Выборы электродвигателей. 
Электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства

Электродвигатели к рабочим машинам и механизмам выбирают: по напряжению; роду тока; частоте вращения; условиям окружающей среды; характеру и значению нагрузки.

Выбор электродвигателя по напряжению и роду тока однозначен, так как электроснабжение сельских потребителей происходит по системе 380/220 В переменного тока. В подавляющем большинстве случаев в качестве электропривода сельскохозяйственных машин используют короткозамкнутые асинхронные двигатели, так как они наиболее дешевы, просты и надежны в эксплуатации. Асинхронные электродвигатели с фазным ротором применяют сравнительно редко, главным образом, когда необходимы большой пусковой момент и пониженное значение пускового тока (приводы мельничных поставов, сложных молотилок и т. п.). Применение таких двигателей целесообразно при питании от источников малой мощности в тех случаях, когда короткозамкнутые двигатели не проходят по условиям запуска. Для привода небольших по мощности потребителей (бытовые холодильники, стиральные машины, пылесосы, электродрели, маломощные вентиляторы и др.) применяют однофазные асинхронные двигатели мощностью 18…600 Вт напряжением 380, 220 В. Иногда вместо однофазных используют трехфазные двигатели, работающие в однофазном режиме. Мощность их при работе снижается на 30…40%.

Выбор электродвигателя по частоте вращения. При выборе электродвигателя по частоте вращения необходимо учитывать следующее. Нужно стремиться к тому, чтобы двигатель имел такую же частоту вращения, что и рабочая машина, так как это избавит от промежуточной передачи.

В общем случае задача выбора двигателя по частоте вращения — это задача экономическая. С увеличением частоты вращения двигателя его габариты снижаются, а значит, уменьшается расход активных материалов и падает стоимость. Кроме того, высокоскоростные двигатели имеют более высокие КПД и cos ср по сравнению с тихоходными двигателями. С другой стороны большинство сельскохозяйственных машин тихоходные, поэтому между двигателем и рабочей машиной необходима механическая передача. С увеличением передаточного числа стоимость передачи растет.

Коэффициент полезного действия передачи зависит от ее типа. Рекомендуются следующие значения КПД передачи: для ременной 0,83…0,9; для клиноременной 0,97…0,98; для зубчатой 0,98; при непосредственном соединении при помощи муфты — 1.

Таким образом, для каждой конкретной рабочей машины есть своя оптимальная частота вращения.

Выбор электродвигателя по условиям окружающей среды. Промышленность выпускает электродвигатели следующих исполнений: защищенные, закрытые обдуваемые, взрывозащищенные. В сельскохозяйственном производстве наибольшее распространение получили первые две группы электродвигателей.

В двигателях защищенного исполнения все вращающиеся и токоведущие части закрыты. Это предотвращает от случайного прикосновения к токоведущим частям, попадания капель и посторонних предметов. Воздух, необходимый для охлаждения, поступает внутрь двигателя через вентиляционные окна.

Двигатели закрытого обдуваемого исполнения таких окон не имеют, поэтому охлаждение осуществляется вентилятором, установленным снаружи на валу двигателя и закрытым специальным кожухом. Этот вентилятор засасывает воздух через отверстия в кожухе и направляет его вдоль ребер статора, предназначенных для улучшения охлаждения. Кроме того, предусмотрена вентиляция и внутри корпуса электродвигателя.

При выборе электродвигателя необходимо знать характер среды помещения, в котором он будет установлен. При этом следует руководствоваться данными таблицы 7.1.

7.1. К выбору типа электродвигателей

Место установки электродвигателя |_Тип электродвигателя.

Сухое помещение без пыли, грязи и едких паров с температурой 0…35 ‘С

Пыльное или влажное помещение

Открытый или защищенный, для умерен ного климата, работающий в закрытых помещениях, 1Р23 Закрытый, IP44

Пыльное помещение с категорией Закрытый с пылеуплотненной вводной по пожарои взрывоопасности коробкой УП, 1Р54 (или IP44)

П-Н или В-На

Помещение с высокой температурой Закрытый с независимой вентиляцией или

в тропическом исполнении, IP44, 1Р54

Помещение с высокой влажностью Закрытый герметичный или с влагостойкой

изоляцией, IP54

Взрывоопасные помещения: В-1 В-Н

Открытый воздух

Взрывобезопасное Взрывозащищенное Закрытый, работающий на открытом воздухе, IP44

Выбор мощности электродвигателя. Для правильного выбора мощности электродвигателя необходимо знать режим, в котором он будет работать. При продолжительном режиме работы правильно выбранный двигатель должен работать достаточно долго без перегрева сверх допустимой для данного класса изоляции температуры.

Различают работу двигателя при постоянной и переменной нагрузке. При постоянной нагрузке мощность двигателя Рп_В определяют в зависимости от мощности на валу машины Р^_н по формуле

Обычно мощность рабочей машины указана в ее паспорте. Для некоторых машин ее можно подсчитать по теоретическим или эмпирическим формулам, а также по нормативным показателям потребления электрической энергии на единицу продукции.

где И'—потребление энергии на производство единицы продукции, кВтч/т; П— производительность рабочей машины, т/ч.

Выбранный по каталогу двигатель проверяют на возможность пуска, так как рабочие машины обычно имеют повышенное сопротивление в момент трогания с места. В общем случае пусковой момент двигателя должен быть в 1,5 раза больше момента трогания рабочей машины.

При переменной нагрузке рабочей машины электродвигатель к ней подбирают методом эквивалентных величин: тока, момента или мощности. Под эквивалентной мощностью понимают постоянную мощность, при которой потери в двигателе равны потерям при данном переменном графике нагрузки. Эквивалентную мощность определяют по формуле.

где Р2,…, Р" — мощности рабочей машины в течение интервалов времени 'Ь '2,-> '"•.

Для новых рабочих машин график нагрузки составляют при помощи регистрирующих приборов (амперметра и ваттметра).

Выбранный электродвигатель проверяют на перегрузочную способность, которая характеризуется допустимым для данного типа двигателя отношением максимального момента (или тока) к номинальному. Учитывая возможность снижения напряжения при перегрузке, необходимо, чтобы максимальное мгновенное значение нагрузочного момента двигателя не превосходило 0,8р_мЛ/_н, где ц_м — перегрузочная способность двигателя по моменту. Для асинхронных двигателей эта величина колеблется от 1,7 до 2,4 в зависимости от мощности и частоты вращения. Для привода машин с ударной или колебательной нагрузкой применяют двигатели с повышенным скольжением. Чтобы смягчить колебания нагрузки, нужно повысить инерционность электропривода. Для этого используют дополнительные маховые (инерционные) массы.

Контрольные вопросы и задания

• 1. От чего зависит нагрев и охлаждение электродвигателя?
• 2. Назовите номинальные режимы работы электродвигателей.
• 3. Перечислите основные этапы подбора электродвигателей к рабочей машине.
• 4. Как получают нагрузочную диаграмму?