Выбор электродвигателя в зависимости от условий окружающей среды

Число двигателей, эксплуатируемых в сельском хозяйстве страны, непрерывно растет, при этом предпочтение отдают асинхронным двигателям. Преимущественное применение асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором можно объяснить спецификой работы электроприводов в сельском хозяйстве. Электродвигатели работают при неблагоприятных условиях окружающей среды: химически активной атмосфере животноводческих помещений, большой запыленности зерноочистительно-сушильных комплексов, высокой влажности в кормоцехах, под открытым небом.

При выборе исполнения электродвигателя и другого электрооборудования необходимо учитывать влияние внешних возмущений, обусловленных метеорологическими (климатическими) факторами и техническими причинами.

Воздействия первого типа. Они зависят от условий климатического района. Пригодность изделия для этих условий эксплуатации характеризуют классом исполнения. Обозначения классов исполнения составляют из сокращенных обозначений соответствующего климатического района, для которого пригодно изделие, и категории размещения.

Выбор электродвигателя по климатическому исполнению и категории размещения. Различают четыре климатических района (табл.2.3)и пять категорий размещения.

2.3. Характеристика климатических районов.

Категория 1 — изделия, предназначенные для эксплуатации под открытым небом.

Категория 2 — изделия, предназначенные для работы в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе (при отсутствии прямого воздействия солнечной радиации и атмосферных осадков).

Категория 3 — изделия, предназначенные для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий.

Категория 4 — изделия, предназначенные для работы в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями.

Категория 5 — изделия, предназначенные для работы в помещениях с повышенной влажностью.

Пример 2.14. Обозначение класса исполнения У1 указывает, что район с умеренным климатом (У), а изделие предназначено для эксплуатации под открытым небом (категория 1).

Воздействия второго типа. Они обусловлены техническими причинами и представляют собой преимущественно микроклиматические и механические воздействия со стороны технических устройств непосредственного и косвенного окружения данного объекта. Это тепловые воздействия, загрязнение воздуха, воздействия пыли и водных брызг, условия, благоприятствующие образованию плесени, механические колебания и удары.

Пригодность изделия к условиям эксплуатации в таких случаях характеризуют его принадлежностью к классу эксплуатации.

Пример 2.15. Ряды для выбора /_min, /^_х, /5^, а также установленные стандартом значения или области значений для воздействий, обозначенных кодовыми цифрами, можно найти в ГОСТ 17 516.

Выбор электродвигателя по степени защиты. Следующая важная характеристика электрооборудования — степень защиты, которую обозначают буквами IP, указывающими на международную систему обозначений, и двумя цифрами.

Степень защиты характеризует механическое экранирование подвижных или токоведущих частей внутри машины или устройства с целью защиты персонала от соприкосновения с ними, а также защиту встроенного в корпус оборудования от попадания твердых посторонних тел и защиту от проникновения воды.

Первая цифра в условном обозначении характеризует защиту от соприкосновения и попадания твердых тел (табл. 2.4), вторая — защиту от проникновения воды (табл. 2.5).

Таблица 2.4. Значение первой цифры в обозначении IP.

Таблица 2.5. Значения второй цифры в обозначении IP

Пример 2.16.

Выбор электродвигателя по условию защиты от воздействия внешней среды. По условиям защиты от воздействия внешней среды выпускают электродвигатели: защищенные, закрытые обдуваемые, продуваемые и взрывозащищенные.

В двигателе защищенного исполнения станина и подшипниковые щиты корпуса закрывают все вращающиеся и токоведущие части двигателя, предотвращая случайное прикосновение к ним и попадание внутрь посторонних предметов и капель. Окружающий воздух проникает во внутренние полости двигателя через вентиляционные окна.

У двигателей закрытого обдуваемого исполнения корпус не имеет вентиляционных окон и полностью закрывает все вращающиеся и токоведущие части двигателя. В основном охлаждение двигателя этого исполнения осуществляется вентилятором, установленным снаружи на валу двигателя и защищенным кожухом из листовой стали. Вентилятор засасывает воздух через отверстая в кожухе и направляет его вдоль наружных ребер станины, служащих для улучшения теплоотдачи двигателя.

Продуваемые двигатели имеют постороннее охлаждение, когда по одному трубопроводу подводят охлаждающий чистый воздух, а по другому отводят нагретый воздух.

Взрывозащищенные двигатели противостоят взрывам газа внутри машины и не передают пламя воспламеняющемуся газу вне нее и наоборот. Вследствие ухудшенных условий вентиляции и слабой теплоотдачи габариты и стоимость закрытых двигателей выше, чем у защищенных двигателей той же мощности.

При выборе двигателя по условиям защиты от воздействий внешней среды учитывают характер помещения и место установки электропривода.

Классификация помещений. Помещения классифицируют следующим образом.

