Методика выбора электропривода

При выборе рационального ЭП рабочих машин и механизмов приходится взаимосвязанно рассматривать конкретные этапы выбора ЭП:

по роду тока и значению напряжения;

по конструктивному исполнению и защите от воздействия окружающей среды;

по частоте вращения и возможности ее регулирования;

по мощности, исходя из условий:

допустимого нагрева электродвигателя при работе; обеспечения пуска ЭП;

обеспечения статической и динамической устойчивости ЭП; обеспечения допустимого нагрева электродвигателя при затяжном пуске;

обеспечения требуемой частоты включений;

по уровню автоматизации;

по надежности;

по эффективности.

Основное содержание каждого этапа методики выбора ЭП состоит в следующем.

По роду тока и значению напряжения ЭП выбирают, в первую очередь учитывая данные предполагаемого источника электропитания и технологические требования со стороны производственного процесса к электрифицированной установке. В ряде случаев на основе технико-экономических расчетов сопоставляют несколько вариантов. При необходимости глубокого и плавного регулирования частоты вращения ЭП предпочтение отдают ЭП постоянного тока. Если не требуется регулирование частоты вращения ЭП, а также при изменении частоты вращения в незначительном диапазоне или ее ступенчатом изменении, предпочтительнее использовать асинхронный ЭП как наиболее надежный и недорогой.

Значение напряжения питания ЭП принимают с учетом данных располагаемого источника и преобразовательного устройства, а также технологических требований электроустановки. Например, для ЭП инструмента по требованиям электробезопасности производства строительно-монтажных работ напряжение питания должно быть не более 42 В. Рекомендуется использовать стандартные значения напряжений питания ЭП: для постоянного тока — 12, 24, 48, 110, 220 и 440 В, для переменного — 24, 36, 42, 127, 220, 380, 660 В, 6 и 10 кВ.

По конструктивному исполнению и способу монтажа электродвигатели выбирают исходя из удобства их установки и последующего обслуживания с учетом конструктивных особенностей рабочей машины или механизма. По конструктивным особенностям крепления электродвигатели подразделяют на группы: с лапами для крепления, с лапами для крепления и крепежным фланцем на подшипниковом щите, без лап с крепежным фланцем на подшипниковом щите и др.

Имеются также различия по конструктивному исполнению выступающего конца вала электродвигателей и способу монтажа, который определяет пространственное положение электродвигателя на месте установки, особенности его крепления и сочленения с механизмом.

Все эти конструктивные различия отражают в условном обозначении электродвигателя по конструктивному исполнению и способу его монтажа, которое состоит из двух латинских букв IM и четырех цифр. Первая цифра указывает группу конструктивного исполнения крепления: 1 — на лапах; 2 — на лапах с фланцем; 3 — без лап с фланцем и т. д. Последняя цифра означает исполнение выступающего конца вала, две средние — способ монтажа.

В зависимости от назначения все электротехнические изделия, в том числе и ЭП, различают по климатическому исполнению и категории размещения. Действующими стандартами выделено пять климатических исполнений электротехнических изделий, маркируемых следующими буквами для разных районов с климатом: У — умеренным, УХЛ — умеренным и холодным, Т — как с сухим, так и влажным тропическим, М — умеренно холодным морским, ОМ — как с умеренно холодным, так и с тропическим морским климатом. Существуют и специализированные исполнения электродвигателей, например СХ — сельскохозяйственного назначения, X — химического и др. Категории размещения обозначают следующими пятью цифрами, в зависимости от условий эксплуатации электротехнического оборудования: 1 — на открытом воздухе, 2 — под навесом или в открытых помещениях, 3 — в закрытых помещениях без искусственного микроклимата, 4 — в помещениях с искусственным микроклиматом, 5 — для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью.

Все электротехнические изделия, в том числе и электродвигатели, классифицируют также по степени защиты от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями и от попадания внутрь оболочек изделия посторонних твердых тел и воды. Для обозначения степени зашиты изделия используют две латинские буквы IP и следующие за ними две цифры. Первая цифра от 0 до 6 означает степень защиты токоведущих и движущихся частей электрооборудования от соприкосновения и от попадания внутрь посторонних тел: 0 — защита отсутствует; 1…4 — защита от твердых тел соответственно размером более 50; 12; 2,5 и 1 мм; 5 — защита от пыли; 6 — пыленепроницаемость.

Степень защиты электрооборудования от попадания воды определяется второй цифрой от 0 до 8: 0 — защита отсутствует; 1 и 2 — защита от капель воды, в последнем случае при наклоне до 15°; 3…6 — защита соответственно от дождя, брызг, водяных струй и волн; 7 — защита при погружении в воду; 8 — защита при длительном погружении в воду.

При установке электродвигателей и аппаратуры управления ЭП на открытом воздухе они должны иметь исполнение по степени защиты не ниже IP44.

По частоте вращения и возможности ее регулирования электродвигатели выбирают исходя из технологических требований и скоростных особенностей рабочих машин и механизмов. При этом следует учитывать, что чем быстроходнее электродвигатель, тем меньше его масса и стоимость, тем выше его энергетические показатели (КПД, cos (p). При этом, как правило, увеличиваются затраты на механическое передаточное устройство из-за необходимости увеличения его передаточного отношения. Для обеспечения максимального ускорения и уменьшения продолжительности пуска ЭП требуемое передаточное отношение механической передачи рассчитывают на основании (1.85) или (1.86).

По мощности электродвигатели ЭП выбирают исходя из их нагрузочных диаграмм в полном соответствии с изложенными расчетами в подразделе 1.6. Это наиболее трудоемкий и ответственный этап выбора электродвигателя для привода рабочих машин и механизмов. Для его ускорения и повышения точности расчетов целесообразно использовать современные средства вычислительной техники.

По уровню автоматизации, надежности и эффективности выбирают ЭП, руководствуясь дополнительно сведениями из подраздела 1.7 и расчетами надежности и технико-экономической эффективности, изложенными в подразделе 1.8.