6.3. Выбор электродвигателей

Процедура выбора электродвигателей состоит в удовлетворении ряда требований потребителя; выбор состоит в переборе возможных вариантов, в том числе: по роду тока и напряжению, конструктивному исполнению, уровню вибрации и шума, мощности и режиму работы.

6.3.1. Выбор электродвигателей

по роду тока, конструктивному исполнению,

классу вибрации и уровню шума

Выбор по роду тока. В соответствии с рекомендациями двигатели постоянного тока выбираются (применяются) лишь в тех случаях, когда двигатели переменного тока не обеспечивают требуемых характеристик механизма либо не экономичны. При этом для механизмов с продолжительным режимом работы, с редкими включениями и малыми нагрузками при пуске наиболее целесообразен синхронный двигатель. Применение синхронного двигателя позволяет обеспечить высокие энергетические показатели в процессе эксплуатации.

Что касается напряжения, то двигатели постоянного тока единой серии 2П изготовляются на одно номинальное напряжение каждый, асинхронные двигатели единой серии 4А — на одно или два номинальных напряжения каждый, синхронные двигатели — на одно напряжение (подробнее см. вторую часть Справочника). При этом двигатели должны обеспечивать выдачу номинальной мощности при отклонении напряжения от номинального в некотором диапазоне. Знание этого диапазона (имеется в стандартах и ТУ на соответствующие типы двигателей) особенно необходимо при выборе двигателей, работающих в автономных сетях, где их нагрузка соизмерима с мощностью сети.

Выбор по конструктивному исполнению. При выборе конструктивного исполнения двигателя необходимо учитывать условия его эксплуатации, под которыми следует понимать в первую очередь воздействие климатических факторов окружающей среды, а также способ охлаждения и исполнение двигателей по способу монтажа.

Электрические машины обычно предназначаются для эксплуатации в одном или нескольких макроклиматических районах • и в соответстсвии с ГОСТ 15150-69 и 15543-70 изготовляются в следующих климатических исполнениях: У, УХЛ, Т, О, М, ОМ, В.

Электрические машины исполнения У, УХЛ, Т, О предназначены для эксплуатации на суше, реках и озерах, исполнения М, ОМ — на морских судах, В — на суше и на море для всех макроклиматических районов, в том числе: У — для макроклиматических районов с умеренным климатом, УХЛ — с холодным климатом, Т — с тропическим климатом, О — для всех макроклиматических районов на суше, М — с умеренно холодным морским климатом, ОМ — для неограниченного района плавания.

Значения климатических факторов для этих исполнений приведены в разд. 1.

При эксплуатации электрических машин на открытом воздухе (категория размещения 1) регламентируется также интенсивность дождя: для исполнений У, УХЛ — 3 мм/мин; Т, М и ОМ — 5 мм/мин. Электрические машины исполнений У, УХЛ, Т предназначаются, как правило, для эксплуатации в атмосфере типов I и II, а исполнений М, ОМ — в атмосфере типа III (табл. 6.2).

Таблица 6.2. Типы атмосферы, окружающей электрические машины

Обозначение	Тип атмосферы	Содержание корро-зионно-активных агентов, мг/(м'-сут)
	Наименование	Сернистый газ	Хлориды
I II III IV	Условно-чистая Промышленная Морская Приморско-про-мышленная	До 20 20-110 До 20 200-110	Менее 0,3 Менее 0,3 30-300 0,3-30

Кроме климатических условий важное значение имеет категория размещения электрических машин. Различают пять категорий размещения, обозначаемых цифрами от 1 до 5, характеристика которых приведена в разд. 1.

Корпус машины вместе с подшипниковыми щитами образует защитную оболочку, обеспечивающую защиту электрической машины от попадания внутрь машины твердых предметов и воды. В соответствии с ГОСТ 17494-72 машины выпускаются с различными степенями защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями и с вращающимися частями, находящимися внутри корпуса, а также степенями защиты машины от попадания внутрь нее твердых посторонних тел и воды. Степени защиты электрических машин рассмотрены в § 2.3.

Электродвигатели, устанавливаемые в помещениях с нормальной средой, как правило, должны иметь исполнение IP00 или IP20. При установке электродвигателей на открытом воздухе они должны иметь исполнение не ниже IP44. При эксплуатации электродвигателей в помещениях, где могут иметь место химически активные пары или газы, возможно оседание на обмотках пыли и других веществ, нарушающих естественное охлаждение, исполнение должно быть не

менее IP44 или необходимо продуваемое исполнение с подводом чистого воздуха. Корпус продуваемого электродвигателя, воздуховоды, все сопряжения и стыки должны быть тщательно уплотнены для предотвращения присоса воздуха в систему вентиляции. При продуваемом исполнении электродвигателя рекомендуется предусматривать задвижки для предотвращения всасывания окружающего воздуха при остановке электропривода.

Электродвигатели, устанавливаемые в сырых или особо сырых местах, должны иметь исполнение не менее IP43 и изоляцию, рассчитанную на воздействие сырости и пыли (со специальной обмазкой, влагостойкую и т. д.).

Выбор двигателя в зависимости от способа его охлаждения в значительной мере зависит от категории размещения, условий окружающей среды и класса нагревостойко-сти его изоляции и, кроме того, определяется также экономическими факторами и режимом работы.

