Выбор двигателя постоянного тока

Двигатели постоянного тока – электрические машины, преобразующие электроэнергию в механическую. Благодаря своим преимуществам, такие двигатели широко используют в качестве привода, исполнительных механизмов, инструментов, промышленного оборудования, тяги электрического транспорта и так далее. Чтобы правильно подобрать электрическую машину, необходимо ознакомиться с конструкцией двигателей, их классификацией и другими особенностями.

Конструкция

Двигатель такого типа состоит из 3-х основных частей:

• Статора. Это неподвижная часть, состоящая из корпуса и электромагнитов (полюсов), которые создают магнитный поток.
• Якоря или ротора. Вращающаяся часть состоит из вала, электромагнитов. Магнитный поток, создаваемый якорем, взаимодействует с магнитным потоком ротора, благодаря чему ротор вращается.
• Коллектора. Этот узел предназначен для изменения направления тока в роторных катушках.

Виды электрических машин постоянного тока

• Двигатели с постоянными магнитами. Такие электрические машины обычно маломощны, основная сфера их применения микроприводы.
• Электрические машины с последовательным возбуждением. Эти электродвигатели применяют для электротранспорта, подъемных механизмов и так далее.
• Электродвигатели с последовательным возбуждением. Их используют в качестве привода станков, промышленного оборудования, не требующего большого тягового усилия.
• Двигатели с независимым возбуждением. Такие электродвигатели устанавливают на оборудование, требующее регулировки характеристик.
• Электромашины со смешанным возбуждением. Эти двигатели имеют 2 обмотки, одна из которых включена последовательно в цепь ротора, вторая параллельно.

По конструкции различают коллекторные и бесколлекторные электромашины. В последних роль коллекторно-щеточного узла выполняет инвертер.

Выбор двигателей

Чтобы правильно подобрать электродвигатель, необходимо знать:

• Данные об эксплуатационных условиях.
• Частоту включений и выключений.
• Целевое назначение и вид оборудования или исполнительного механизма, для которого нужен привод.
• Величину пускового момента на валу оборудования.
• Диапазон скорости вращения вала оборудования.
• Максимальную мощность для оборудования с продолжительным режимом работы или изменение мощности в зависимости от времени для механизмов с переменной нагрузкой.
• Способ соединения с валом оборудования (если сочленение осуществляется через редуктор, необходимо знать передаточное число).
• Диапазон скоростей вращения вала оборудования.
• Требования к регулированию скорости вращения.

Влагопылезащищенность (IP), класс изоляции, климатическое исполнение, категория взрывозащищенности электрической машины должны соответствовать условиям ее эксплуатации.

Частота включений, реверсирования и выключений также имеет большое значение. Характер нагрузки, для которой сконструирован двигатель, обозначается буквой S и цифрой от 1 до 8. Электрические машины с маркировкой S 1 служат для продолжительной работы, S 2 для кратковременной и так далее.

Выбор мощности двигателя постоянного тока делают, исходя из номинальной мощности оборудования и ее изменения во время работы.

В зависимости от режима работы механизма мощность электрической машины рассчитывают по одной из трех методик:

• Для продолжительно работающих механизмов.
• Для оборудования, работающего в повторно-кратковременном режиме.
• Для кратковременно работающих механизмов.

Кроме того, для выбора электрических машин для определенного вида оборудования или механизмов существуют свои расчетные методики. Ознакомиться с ними можно в любом электротехническом справочнике.

Высоту оси вала, виброустойчивость, способ монтажа, способ охлаждения электродвигателя выбирают, исходя из типа и целевого назначения оборудования.

Важными критериями выбора являются коэффициент полезного действия и класс энергоэффективности электродвигателя постоянного тока. Целесообразно подобрать энергосберегающую электрическую машину с высоким к.п.д. Такие двигатели потребляют меньше электроэнергии при той же мощности.