3. Выбор электродвигателя и передаточного механизма

По роду тока и принципу действия электродвигатель выбирают на этапе выбора рациональной системы электропривода. При выборе мощности и номинальной частоты вращения целесообразно использовать специальные методики, разработанные применительно к конкретным типам механизмов (машин). Можно руководствоваться и общими принципами, известными из теории электропривода.

Предварительно необходимо выбрать кинематическую схему механической части электропривода и определить параметры её элементов. При этом решать задачу выбора оптимальной частоты вращения электродвигателя и соответственно оптимизации механической части не обязательно.

Для выбора мощности кранового механизма целесообразно воспользоваться методом эквивалентного КПД [6], разработанного на заводе «Динамо», с обязательной проверкой обеспечения пускового процесса. Для механизмов передвижения дополнительно необходимо проверить отсутствие буксования. Также необходимо выбрать электродвигатели крановых серий для систем постоянного тока и для систем переменного тока [5, 6]. Только при малой мощности в режимах 1М – 3М допускается применение асинхронных электродвигателей общепромышленных серий, в том числе и взрывозащищённого исполнения. При требуемой мощности более 200 кВт возможна установка на общий вал двух и более электродвигателей кранового исполнения.

При выборе мощности электродвигателя звеньев манипулятора, работающего в прямоугольной системе координат, можно руководствоваться методикой, изложенной в [7]. Для манипулятора с цилиндрической или сферической системами координат необходимо учитывать центробежные нагрузки [3]. Если задание на курсовой проект содержит параметры движения и нагрузки только одного звена, то влияние других степеней подвижности учитывается приближённо на основе самостоятельно принятых или согласованных с преподавателем дополнительных данных.

В электроприводе манипуляторов (промышленных роботов) с контурным управлением в основном применяют малоинерционные двигатели постоянного и переменного тока, в том числе с печатными обмотками [5]. В манипуляционных системах малой грузоподъемности с позиционным управлением применяется шаговый электропривод [8]. Для манипуляторов с цикловым управлением средней и большой грузоподъёмности характерно применение асинхронных короткозамкнутых двигателей общепромышленных серий.

В машинах непрерывного транспорта (конвейеры, эскалаторы, кольцевые канатные дороги) традиционно применяется асинхронный электропривод. Ранее при значительной мощности (сотни кВт и более) для улучшения энергетических показателей электропривода применялись синхронные двигатели. Однако из-за тяжёлых условий пуска машин непрерывного транспорта предпочтительным становится так называемый частотный пуск с применением преобразователей частоты. Применение преобразователей частоты позволяет достичь хороших энергетических показателей и для асинхронного электропривода.

Расчёт нагрузки электропривода машин непрерывного транспорта и выбор мощности двигателя связан с учетом ряда факторов: свойств тягового элемента, конфигурации трассы, расположения приводной станции и др. [3]. При отсутствии параметров этих факторов в задании на курсовой проект их назначают самостоятельно, ориентируясь на типовые справочные данные. При выборе конструктивного исполнения электродвигателя необходимо учитывать достаточно тяжёлые условия эксплуатации, характерные для большинства машин непрерывного транспорта.

Кинематическая схема машин циклического транспорта (лифты, шахтные подъёмники, маятниковые канатные дороги), как правило, включают двухконцевую лебёдку с уравновешиванием. Применяется как редукторный, так и безредукторный электропривод постоянного или переменного тока [9]. Методика выбора мощности двигателя лебедки подробно рассмотрена в [3].

Порядок выбора мощности электродвигателя центробежного механизма (насоса, вентилятора, компрессора) изложен в [3]. Он базируется на естественной QH-характеристике механизма и зависимости его КПД от производительности. Необходимые сведения о параметрах центробежных механизмов можно найти в учебной литературе [10] и каталогах.