Выбор электродвигателя по мощности

Электродвигатель — главный элемент электропривода. Выбор его является наиболее ответственной задачей при проектирова­нии электрооборудования металлургических цехов и включает несколько независимых операций: выбор мощности электродви­гателя и его электрических параметров (род тока, напряжение, частота переменного тока), выбор конструктивно-монтажного исполнения и конкретного исполнения и марки двигателя.

Параметры выбранного электродвигателя — номинальная мощность, частота вращения, номинальное напряжение, отно­сительная продолжительность рабочего периода, пусковой и максимальный моменты, пределы регулирования частоты вращения, вид механических характеристик, конструктивные осо­бенности, исполнение должны соответствовать требованиям технологического процесса), параметрам и конструктивным особенностям рабочего механизма, параметрам электрической сети, условиям работы и окружающей среды.

Мощность электродвигателя выбирают, исходя из необходи­мости обеспечить выполнение заданного графика нагрузки при соблюдении нормального теплового режима и допустимой механической перегрузки двигателя. Применение двигателей завышенной мощности влечет неоправданное увеличение капитальных вложений, снижение к. п. д., а для асинхронных двигателей — снижение коэффициента мощности. Применение двигателей недостаточной мощности может привести к их перегреву, нарушению нормальной работы механизма, снижению производительности машин, сокращению срока службы двигателя и даже возникновению аварийной ситуации. Даже при сравнительно небольшом превышении допустимой температуры происходит интенсивное старение изоляции и резкое сокраще­ние срока эксплуатации машины, а при перегреве изоляции на 20 % выше допустимой срок службы электродвигателя снижа­ется втрое.

Если нагрузка постоянна, а режим работы двигателя не­прерывен, то выбор двигателя весьма прост. По каталогу под­бирают двигатель с номинальной мощностью Р_н, равной (или ближайшей большей) мощности из нагрузочной диаграммы Р_р, т. е.

При переменной нагрузке мощность приводного двигателя определяют ориентировочно по средней мощности или моменту производственного механизма с некоторым запасом, а затем после построения нагрузочной диаграммы привода производят поверочный расчет. Одним из методов проверки правильности выбора двигателя является метод средних потерь, основанный на следующем положении. Если выделенные в двигателе потери за рабочий цикл не превышают его номинальных потерь за этот же период времени, то температура обмоток не будет пре­вышать допустимого предела. Потери энергии в машине могут быть по­стоянными (потери в железе, на трение и т. п.) и Переменными. Переменные потери являются функцией тока нагрузки

Процесс электромеханического преобразования энергии всегда сопровождается потерей части ее в самой машине. Преобра­зуясь в тепловую энергию, эти потери вызывают нагрев элек­трической Уравнение теплового баланса двигателя имеет вид

где dQ — тепловая энергия, выделившаяся в двигателе за время —часть тепловой энергии, выделяющаяся в окру­жающую среду; dQ₂ — часть тепловой энергии, аккумулируемая в двигателе и вызывающая его нагрев

Стандартное значение температуры окружающей среды при­нимается 40 °С.

Когда все выделяемое в двигателе тепло отдается в окру­жающую среду, наступает установившийся тепловой режим ра­боты, при котором температура двигателя остается неизменной