Реферат: Устройство и выбор асинхронного электродвигателя
При повторно-кратковременном режиме (S3) кратковременные периоды нагрузки чередуются с непродолжительными периодами отключения двигателя. При этом t Р <.4Т; tn <Т0 , то есть ни в одном из периодов температура не достигает установившегося значения, но среднее ее значение устанавливается неизменным.
Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной продолжительностью рабочего периода и длительностью цикла. Относительная продолжительность рабочего периода, выраженная в процентах, называется относительной продолжительностью включения и обозначается ПВ %. Номинальной длительностью цикла считают 10 мин.
ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
ПО МОЩНОСТИ, ЧАСТОТЕ ВРАЩЕНИЯ, ТИПУ И ИСПОЛНЕНИЮ
При выборе электродвигателей и способов регулирования для производственных машин, требующих электрического регулирования скорости, приходится учитывать ряд технических требований. Основными из них являются: диапазон и плавность регулирования, стабильность скорости, надежность и простота управления. В этом случае на производстве чаще применяют асинхронные двигатели с фазным ротором, многоскоростные короткозамкнутые двигатели, двигатели повышенного скольжения с короткозамкнутым ротором. Правильный выбор номинальной мощности электродвигателя определяет экономическую эффективность привода.
1. Применение двигателя недостаточной мощности приводит к преждевременному выходу его из строя. Использование двигателей завышенной мощности ведет к увеличению первоначальной стоимости электропривода и к увеличению расхода электроэнергии.
2. При выборе электродвигателя по номинальной частоте вращения учитывают экономические и технические показатели. Так, масса и стоимость быстроходных двигателей меньше, а номинальные к. п. д. и коэффициент мощности больше.
В большинстве случаев частота вращения приводных валов машин, за исключением вентиляторов и центробежных насосов, не совпадает со стандартными частотами вращения электродвигателей. Поэтому приходится учитывать стоимость и к. п. д. механических передач.
Технико-экономические расчеты и практический опыт показывают, что в большинстве случаев наиболее экономичны двигатели с частотой вращения 1500 об/мин. Число таких двигателей в сельском хозяйстве превышает 90%.
Двигатели на 3000 об/мин применяют для привода центробежных насосов и вентиляторов большого напора.
Двигатели на 1000 об/мин используют для привода поршневых компрессоров, вентиляторов среднего напора большой производительности и в других случаях, когда возможно прямое соединение с валом рабочей машины. Тихоходные двигатели обладают техническим преимуществом по сравнению с быстроходными в том случае, когда осуществляются частые пуски и реверсы. При этом решающими факторами становятся потери энергии и время переходных процессов, а тихоходные двигатели, обладая малой величиной кинетической энергии ротора, обеспечивают меньшие потери энергии и время переходных процессов.
3. Возможно сравнение трех основных типов двигателей переменного тока: асинхронного с короткозамкнутым ротором, асинхронного с фазным ротором и синхронного. Выбирая тип двигателя в зависимости от характера нагрузки и мощности механизмов, можно руководствоваться следующими данными. При длительной постоянной и переменной нагрузках мощностью до 100 кВт наиболее экономичны асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором при нагрузках мощностью больше 100 кВт — синхронные двигатели.
При резко-переменной нагрузке мощностью 100 кВт применяют асинхронные двигатели с повышенным скольжением, при мощности свыше 100 кВт — асинхронные двигатели с фазным ротором.
При повторно-кратковременной и кратковременной нагрузках используют чаще всего асинхронные двигатели с повышенным скольжением и асинхронные двигатели с фазным ротором.
4. Мощность электродвигателя выбирается, исходя из необходимости обеспечения пуска, преодоления всех сопротивлений во время работы, соблюдения нормального теплового режима электродвигателя.
В электродвигателе наименьшей нагревостойкостью обладают изоляционные материалы.
В электрических машинах в основном применяют изоляционные материалы, которые относят к классам А, Е, В, F, Н.
Класс А включает в себя материалы из хлопка, бумаги, полиамидных волокон, пропитанных или погруженных в масло, а также эмали и лаки. Предельно допустимая температура для этих материалов 105°С.
В электродвигателях серии 4А применяют более нагревостойкую изоляцию из синтетических и неорганических материалов классов Е, В, F. Максимальная допустимая температура их нагрева соответственно 120, 130, 155°С. Еще более нагревостойкие материалы класса Н используют во взрывобезопасных двигателях большой мощности. Срок службы изоляции зависит от температуры, при которой она работает. Установлено, что повышение рабочей температуры на 10°С по сравнению с предельно допустимой сокращает срок службы изоляции вдвое. При температуре более 200°С двигатель выйдет из строя в течение нескольких минут. Вследствие этого нагрев электродвигателей, так же как и другого электрооборудования, является основным критерием допустимой нагрузки.
Кроме предельно допустимой температуры нагрева, указывают предельно допустимое превышение температуры двигателя над окружающей средой. Эта величина получается вычитанием из предельно допустимой температуры нагрева двигателя номинальной температуры окружающей среды, которая принята равной 40°С.
5. Электродвигатели одного и того же типа изготовляют в различных конструктивных исполнениях в зависимости от способа механического монтажа их на производственной машине.
Наиболее распространенные следующие двигатели:
а) с подшипниковыми щитами на лапах;
б) с подшипниковыми щитами на лапах и фланцем на подшипниковом щите;
в) с подшипниковыми щитами и фланцем на подшипниковом щите без лап.
По форме исполнения электрические двигатели могут быть поделены на десять видов: М101, М102, М103, М104, М201, М202, М203. М301, М302, М303.
6. Электродвигатели также изготовляют в различных исполнениях в зависимости от среды, в которой они могут работать, В производстве сейчас применяют преимущественно двигатели единых серий в трех основных исполнениях по защите от окружающей среды: защищенные (П, П2), закрытые не герметически (АО2, 4А), взрывонепроницаемые (ВАО).
По уровню защиты от контакта с токопроводящими частями, попадание посторонних тел, пыли и влаги электрические машины бывают такой модификации:
1. открытые (IP00) - электродвигатель не защищен от случайного прикосновенья к вращающимся и токопроводящим частям и от попадания вглубь инородных тел (устанавливают в помещении);