Как правильно подобрать электродвигатель по типу и мощности?

Содержание:

• Основные разновидности электромоторов
• Как рассчитать оптимальную мощность электромотора?
• Как рассчитать значение пускового тока?
• Выбор исполнения двигателя в зависимости от режима работы
• Выбор электродвигателя по климатическому исполнению

Электромоторы – один из самых распространенных типов двигателей в промышленности, бытовой технике, различном оборудовании. Основной принцип их работы заключается в преобразовании электроэнергии в энергию вращения, что запускает движение исполнительного механизма. Такие двигатели получили широкое применение при изготовлении вентиляторов, кондиционеров, насосов, компрессоров и не только, также они используются для работы электротранспорта.

Основные разновидности электромоторов

Компании производители выпускают широкий спектр моделей электродвигателей с разными техническими параметрами. При выборе нужно ориентироваться на требуемую мощность, рабочий режим, особенности температурного режима при эксплуатации, доступные источники тока для получения энергии. Рассмотрим подробнее, как можно выбрать электродвигатель с учетом поставленных задач.

Что лучше: двигатели постоянного или переменного тока?

Один из первых параметров, на которые нужно обратить внимание – тип электротока. Электроприводы могут работать от сетей постоянного и переменного тока. Первый тип оборудования был широко распространен в прошлые десятилетия, однако сейчас он активно вытесняется асинхронными двигателями, рассчитанными на подключение к сетям переменного тока.

У электромоторов постоянного тока есть существенный минус - они рассчитаны на подключение только к сети постоянного тока, также их можно подключать с помощью специального преобразователя. Такое условие становится невыполнимым для небольших объектов, поэтому этот тип электромоторов используется преимущественно для крупных объектов. В противном случае потребуются дополнительные затраты.

Ключевыми преимуществами такого типа двигателя стал возможность стабильно работать в условиях постоянных повышенных нагрузок. Благодаря большому пусковому моменту такие приводы можно использовать для нужд металлургической отрасли, они применяются для станков, электротранспорта и многих других видов механизмов.

Электромоторы переменного тока работают на основе индукции: это явление возникает во время движения проводника в магнитном поле. Для этого в составе электродвигателя применяются магниты постоянного типа или обмотки.

Виды электромоторов переменного тока

Электромоторы переменного тока принято делить на две большие группы: они могут быть синхронными и асинхронные. Обе разновидности имеют свои преимущества и недостатки, они отличаются по конструкции. Рассмотрим подробнее детальные особенности каждой группы.

Что такое синхронные двигатели? (СД)

СД – это наиболее распространенный тип электромоторов, применяемых для техники, которая работает на постоянных оборотах в течение длительного времени. Это могут быть компрессоры, генераторы, конвейерное оборудование и многое другое. Такие моторы не предназначены для частого включения и отключения.

СД выпускаются в широком диапазоне технических параметров. Они могут работать с диапазонами скоростей 125-1000 об/мин, можно подобрать подходящее решение для выполнения любой задачи. Максимальная мощность таких моторов может достигать тысяч киловольт, это дает возможность использовать такие электромоторы для наиболее мощного и большого оборудования.

Одним из важных компонентов СД является короткозамкнутая обмотка, установленная на роторе. Особенности конструкции позволяют электромоторам работать с максимально высоким КПД при относительно небольших размерах. Использование двигателей такого типа дает возможность оптимизировать энергозатраты и сделать механизм максимально энергоэффективным.

Как устроены асинхронные двигатели (АД)?

АД активно используются в различных отраслях промышленности. Ключевой особенностью таких моторов стало ускоренное вращение магнитного поля в сравнении со скоростью движения ротора – разница между ними может колебаться в диапазоне от 1 до 8%.

У большинства современных двигателей асинхронного типа ротор выполнен из алюминия, а не из стали. Этот металл и его сплавы отличаются значительно меньшим весом, поэтому можно сделать двигатель значительно легче и удобнее в эксплуатации. Кроме того, снижаются затраты на производство, сокращается себестоимость готовых двигателей.

Минусом АД можно назвать относительно невысокий КПД при работе на небольших оборотах. Он снижается до 30-50% от первоначального значения. Еще одним существенным минусом таких двигателей стал высокий пусковой ток. При запуске электромоторы такого типа потребляют значительно больше электричества, что делает их затратными в эксплуатации. Чтобы сократить затраты электроэнергии при запуске, необходимо использовать устройства плавного пуска или устанавливать в электросистему устройства частотные преобразователи.

Однако такие двигатели обладают простой и надежной конструкцией, удобны в эксплуатации, отлично справляются с большими продолжительными нагрузками. Это дало возможность использовать их в самых разных промышленных отраслях:

• В лифтовых подъемниках и других видах оборудования, для которого важна ступенчатая регулировка скорости. Для такой техники применяются многоскоростные приводы.
• Для станков по металлообработке и промышленных лебедок. Для такого оборудования активно применяются двигатели, оснащенные тормозной системой. Она дает возможность вовремя остановить привод и сразу зафиксировать вал, если возникают перебои в подаче напряжения или полностью отключилось напряжение в сети.
• Для оборудования, работающего с пульсирующей нагрузкой. В этом случае техника работает с АД, обладающим увеличенными параметрами скольжения.

Это только некоторые возможности использования АД. Они могут работать в самых разных видах оборудования, в том числе в домашней бытовой технике

Что такое вентильные электромоторы?

