Выбор электродвигателя. 
Основы электротехники, микроэлектроники и управления в 2 т. Том 2

Выбор электродвигателя представляет сложную задачу, зависящую от множества факторов.

Выбор электродвигателя во многом определяет надежность и безопасность функционирования системы «электродвигатель — рабочая машина», производительность рабочей машины или механизма. При этом необходимо учитывать и экономические вопросы, т. е. необходимо стремиться получить минимум как первоначальных, так и эксплуатационных затрат.

Ниже излагается примерная последовательность решения задачи по выбору электродвигателя. Эту последовательность можно в какой-то степени изменить, но при этом необходимо будет учесть рассмотренные вопросы.

Прежде всего по нагрузочной диаграмме определяется, из какого режима работы выбирается электродвигатель: продолжительного, кратковременного или повторнократковременного.

Из технологического процесса определяется необходимость регулировки частоты вращения электродвигателя. Если необходимо регулировать частоту вращения, то применяют частотно-регулируемый электропривод (асинхронный электродвигатель с полупроводниковым преобразователем частоты) или двигатель постоянного тока с управляемым полупроводниковым выпрямителем. При этом частотнорегулируемый электропривод более предпочтителен, так как по сравнению с двигателем постоянного тока он имеет большую надежность при меньших эксплуатационных затратах. До настоящего времени двигатели постоянного тока также находят применение, особенно в условиях, когда работа электропривода характеризуется тяжелыми пусками и большими перегрузками.

Если требуется строго постоянная частота вращения или электродвигатель помимо своей основной функции используется для повышения коэффициента мощности энергосистемы, то применяются синхронные электродвигатели. Также синхронные электродвигатели применяются, в основном, при номинальной мощности более 300 кВт.

Если не требуется регулировка частоты вращения и мощность электропривода небольшая или средняя, то применяются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором как наиболее надежные, дешевые и экономичные.

Затем рассчитывается мощность электродвигателя и производится выбор двигателя по мощности и по конструктивному исполнению. Выбор двигателя по конструктивному исполнению производится с учетом обеспечения защиты от воздействия окружающей среды, обеспечения охлаждения и с учетом способа монтажа. Если двигатели будут работать во взрывоопасных помещениях, то они должны быть во взрывозащищенном исполнении.

При выборе двигателя должны учитываться влияние климатических факторов и условия размещения, т. е. необходимо правильно выбрать конструктивную форму, климатическое исполнение и категорию размещения.

Конструктивные формы исполнения двигателей определяются степенью защиты, способами охлаждения (здесь не рассматриваются) и монтажа, климатическими условиями и местом эксплуатации.

Степень защиты электродвигателей обозначается двумя буквами IP (начальные буквы слов International Protection) и двумя цифрами.

Первая цифра обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями и от попадания внутрь корпуса двигателя твердых тел.

Для двигателей напряжением до 1000 В установлено шесть степеней защиты (первая цифра):

• 0 — защита отсутствует;
• 1 — защита от случайного соприкосновения большого участка человеческого тела с токоведущими и вращающимися частями; отсутствует защита от преднамеренного соприкосновения; имеется защита от попадания внутрь твердых тел диаметром более 50 мм;
• 2 — защита от соприкосновения пальцев человека с токоведущими и вращающимися частями и защита от попадания внутрь двигателя твердых тел диаметром более 12 мм;
• 3 — защита от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями инструмента, проволоки и других предметов, толщина которых превышает 2,5 мм; защита от попадания внутрь машины твердых тел диаметром более 2,5 мм;
• 4 — защита от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями предметов толщиной более 1 мм и защита от попадания внутрь двигателя твердых тел толщиной более 1 мм;
• 5 — полная защита от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями и полная защита от вредных отложений пыли внутри машины.

Вторая цифра обозначает степень защиты от попадания внутрь двигателя воды.

