Как выбрать электрический двигатель постоянного тока?

Оглавление:

Разновидности

Синхронные двигатели

Асинхронные двигатели

Мощность двигателя

Напряжение двигателя

Режим работы двигателя

Как подобрать электрический двигатель, чтобы нормально, бесперебойно работала система «мотор – нагрузка»? Как увеличить прочность системы в общем? Какие условия необходимо соблюдать? И это не весь перечень вопросов, задаваемых покупателями, обратившихся к нам. В этой статье представлены более подробные ответы на данные вопросы.

Как правильно выбрать электрический двигатель по внешнему виду, мощности и иным показателям

Электродвигатель — это устройство, которое преобразует электроэнергию в кинетическую. Нынешнее изготовление, быт нелегко вообразить без механизмов с электрическим приводом. Их применяют в насосном оснащении, вентиляционных установках, в электротранспорте, производственных станках разных видов и др.

При подборе электрического двигателя нужно придерживаться нескольких главных критериев:

• разновидность электрического тока, которое дает «питание» оснащению;
• мощность электродвигателя;
• режим работы;
• климатические условия, иные наружные факторы.

Разновидности электрических двигателей

Двигатели постоянного напряжения

Главный плюс этих двигателей, который предопределяет глобальное их применение на стадии развития электроприводов, — несложность плавной регулировки скорости в обширных пределах. Потому при появлении полупроводниковой промышленности, а также сравнительно дешевых преобразователей частоты, процент их применения стабильно снижается. Там, где можно двигатели с постоянным током заменяют приводами на базе асинхронных двигателей, имеющих короткозамкнутый ротор.

 

Такие главные минусы электродвигателя, как: низкая надежность, сложности при эксплуатации, связаны с наличием коллекторного узла.

 

Также чтобы обеспечить питанием двигатель, нужен источник постоянного напряжения или тиристорный преобразователь, который переводит переменный ток в постоянный. При всех собственных минусах у двигателей с постоянным напряжением имеется большой пусковой момент, а также высокая перегрузочная способность.

Синхронные

Главный плюс этого вида двигателей — они работают и с показателем мощности cosφ=1, и при режиме перевозбуждения — передает реактивную мощность в сеть, а это хорошо влияет на параметры сети: возрастает мощность, сокращаются потери, снижается напряжение.

 

Еще синхронные двигатели являются стойкими к изменениям сети. Наибольший момент синхронного мотора пропорционален напряжению и «квадрату» напряжения. Это значит, что при уменьшении напряжения у синхронного двигателя сохраняется высокая перегрузочная способность, а вероятность форсировки возбуждения способствует увеличению надежности их работы в случае аварийных понижении напряжения.

 

Синхронные двигатели имеют наибольший воздушный зазор, чем у асинхронных двигателей, поэтому при использовании стабильных магнитов КПД возрастает. Их особенность — стабильность скорости вращения при изменении периода нагрузки на валу.

 

Ключевые минусы синхронных двигателей:

• имеют сложную конструкцию, возбудитель;
• большая стоимость;
• сложность запуска.

 

Поэтому их применяют, в основном, при мощностях больше 100 кВт.

 

Основное использование — насосы, компрессоры, вентиляторы и др.

Асинхронные

По своей конструкции асинхронные двигатели делятся на:

• двигатели, имеющие короткозамкнутый ротор;
• двигатели, имеющие фазный ротор.

 

Притом многие применяемые электрические двигатели — асинхронные, имеющие короткозамкнутый ротор. Такое широкое использование обусловлено сложным строением их системы, нелегким обслуживанием, применения, а также большой надежностью, невысокой ценой.

 

Минусы асинхронных двигателей:

• высокое пусковое напряжение,
• сравнительно маленький пусковой момент,
• чувствительность к переменам в характеристиках сети, но для плавной регулировки скорости нужен преобразователь частоты.

 

Предел использования асинхронных электрических двигателей, имеющих короткозамкнутый ротор, определяют в зависимости от мощности системы электрического снабжения определенного предприятия, потому что высокое пусковое напряжение при маленькой мощности самой системы создает наибольшее снижение тока.

 

Использование асинхронных двигателей, имеющих фазный ротор, способствует уменьшению пускового напряжения и намного повысить пусковой момент с помощью введения в цепочку ротора электропусковых реостатов. Но из-за сложной структуры системы и увеличения цены их применение ограничено.

 

Асинхронные двигатели, чаще всего, применяют для создания приводов механизмов, имеющих наиболее сложные условия запуска. Чтобы уменьшить пусковое напряжение в асинхронном двигателе, имеющего короткозамкнутый ротор, можно использовать механизм плавного пуска либо преобразователь частоты.

 

Есть еще и асинхронные двигатели, обладающие высоким скольжением, рассчитанные для функционирования на повторно-кратковременных режимах, а также с пульсирующей нагрузкой.

Мощность и моменты

Как правило, для правильного выбора электродвигателя нужно знать нагрузочную диаграмму самого устройства. Но при постоянной либо плохо меняющейся нагрузки без регулировки скорости достаточно подсчитать необходимую мощность, используя теоретические либо эмпирические формулы. Для этого следует знать рабочие данные нагрузки.

Напряжение

При выборе напряжения электрического двигателя надо принимать во внимание возможности системы энергоснабжения организации. Притом не стоит при большой мощности подбирать мотор со слабым напряжением, потому что это обычно приводит к неосновательному подорожанию двигателя, а также питающих его проводов, а также коммутационных аппаратов из-за роста расхода меди.

Режим работы

Нагрузка электрического двигателя в период работы может меняться по-разному. Согласно ГОСТа рассчитаны 8 режимов работы:

1. Длительный (S1) — этот режим работы используют при постоянной нагрузке на протяжении того времени, за какое температура мотора достигает установленного значения. А мощность двигателя, который функционирует в данном режиме, определяется в зависимости от потребляемой устройством мощности.
2. Кратковременный (S2) — температура двигателя не может достигнуть установленного значения при включенном состоянии, а в выключенном — мотор остывает до температуры окружающей среды. При применении же двигателя с длительным режимом работы для функционирования в временном режиме нужно испытать его лишь посредством перегрузочной способности, потому что температура не может быстро достигнуть допускаемого значения.
3. Повторно-кратковременный (S3) — при данном режиме время от времени отключается двигатель. При включении температура не достигнет установленного значения, в выключенном состоянии — температуры окружающей среды. Рассчитать мощность обыкновенного электродвигателя для работы в этом режиме можно по приему эквивалентных величин, учитывая перерывы, а также потери в переходных режимах. Также мотор требуется проверить на допускаемое число включений за один час. При большом количестве включений за 60 минут рекомендовано применять двигатели, обладающие высоким скольжением. У этих электрических двигателей наблюдается сильное сопротивление обмотки ротора, и, соответственно, наименьшие пусковые, тормозные потери.
4. Повторно-кратковременный, имеющий частые запуски (S4) и повторно-кратковременный, имеющий частые запуски и электрическое торможение (S5). Эти режимы рассматривают аналогично режиму S3.
5. Перемежающийся (S6) — работает двигатель под нагрузкой, и время от времени — на холостом ходу. У многих двигателей, которые работают в длительном режиме, изменяется график нагрузки.
6. Притом для правильного подбора двигателя для оптимального его применения рекомендовано использовать способы эквивалентных величин.