Принципы выбора электродвигателей. Аппаратура управления и защиты электротехнических устройств

После изучения настоящего раздела студент должен:

1) знать области применения электропривода и.его преимуще­ства перед другими типами приводов; основные электротехнические и механические устройства, входящие в состав электропривода; ре-жимы работы электропривода; механические характеристики основ­ных производственных механизмов; основные . аппараты ручного и автоматического управления электроприводом; условные графиче­ские Обозначения двигателей и элементов устройств управления; ос­новные аппараты защиты электротехнических устройств;

2) понимать нагрузочные диаграммы и их построение; влияние температуры окружающей среды на нагрузочную способность двига­теля; сущность методов эквивалентного тока, момента и мощности для расчета мощности приводного электродвигателя; назначение и принцип действия аппаратов управления; работу типовых схем управ­ления электроприводом; назначение и принцип действия аппаратуры защиты;

3) уметь определять по механическим характеристикам двига­теля и рабочего механизма частоту вращения и момент в установившемся режиме; рассчитать мощность двигателя по нагрузочной диаграмме рабочего механизма; выбрать по каталогу двигатель нуж­ного исполнения, соответствующего условиям окружающей среды и режиму работы производственного механизма; проверить выбранную мощность двигателя по пусковым условиям и перегрузочной способности; читать несложные схемы управления электроприводами; приводить в действие устройства электропривода общепромышлен­ных механизмов; выбрать соответствующие аппараты управления и I защиты.

Основными вопросами, которые нужно изучить в данной теме, являются: сравнительная оценка свойств и область применения электрических двигателей как постоянного, так и переменного тока; выбор мощности двигателя для различных режимов работы; аппаратура управления электродвигателями; схемы электроснабжения предприятия, внутризаводские силовые и осветительные сети, их устройство и расчет.

Электропривод (выбор типа и мощности двигателя)

Выбор типа двигателя — один из ответственных этапов проектирования электропривода, так как именно двигатель в значительной степени, определяет технические и экономические качества привода. Из многочисленных типов двигателей переменного и постоянного токов для привода той или иной производственной машины должен быть выбран такой, который наиболее полно удовлетворял бы технико-экономическим требованиям. Это значит, что двигатель должен быть наиболее простым по управлению, надежным в эксплу­атации и с наименьшей стоимостью, массой и габаритами, а также с высокими энергетическими показателями. В сравнении со всеми существующими типами двигателей этим требованиям в наибольшей мере отвечают асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. При выборе, двигателя такого типа необходимо выяснить, удовлет­воряются ли технические требования: допустимое уменьшение ско­рости при увеличении нагрузки, допустимая частота повторных вклю­чений, возможность быстрого и надежного пуска.

В напряженных режимах работы привода, с большой частотой включений, где требуется повышенный или ограниченный пусковой момент, а также регулирование частоты вращения в узких пределах, применяют асинхронные двигатели с контактными кольцами. Для не­регулируемых приводов средней и большой мощности, работающих в продолжительном режиме с редкими пусками, рекомендуется при­менять синхронные двигатели. Они отличаются более высоким к. п: д. и допускают регулирование коэффициента мощности за счет компенсации реактивной мощности. При необходимости, плавного и глубокого регулирования скорости, а также при большой частоте включений применяются двигатели постоянного тока.

При выборе мощности двигателя основными исходными данны­ми являются требуемые нагрузочные моменты, которые должны быть приложены к валу механизма, т. е. необходимо иметь нагрузочные диаграммы электропривода P = f(t) или M=f(t), которые могут быть заданы в виде графика или таблицы.

Задача 1. Определить необходимую мощность двигателя для при­вода механизма, режим работы которого задан нагрузочной диаграм­мой на рис. 39. По технологическим условиям следует использовать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Двигатель должен иметь частоту вращения n = 980 об/мин, помещение, где установлен двигатель, — сухое, без пыли и грязи.

Решение. В данном случае режим работы представляет со­бой длительную переменную нагрузку. Мощность двигателя подби­рают при подобных режимах работы по эквивалентной мощности, которая равна