Существует девять степеней защиты от проникновения воды внутрь двигателя:

0 — защита отсутствует;

• 1 — защита от капель сконденсировавшейся воды, падающих вертикально;
• 2 — защита от капель воды, падающих под углом не более 15° к вертикали;
• 3 — защита от дождя, падающего под углом не более 60° к вертикали;
• 4 — защита от брызг воды любого направления;
• 5 — защита от водяных струй в любом направлении;
• 6 — защита от воздействий, характерных для палубы корабля, включая захлестывание морской волной;
• 7 — защита при погружении в воду в течение времени и давлении, указанных в стандарте;
• 8 — защита при погружении в воду на неограниченное время при Давлении, указанном в стандарте.

Наиболее распространенные степени защиты электродвигателей на напряжение до 1000 В и их краткое описание приведены в табл. 10.1.

Монтаж двигателей в местах их установки осуществляется обычно на лапах или посредством фланцев. При этом возможно горизонтальное или вертикальное расположение оси вала двигателя.

Разновидности конструктивного исполнения двигателей по способу монтажа определены стандартом. При этом имеется в виду крепление двигателя на месте его установки и способ сочленения с рабочим механизмом. Условное обозначение этого исполнения состоит из букв IM (начальные буквы слов International Mounting) и четырех цифр.

Первая цифра — способ крепления двигателя в месте его установки:

• 1 — на лапах с подшипниковыми щитами;
• 2 — на лапах с подшипниковыми щитами, с фланцем на одном или двух щитах;
• 3 — без лап с подшипниковыми щитами, с фланцем на одном или двух щитах;
• 4 — без лап с подшипниковыми щитами, с фланцем на станине;
• 5 — без подшипниковых щитов;
• 6 — на лапах с подшипниковыми щитами со стояковыми подшипниками;

7 — на лапах со стояковыми подшипниками (без подшипниковых щитов); 8 — с вертикальным валом, кроме позиций 1−4 данного перечня; Вторая и третья цифры — пространственное положение двигателя и направление выступающего конца вала.

Четвертая цифра — исполнение конца вала (цилиндрический или конический, один или два выступающих конца вала).

Примеры наиболее распространенных видов исполнения двигателей по способу монтажа приведены в табл. 10.2.

Климатические условия внешней среды оказывают значительное влияние на надежность эксплуатации электрических двигателей. Климатические условия внешней среды определяются следующими параметрами: температура и диапазон ее колебаний, относительная влажность, атмосферное давление, солнечная радиация, дождь, ветер, пыль, соляной туман, иней, действие плесневых грибов, содержание в окружающей среде коррозионно-активных материалов. Все эти факторы необходимо учитывать при выборе двигателя для электропривода. Климатическое исполнение двигателей обозначается буквами (табл. 10.3).

Таблица 10.2. Описания некоторых видов исполнения электродвигателей по способам монтажа.

Виды исполнений.	Схема.
IM1001. С двумя подшипниковыми щитами на лапах, вал горизонтальный с цилиндрическим концом.
IM1011. С двумя подшипниковыми щитами на лапах, вал вертикальный с цилиндрическим концом, направленным вниз.
IM2001. С двумя подшипниковыми щитами на лапах, с фланцем на одном щите, доступным с обратной стороны, вал горизонтальный с цилиндрическим концом.
IM2131. С двумя подшипниковыми щитами на лапах, с фланцем на одном щите, не доступным с обратной стороны, вал вертикальный с цилиндрическим концом, направленным вверх.
IM3001. Без лап, с двумя подшипниковыми щитами, с фланцем на одном щите, доступным с обратной стороны, вал горизонтальный с цилиндрическим концом.

Места размещения электрических двигателей при эксплуатации

• 1 — на открытом воздухе;
• 2 — на открытом воздухе или в помещениях, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от аналогичных параметров на открытом воздухе (отсутствует солнечная радиация и атмосферные осадки);
• 3 — в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий;
• 4 — в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями;
• 5 — в помещениях с повышенной влажностью.

Пример обозначения типоразмера двигателя: АИР132М8УЗ — трехфазный асинхронный двигатель серии АИР (основное исполнение), степень защиты IP44, охлаждение ICO 141, высота оси вращения 132 мм, условная длина статора М, число полюсов 8 (синхронная частота вращения 750 об/мин), климатические условия У — умеренный климат, место размещения при эксплуатации 3 — в закрытом помещении с естественной вентиляцией.