г. Москва, ул. М. Почтовая 12с1
м. Бауманская
офис 504

Самостоятельный выбор электродвигателя

03.11.2018

Электродвигатель — это агрегат, преобразующий электричество в кинетическую энергию. Промышленную отрасль и бытовые механизмы сегодня распространены повсеместно. Они применяются для кондиционирования и вентиляции воздуха, в насосных агрегатах, промышленных машинах, грузоподъемниках, конвейерах и других механизмах, работа которых предусмотрена на механической тяге.


При выборе электродвигателя необходимо учитывать некоторые основные критерии:


  • тип электрооборудования,
  • мощность двигателя,
  • методы работы,
  • факторы окружающей среды.

От этих факторов зависит общий КПД двигателя и срок его фактической эксплуатации.


Типы электродвигателей


В зависимости от механизма, для которого требуется собрать мотор-редуктор, нужно выбирать тип двигателя. По типу питания агрегаты делятся на две группы:


  • устройства постоянного тока,
  • устройства переменного тока.

Сегодня двигатели постоянного тока не востребованы и занимают малую долю на производстве. В массовом масштабе они заменены асинхронным двигателем, работающим по принципу ротора короткого замыкания. Но они не упразднены полностью и еще встречаются там, где их использование оправдано.


Основной недостаток и зависимость электрического двигателя — питание от переменного/постоянного тока. По этой причине градообразующие предприятия несут большие финансовые расходы для обеспечения мощностей резервным питанием на случай отключения основной электросети. Для небольшой фабрики это не критично и кратковременная остановка работы не приносит убытков.


За счет постоянной мощности у двигателя успешный холодный пуск в неблагоприятных условиях (за исключением агрегатов с червячным редуктором). Их использование оправдано для стационарного и мобильного оборудования.


Режим работы


Двигатели разделяют по принципу работы, который предусматривается для отдельного механизма. Этого требуют современные промышленные мощности, которые и сейчас не имеют универсального электродвигателя:

  • Синхронные двигатели. Практичный агрегат в системах, которые требуют только 1 режим крутящего момента: генерирующие мощности постоянного тока, подъемник, компрессоры, вентиляторы, обрабатывающие станки. Скорость вала достигает 125-1000 об/мин, номинальная мощность колеблется от 0.1 кВт до 10 МВт. Асинхронная работа обеспечивается за счет ротора короткого замыкания в блоке. Основное преимущество этих двигателей в эффективной производительности и компактности, что снижает расходы на обслуживание. Недостаток — отсутствие возможности сменить обороты.

  • Асинхронные двигатели. Агрегаты, работающие на переменном токе, имеют подавляющее распространение в стационарном оборудовании, реже в подъемниках. За счет переменного тока скорость магнитного поля превышает угловую скорость вала и придает ему дополнительное ускорение, хотя и незначительное. Современные аналоги являются самой легкой версией среди всех типов электродвигателей зав счет алюминиевого ротора, что упрощает его эксплуатацию и транспортировку. На старте КПД агрегата составляет 33 — 50%, что делает холодный пуск плавным. Другим недостатком таких типов электродвигателя заключается в значительной мощности на старте. Инверторы или распылители используются для снижения мощности. Асинхронные двигатели обеспечивают плавный запуск и остановку механизма, следовательно, для них отсутствует проблема резкого холодного запуска. Также эти агрегаты, оснащенные электромагнитной катушкой торможения, обеспечивают ведущему механизму фиксированное положение, что требуется для лифтов и станков при нештатном отключении питания.

  • Вентильные двигатели. В состав данного электродвигателя входят блоки, в которых режим работы управляется адаптерами. Преимущества этого устройства: высокое сопротивление и отсутствие высокой перегрузки, большой выбор регуляторов скорости, высокий КПД. Также вентильный электродвигатель дает и дополнительные преимущества, не связанные напрямую с работой — быстрое отключение, отсутствие рисков выхода из строя при нештатном отключении питания, компактность и тестирование работы без разбора.

  • Очевидно, явными преимуществами обладает именно вентильный двигатель, но он более дорогой и не выгоден для простых механизмов. Если требуется запуск обычного станка или простого устройства, которому достаточно одного режима крутящего момента, более оправданным выбором станет синхронный аналог.

Мощность


В режиме незначительно меняющихся условий нагрузки (изменения климата, повышенная производительность) работают многие механизмы: вентиляторы, компрессоры, насосы и другие устройства. Активную работу электродвигателя нужно контролировать за счет энергии, потребляемой устройством. Потеря полезной энергии электропривода должна определяться формулой: Р = Рм/ηп, где ηп — КПД передачи энергии, Рм — потребляемая энергия двигателем.


  • Важно! Выбор требуется делать с запасом от требуемой мощности, но небольшим. Если агрегат будет значительно мощнее, его КПД станет низким, следователь:
  • Более мощный электродвигатель будет дороже, а деньги зря потрачены.
  • Производители тестируют агрегаты перед продажей на околопредельной мощности и, при неполной нагрузки нет гарантии, что он не выйдет из строя, не отработав рабочий ресурс.

Типы редуктора


Для долговечной работы мотор-редуктора нужно делать выбор с учетом специфики использования, в противном случае редуктор быстро выйдет из строя. Выделяются несколько типов редукторов:


  • Планетарные. Основной тип редукторов для оборудования, работающего на синхронном электродвигателе. Главное его достоинство — отсутствие числовых потерь при передаче крутящего момента, следовательно, он передает оборудованию 100%-е значение, полученное от двигателя. Недостаток планетарных редукторов в ограниченной сфере применения. Они не имеют возможности менять передаточное число, т.е. работают в единственном скоростном режиме, равном крутящему моменту, полученном от двигателя.