В особую группу вентильных двигателей (ВД) выделяют моторы, в которых можно регулировать рабочий режим с использованием вентильных преобразователей. Такая разновидность электродвигателей обладает несколькими преимуществами:

• Продолжительный срок использования;
• Простое техническое обслуживание благодаря возможности бесконтактного контроля и настроек;
• Значительная устойчивость к перегрузкам. Двигатель может выдерживать перегрузки, которые в несколько раз превышают пусковой ток;
• Широкие возможности регулировки частоты вращения. У ВД он почти в 2 раза больше, чем диапазон АД;
• Значительный КПД. Эффективность работы таких электромоторов превышает 90%, причем она сохраняется при любых нагрузках;
• Компактность. Устройства имеют небольшие габариты и невысокую стоимость.

Еще одним плюсом такого оборудования можно назвать быструю окупаемость. Двигатели стоят недорого, поэтому они оправдывают все вложения в покупку.

Как рассчитать оптимальную мощность электромотора?

Один из важных параметров при выборе электромотора – это мощность работающего оборудования. Ее можно определить с помощью расчетных формул со специальными коэффициентами. Стандартная формула расчета мощности двигателя выглядит следующим образом:

В ней:

• Р – мощность электромотора;
• Рм – значение потребляемой мощности, указанное в технических документах электроприбора;
• п – значение КПД, с которым работает передача.

При выборе подходящего электродвигателя для решения конкретной задачи лучше выбирать устройство с номинальным током немного больше требуемого значения. Это позволит не использовать двигатель постоянно в режиме максимальной загрузки. Однако запас не должен быть слишком большим, чтобы не пришлось переплачивать за неиспользуемые возможности.

Важно! Если используется электродвигатель с большим запасом мощности, это негативно влияет на его КПД. Кроме того, для двигателей переменного тока избыток мощности приводит к уменьшению коэффициента мощности.

Как рассчитать значение пускового тока?

Если известна разновидность электродвигателя и значение его номинальной мощности, по этим показателям можно определить значение номинального тока. Расчет для двигателей постоянного тока проводится по следующей формуле:

Для определения двигателей переменного тока номинальное значение тока определяется по следующей формуле:

В ней:

• PH – номинальное значение мощности электромотора;
• UH – номинальное значение напряжения электромотора;
• cosfH обозначает коэффициент мощности;
• ηH обозначает КПД мотора.

Все составляющие значения для расчета по данной формуле присутствуют в технической документации для конкретной модели электродвигателя. С помощью полученного значения номинального тока можно рассчитать значение пускового тока. Для этой цели используется следующая формула:

IП =" IH*Кп, в которой:

• IП – это значение пускового тока;
• IН – значение номинального тока;
• Кп – кратность постоянного тока к номиналу.

Выбор исполнения двигателя в зависимости от режима работы

Еще один параметр, на который предстоит обращать внимание при выборе электромотора – нагрузка на двигатель в зависимости от режима эксплуатации. Если устройство работает со стабильным числом оборотов, двигатель испытывает равномерную постоянную нагрузку. Если оно требует частых пусков и остановок, нагрузка будет постоянно меняться. В технических стандартах зафиксированы следующие рабочие режимы электродвигателей:

• S1 – режим продолжительной работы. Двигатели такого типа работают с постоянными долговременными нагрузками до момента окончательного перегрева. Для расчета мощности такого электропривода можно использовать указанную выше формулу.
• S2 – режим кратковременной эксплуатации. В этом случае электродвигатель не успевает нагреться до критического значения во время использования. После отключения он начинает охлаждаться естественным путем и достигает температуры окружающей среды.
• S3 – периодически-кратковременный режим. Его рассчитывают для приборов, которым требуется периодически отключаться. За период отключения двигатель не успевает полностью охладиться, а после включения не успевает разогреваться до критических значений. Когда проводятся инженерные расчеты, учитывается, в какие промежутки времени двигатель не будет работать. Рассчитывается допустимое число включения и отключений за час или другие единицы времени.
• S4 и S5. Эти режимы предусматривают частые пуски или электрическое торможение в процессе эксплуатации.
• S6. Для такого режима характерна периодическая кратковременная нагрузка.
• S7. Предусмотрено электрическое торможение.
• S8. Может допускаться одновременное изменение нагрузки и частота вращения электродвигателя.
• S9. Такой режим предусматривает изменения частоты и нагрузки, они будут непериодическими.

Как правило, если современный электропривод используется продолжительный период времени, в его исполнении сразу предусмотрена адаптация к меняющейся интенсивности нагрузки.

Выбор электродвигателя по климатическому исполнению

Важным условием для покупки мотора станет его соответствие условиям среды, в которых его предстоит использовать. Для этого нужно учитывать климатическое исполнение. Его обозначают буквенной маркировкой:

• У – указывает на умеренный климат;
• ХЛ – исполнение для эксплуатации в холодных условиях;
• ТС – исполнение для сухого климата тропиков;
• ТВ – исполнение для влажных тропиков;
• Т – универсальный вариант для эксплуатации в тропиках;
• О – обозначение двигателей, которые работают в условиях суши;
• М – специализированное морское исполнение;
• В – универсальные модели, которые подходят и для моря, и для суши.

Двигатели могут быть предназначены для установки на открытой территории, в хорошо проветриваемых или в закрытых помещениях. В маркировке указывается соответствующая цифра.

В компании «Мир привода» можно выбрать электродвигатели с подходящими параметрами для установки в любой тип механизма. Ознакомьтесь с каталогом и оформите заказ с доставкой по Санкт-Петербургу.