Особое внимание следует обращать на выбор исполнения двигателей для установок, размещаемых в пожароопасных и взрывоопасных зонах.

Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях. Классификация пожароопасных зон приведена в табл. 6.3. В пожароопасных зонах любого класса могут при-

Таблица 6.3. Классификация пожароопасных зон

Класс зоны

Условия, определяющие класс зоны

П-1 П-И П-Иа П-Ш

Зоны в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С Зоны в помещениях, в которых выделяются горючие пыли или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3 к объему воздуха Зоны в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества Вне помещений зоны, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61 °С или твердые горючие вещества

Таблица 6.4. Классификация взрывоопасных зон

меняться электрические машины с классами напряжения до 10 кВ при условии, что их оболочки имеют степень защиты не менее IP44. Лишь в зонах класса П-П при использовании искрящихся машин или с искрящими по условиям работы частями степень защиты оболочки должна быть IP54. В пожароопасных зонах любого класса могут применяться электрические машины, продуваемые чистым воздухом по замкнутому и разомкнутому циклам. В последнем случае выброс отработанного воздуха в пожароопасную зону не допускается.

Взрывоопасной зоной (табл. 6.4) является помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Под последними понимаются смеси с воздухом горючих газов, паров легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючих пыли или волокон с нижним концентрационным пределом воспламенения не более 65 г/м³ при переходе их во взвешенное состояние, которые при определенной концентрации способны взорваться при возникновении источника инициирования взрыва.

Для эксплуатации во взрывоопасных зонах следует использовать взрывозащищен-ные электрические машины (см. Справочник, т. 2, часть четвертая).

Выбор по способу монтажа. При выборе двигателя необходимо, чтобы его рабочее положение (горизонтальное, вертикальное, наклонное), способ крепления (к фундаменту, к производственному механизму, встраиваемые и т. д.), исполнение выходного конца вала и их количество соответствовали одному из конструктивных исполнений, приведенных в ГОСТ 2479-79 (см. §2.4).

Выбор по классу вибрации. В соответствии с рекомендациями ГОСТ 16921-83 для двигателей общего назначения, имеющих исполнения IM1001 — IM1081, установлены следующие классы вибрации: h ^ 80 мм — 1,1 мм/с, 80 < h < 132 мм - 1,8 мм/с, 132 < < h< 225 - 2,8 мм/с, h > 225 мм - 4,5 мм/с.

Для малошумных двигателей и двигателей, используемых в приводах станков повышенной точности и в приводах полиграфических машин, уровень вибрации должен быть на один класс меньше, чем для машин общего назначения. Для указанных высот оси вращения классы вибрации соответствуют 0,7; 1,1; 1,8; и 2,8 мм/с соответственно.

Для специальных и прецизионных приводов с особо жесткими требованиями по вибрации и надежности должны применяться электродвигатели, имеющие уровень вибрации на два класса ниже, чем у двигателей общего назначения. Эти электродвигатели

Класс зоны

Условия, определяющие класс зоны

B-I В-1а B-I6 В-1г В-Н В-На

Зоны в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы Зоны в помещениях, в которых опасные состояния, характерные для класса B-I, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей То же, что и для В-1а, но отличающиеся одной из следующих особенностей: 1) горючие газы обладают высоким нижним концентрационным пределом воспламенения (1% и более) и резким запахом; 2) помещения производств, связанных с газообразным водородом, в которых исключается образование взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения; 3) зоны лабораторных и других помещений, в которых горючие газы и ЛВЖ имеются в небольших количествах, недостаточных для создания взрывоопасной смеси в зоне, превышающей 5% свободного объема помещения, причем работа проводится без применения открытого пламени Пространства у наружных установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ Зоны в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы Зоны в помещениях, в которых опасные состояния, характерны для зон класса В-П, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей

должны иметь классы вибрации 0,45; 0,7; 1,1 и 1,8 мм/с для Л^80 мм, 80 ^ to < 132 мм, 132 ^ to < 225 мм и to > 225 мм соответственно.

Выбор по уровню шума. Электрические двигатели в соответствии с ГОСТ 16372-84Е разделены на пять классов: 0, 1, 2, 3, 4.

К классу 0 относятся двигатели, работающие в кратковременном и повторно-кратковременном режимах (S2 — S8 по ГОСТ 183-74), двигатели со способами охлаждения IC03, IC13 (по ГОСТ 20459-75), многоскоростные асинхронные двигатели, асинхронные двигатели с повышенным скольжением и повышенным пусковым моментом.

К классу 1 относятся двигатели постоянного и переменного тока общего назначения.

К классу 2 — двигатели с малошумными подшипниками, малошумными вентиляторами и т. п.

К классу 3 — двигатели с пониженным использованием активных материалов, закрытые, с глушителями вентиляционного шума.

К классу 4 — двигатели со звукоизолирующим кожухом.

Уровни шума, соответствующие каждому классу, приведены в § 1.7. При выборе двигателей по уровню шума следует учитывать нормы шума для производственных помещений, которые оговаривают интегральный допустимый уровень шума всего установленного оборудования. Определение допустимого класса шума электродвигателей представляет поэтому отдельную, сложную задачу.