• 1. Сухие, где относительная влажность не превышает 60 % (жилые помещения, конторы, клубы, некоторые производственные отапливаемые помещения) — рекомендуется защищенный тип электродвигателя.
• 2. Влажные, в которых относительная влажность не превышает 75%, пары или конденсирующаяся влага выделяется лишь временно и притом в небольших количествах (неотапливаемые помещения, сени жилых домов, склады, подсобные помещения мастерских) — рекомендуются защищенные электродвигатели.
• 3. Сырые, где относительная влажность длительно превышает 75% — допускаются электродвигатели закрытого обдуваемого исполнения.
• 4. Особо сырые, в которых относительная влажность близка к 100%. Потолок, стены, пол и предметы в помещении покрыты влагой (общественные кухни, бани, прачечные, уборные, помещения для запаривания кормов, овощехранилища, скотные дворы, птичники, теплицы, молокоперерабатывающие предприятия, моечные в мастерских) — допускаются электродвигатели закрытого обдуваемого исполнения.
• 5. Жаркие, в которых температура длительно превышает 30 °C, — рекомендуются защищенные электродвигатели.
• 6. Пыльные, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т. п. — рекомендуются электродвигатели закрытого обдуваемого исполнения, допускаются продуваемые.
• 7. С химически активной средой, в которых по условиям производства постоянно или длительно содержатся пары или образуются отложения, действующие разрушающе на изоляцию и токоведушие части электоообооудования (скотные двооы. конюшни, телятники) — рекомендуются электродвигатели продуваемого исполнения; допускаются закрытые обдуваемые и даже защищенные, но в этом случае изоляция и детали должны быть защищены от коррозии и других химических воздействий.
• 8. Пожароопасные помещения и наружные установки, в которых хранят или применяют горючие вещества (мельницы, молотильные сараи, зернохранилища, овины, скотные дворы, конюшни, амбары) — применяют электродвигатели разных видов исполнений в зависимости от класса пожароопасности.
• 9. Взрывоопасные помещения и наружные установки, в которых по условиям технологического процесса могут образоваться взрывоопасные смеси горючих газов или паров с воздухом или другими газами — окислителями, а также горючих пылей и волокон с воздухом (нефтебазы, нефтехранилища) — применяют взрывозащищенные электродвигатели разных видов исполнений в зависимости от класса взрывоопасности.

Обозначение двигателей. Выпускаемые асинхронные двигатели серии 4А кроме двигателей основного исполнения включают в себя двигатели десяти модификаций, восьми специализированных и трех узкоспециализированных исполнений, что обеспечивает комплектацию всех сельскохозяйственных силовых электроустановок. Обозначение типа двигателя и его номинальные данные указаны на заводском щитке в виде буквенных и цифровых обозначений. При чтении слева направо эти обозначения расшифровываются следующим образом: 4 —четвертая единая серия; А — асинхронный двигатель; Н — защищенного исполнения (отсутствие буквы Н указывает на закрытое обдуваемое исполнение); А — станина и щиты из алюминиевого сплава; X — станина алюминиевая, щиты чугунные (отсутствие букв, А и X указывает, что станина и щиты чугунные); две или три цифры указывают высоту оси вращения в миллиметрах; S, М, L — установочный размер по длине станины; А или В — длина сердечника статора; 2… 12 — число полюсов; буква с цифрой — климатическое исполнение и категория размещения.

Например, обозначение двигателя 4AH160S4Y3 означает: асинхронный короткозамкнутый двигатель четвертой единой серии, защищенного исполнения, с высотой оси вращения 160 мм, с установочным размером по длине станины S, четырехполюсный, для использования в местностях умеренного климата, третьей категории размещения.

Специализированные и узкоспециализированные исполнения отмечают буквами в конце обозначения. Например, 4A160S2CX означает двигатель сельскохозяйственного назначения.

Асинхронные двигатели сельскохозяйственного назначения. В сельскохозяйственном производстве используют асинхронные двигатели как общего применения, так и сельскохозяйственного назначения. Их выполняют мощностью до 30 кВт в закрытом обдуваемом исполнении со встроенными термосопротивлениями для осуществления температурной защиты и без них.

Асинхронные двигатели применяют:

для объектов сельскохозяйственного производства с повышенной влажностью и загазованностью воздуха (например, в животноводческих помещениях);

для наружных установок (на зернотоках, на открытых площадках);

для производственных помещений с пыльной, сырой и химически активной средой.

Для привода машин, работающих в животноводческих помещениях, следует применять электродвигатели сельскохозяйственного назначения со встроенными термосопротивлениями для осуществления температурной защиты и без них. Эти двигатели со специальной пропиткой обмоток и окраской, меньше подвержены коррозии. Чтобы предотвратить попадание влаги внутрь двигателя, подшипниковые щиты и крышки устанавливают на заводе на сгущенной эмали или крем-неорганическом вазелине. Коробка выводов имеет уплотнение. Обмоточные провода типа ПЭТ имеют нагревостойкость по классу F.

При выборе конструктивного исполнения двигателя следует стремиться к более тесному объединению электродвигателя с рабочей машиной. Для регулирования частоты вращения двигателя при его непосредственном соединении с машиной применяют, как правило, полупроводниковые преобразователи постоянного или переменного тока.