпр:

2. Определяют коэффициент термической перегрузки: Рт=DРкр/DРпр.

3. Тн=tр/(ln(1-Рт)/Рт). Подставляя tр из паспорта и коэффициент термической перегрузки из предыдущего пункта, находим постоянную времени нагрева Тн, с помощью которой можно легко построить кривую нагрева двигателя и по этой кривой выбрать мощность двигателя.

Выбор мощности двигателя для повторно — кратковременных режимов работы:

Для режимов S4 и S5 обычно применяют двигатели серийно выпускаемые для режима S3 со стандартными ПВ%=15;25;40;60% либо двигатели серийно выпускаемые для режима S1. В этом случае при выборе мощности двигателя подразумевается ПВ=100%. Чаще всего в качестве математического аппарата для проверки правильности выбора по нагреву используют метод эквивалентных моментов. При этом в формуле эквивалентного момента введены поправочные коэффициенты, которые имеют обозначение b(), и которые учитывают ухудшение теплоотдачи двигателя во время разгона, торможения, паузы по сравнению с теплоотдачей при работе с w=const.

М1 и М3 — средние значения момента за время пуска и торможения;

М2 — момент при работе с номинальной угловой скоростью.

Последовательность выбора мощности двигателя:

1. По нагрузочной диаграмме ориентировочно выбирается двигатель.

2. Производят проверку правильности выбора по нагреву. Для этого:

а) определяют реальную ПВ%: . ПВ%=tр+tп+tт/(tр+tо+tп+tт)100%. По каталогу выбирают ближайшую стандартную ПВ%;

б) по нагрузочной диаграмме определяют эквивалентный момент;

в) Найденное значение Мэкв приводят к стандартной ПВ% и находят Мэквприв:

г) по каталогу выбирают двигатель, у которого Мном ³ Мэквприв.

После этого двигатель проверяют по возможности запуска и кратковременным перегрузкам так же как для S1 с переменной нагрузкой.

Дата добавления: 2020-07-22 ; просмотров: 4284 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Выбор электродвигателя

16.08.2013 19:10

Критерии выбора электродвигателя

Электрический двигатель необходимо выбирать от требований и условий, в каких ему предстоит работать. Мощность электродвигателя должна соответствовать мощности, заявленной в паспорте установки. Если двигатель будет выбран с заниженной мощностью, то он не будет полноценно приводить в действие установку, к которой он подключен. То есть при полной загрузке установки, он не сможет обеспечивать нужное в работе вращение и будет перегреваться, что недопустимо по условиям его эксплуатации.

При выборе электродвигателя с завышенной мощностью он будет работать недогруженным. Это значительно снизит коофицент мощности всей установки и загрузит всю линию электропередачи вредными реактивными токами, что заставит Энергонадзор применить штрафные санкции к потребителю.

Номинальная мощность силовой установки указана в ее паспорте. При необходимости возможно определение по справочникам и поисковым системам. В тех случаях, когда при пуске электродвигателя возникает сразу нагрузка, необходимо проверить достаточность пускового момента двигателя необходимого для пуска установки.

Когда установка по технологии производства имеет кратковременные, но значительные перегрузки, при выборе электродвигателя необходимо учитывать его предел мощности, то есть опрокидывающий момент.

Скорость вращения электродвигателя выбирают в соответствии с номинальной скоростью вращения рабочей установки. В тех случаях, когда скорость электродвигателя и скорость рабочей установки совпадают, применяется соединительная муфта, которая считается самым экономичным и простым способом соединения электродвигателя и установки. В тех случаях, когда скорость вращения не совпадает, применяют зубчатую и ременную передачу.

При выборе скорости вращения электродвигателя, при применении передаточных устройств необходимо учитывать, что сниженная скорость вращения рабочей установки ведет к снижению производительности, а вращение рабочей установки не должно быть выше, чем указано в ее паспорте. Если скорость вращения установки будет выше заявленной, то это чревато механическим износом деталей.

Условия, в которых предстоит работать электродвигателю, определяют выбор электродвигателя по рабочему напряжению, типу и исполнению.

Род помещения или окружающей среды определяют выбор исполнения электродвигателя.

Для взрывоопасных помещений необходимо выбирать только взрывобезопасное исполнение электродвигателя. При выборе электродвигателя обязательно нужно учитывать вышеперечисленые факты во избежении поломки дорогостоящего оборудования.

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.

Каждый электрик должен знать:  Схема разводки электрики на кухне подробный план с фото
Добавить комментарий