  • Червячные. Используются в каждом оборудовании, от которого требуется посредственная работа и не предусмотрена предельная нагрузка. Колесо редуктора передает от двигателя 100%-й крутящий момент. Червячной винт ограничивает передачу крутящего момента оборудованию. С ростом мощности падает сопротивление винта, что обеспечивает плавный запуск и остановку агрегата. При холодном пуске плавность более отчетлива. Червячные агрегаты не меняют передаточное число, и они не предусмотрены для работы на предельной мощности двигателя.

  • Цилиндрические. Соосные и плоские редукторы, меняющие передаточное число. Они универсальны и работают с любым оборудованием, т.к. сохраняют КПД высоким и при работе в единственном скоростном режиме. Цилиндрические редукторы отличны по количеству передач и конструкции сцепления

Климатическое исполнение


Редукторы классифицируются на типы по эксплуатации с учетом особенностей окружающей среды:


  • В — все районы. В данном случае подразумеваются районы, условия которых позволяют вести производство, т.е. полюса холода исключаются;
  • ОМ/ТМ — морская версия, предназначенная для работы с высоким уровнем влажности, ОМ для тропических районов, ТМ в привычном климате;
  • О — универсальный климат без экстремальных условий;
  • Т — эксплуатация в термических условиях (в районе жаркого климата или возле котла/печи);
  • ХЛ — холодный климат, субарктический пояс;
  • УХЛ — умеренно-холодный климат;
  • У — умеренный климат (средние широты).

С учетом климатического исполнения редукторы бывают с закрытым и открытым механизмом передачи крутящего момента оборудованию.


Критерии выбора мотор-редуктора


Выше представлены все варианты электродвигателей и редукторов, однако не следует спешить с выбором. Главное правило при подборе агрегата — соотношение цены/мощности. Более мощный (по отношению к требуемой мощности) агрегат намного дороже по нескольким причинам:


  • Цена двигателя напрямую зависима от его мощности (за редким исключением типа импортной модели против отечественного аналога от посредственного производителя или б/у против нового);
  • Стоимость редуктора повышается в зависимости от сложности конструкции и здесь нельзя пренебрегать его устройством и климатическим исполнением;
  • Производители выдвигают требования и сроки эксплуатации с учетом тестов, которые проводятся на пограничной предельной мощности, и нет гарантии, что при работе на неполной мощности мотор-редуктор прослужит столько же.

Какой мотор-редуктор выбрать


Конфигурация агрегата зависит исключительно от условий работы и оборудования, для которого он требуется:


  • Для обычных металло- и деревообрабатывающих станков можно брать синхронный двигатель и редуктор с планетарным механизмом. Такая схема мотор-редуктора выгодна и для воздушных и циркуляционных насосов.
  • Для любых подъемников нужен червячной редуктор, который плавно запускает и останавливает механизм.
  • Стационарным и мобильным (перфораторы) устройствам сверления-долбления для оптимальной работы потребуется цилиндрический редуктор. Работа с разным материалом требует отличной мощности.

Для вентиляторов не имеет значения схема мотор-редуктора. Ее особенность лишь влияет на качество работы:


  • Червячной редуктор с плавным запуском немногим продлит срок службы механизмов вентилятора (при отсутствии свободного хода);
  • Цилиндрический дает несколько режимов, следовательно, вентилятор можно эксплуатировать максимально эффективно без риска выхода из строя;
  • С планетарным редуктором будет только один режим работы, однако сам агрегат будет самым дешевым вариантом.
  • При учете климатического исполнения следует учитывать не только окружающую среду, но и техногенные факторы, которые могут повлиять на работу редуктора. Например, для эксплуатации возле котла пригоден только T-редуктор, рассчитанный на работу при высоких температурах.

Заказывать мотор-редуктор лучше у одного производителя:


  • У поставщика могут возникнуть сложности при подборе редуктора под сторонний двигатель. Как минимум, покупка усложнится, а продавец может не дать гарантии работоспособности.
  • При выборе агрегата производитель уже знает удачные и эффективные комбинации своих двигателей и редукторов. В долговечности такого устройства можно не сомневаться.

Естественно, нужно заказывать мотор-редуктор только у надежного поставщика и о покупки б/у не может идти речь.


Первый запуск


Перед подключением к оборудованию требуется проверить работоспособность агрегата отдельно. Для этого достаточно провести простой эксперимент с лампой накаливания любой мощности. Нужно разбить и очистить ее от стекла, и проводами подвести контакты к патрону. Т.к. мощность лампы намного ниже (не более 120 Вт), нить накаливания быстро перегорит. Если ничего не произошло, проверите:


  • Питание. Возможно, отключена электросеть или неисправны подводящие провода к агрегату.
  • Подводящие к патрону провода. Т.к. между агрегатом и лампой накаливания огромная разница в мощности, тонкие провода могут быстро выгореть, не передав напряжение на нить накаливания. Нужно использовать только толстые провода.

Когда все сделано и мотор-редуктор исправен, нужно выполнить первый запуск. Перед этим важно смазать все механизмы. Желательно качественным маслом, т.к. проверка агрегата на производстве могла быть проведена давно, и жидкость в труднодоступных местах уже высохла. Есть контакт и все хорошо. Когда пуск выполнен, требуется ждать около получаса для разогрева всех механизмов, после чего менять скорость вращения (если используется цилиндрический редуктор).


На этом завершается первичный пуск и мотор-редуктор готов к постоянной эксплуатации. Остановив двигатель после первого запуска, рекомендуется проверить механизмы на стыке. Если они практически сухие, а при работе был сильный шум, используется некачественная смазка и нужно купить другую продукцию.



Возврат к списку

Наверх ↑