Электроустановки стройплощадок - Электродвигатели

ГЛАВА II
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ, ТРАНСФОРМАТОРЫ, КРАНОВОЕ ХОЗЯЙСТВО

1. Электродвигатели

Общие сведения

Буквенные обозначения приняты по сопоставлению с прежней серией с добавлением цифры 2. Число после тире обозначает типоразмер: первая цифра — порядковый номер длины электродвигателя, число после второго тирс — число полюсов (например АО2-62-4).
Модификации определяются с прибавлением к буквенной части буквы:
П — с повышенным пусковым моментом (АОП2-62-4);
С — с повышенным скольжением (АОС2-41-4);
К — с фазным ротором (ЛОК2-76-6);
Э — со встроенным электромагнитным тормозом (АОЭ2- 41-4).
Для двигателей с алюминиевой обмоткой статора к концу обозначения добавляется буква А (АО2-42-4А).
Электродвигатели А2 и АО2 всех габаритов выполняются в чугунной оболочке, а 1-, 2- и 3-го габаритов также в алюминиевой оболочке. В этом случае к буквенной части прибавляется буква Л (например АОЛ2-11-4).
Количество пар полюсов, соответствующее оборотам в минуту: 8 — 750, 6 — 1000, 4 — 1500 и 2 — 3000.
Вес двигателя заданной мощности зависит от напряжения и частоты тока, скорости вращения, электромагнитных и тепловых нагрузок активных материалов, системы вентиляции, качества листовой стали и геометрических соотношений конструкций двигателя.
Различают следующие режимы работы электродвигателей: продолжительный (длительный) — рабочий период, при котором нагрев электродвигателя достигает всего установившегося значения (насосы, ленточные транспортеры, вентиляторы, компрессоры);
кратковременный — длительность рабочего периода недостаточна для достижения электродвигателем температуры нагрева, соответствующей данной нагрузке, а периоды остановки, наоборот, достаточны для охлаждения электродвигателя до температуры окружающей среды;
повторно-кратковременный — с относительной продолжительностью включения (ПВ), равной 15, 25, 40 и 60% при продолжительности одного цикла работы не более 10 мин (подъемные краны, некоторые станки и др.).
При агрегировании электродвигателя с оборудованием паспортная продолжительность электродвигателя должна соответствовать ПВ оборудования.
Для приближенного пересчета мощности электродвигателя одной продолжительности на другую можно пользоваться формулой

где Рх — мощность электродвигателя в кВт при необходимой продолжительности включения ПВХ в долях единицы;
Р пасп — мощность, указанная на щитке электродвигателя для соответствующей номинальной продолжительности включения ПВ пасп . 
Под номинальной мощностью (Рн) понимается мощность на валу электродвигателя. Для двигателя повторно-кратковременного режима
Нагрузки по изменению величины потребляемой мощности делят на постоянные и переменные.
Мощность, потребляемая электродвигателем (P1), всегда больше полезной или номинальной (Рн) на величину потерь и   (ΔР), т. е.
(3)

Коэффициент полезного действия
(4).
Например, потребляемая мощность электродвигателя P1=10 кВт, а развиваемая им механическая мощность (мощность на валу) Рп=10 л.с.
Требуется определить к. п. д. (η) электродвигателя и величину потерь.
1 л. с соответствует 0,736 кВт, 10 л. с— 10-0,736 ~ 7,4 кВт;

Потери мощности в двигателе равны:
ΔΡ = P1—Рн= 10 —7,4 = 2,6 кВт.

Выбор электродвигателей

Выбор мощности электродвигателя производится с учетом режима работы механизма.
При выборе электродвигателей следует иметь в виду, что у двигателей с короткозамкнутым ротором коэффициент мощности (cos φ) на 4—5%, а к. п. д. на 3% выше, чем у двигателей с фазным ротором. У быстроходных двигателей эти коэффициенты выше, чем у тихоходных. В связи с этим там, где позволяют технологические условия и схема электросети, надо устанавливать быстроходные электродвигатели с короткозамкнутыми роторами.
Для выбора электродвигателя по каталогу необходимо иметь следующие исходные данные:
наименование и тип механизма;
максимальную мощность на приводном валу механизма, если режим работы продолжительный и нагрузка постоянна, а в остальных случаях — графики изменения мощности или момента сопротивления в функции от времени;
скорость вращения приводного вала механизма;
способ сочленения механизма с валом электродвигателя (при наличии передач указываются род передачи и передаточное число);
величину момента при пуске, которую должен обеспечить электродвигатель на приводном валу механизма;
пределы регулирования скорости приводимого механизма с указанием верхнего и нижнего значений скоростей и соответствующих им величин мощности и момента;
характер и качество (плавность, ступенчатость) необходимой регулировки скорости;
частоту пусков или включений привода в течение часа;
характеристику окружающей среды;

род тока и напряжение питающей сети.
Выбранный тип двигателя должен проверяться на достаточность  перегрузочной способности его (отношение максимального момента к номинальному) для преодоления возможных кратковременных (продолжительностью в несколько секунд или десятков секунд) пиков нагрузки.
Ниже приведены формулы, позволяющие определить мощность  электродвигателей для привода некоторых механизмов.
Для привода ленточного транспортера, установленного на разных уровнях (ориентировочно):
(5)
где Q — производительность транспортера в т/ч;
L — длина транспортера между барабанами в м;
H — высота или разность уровней конечных точек транспортера в м;
К коэффициент запаса мощности (принимается равным 1.1-1.2);
η — к. п. д. транспортера;
С — опытный коэффициент, значение которого можно принимать по табл. 2.

Таблица 2

Неисправности электродвигателей и причины неисправностей

При определении состояния электродвигателя, находящегося в эксплуатации, необходимо проверить:
поведение электродвигателя при пуске (как берет с места, разворачивается);
нормальность шума;
нагрев двигателя (отдельных частей, отдельных мест);
вибрацию двигателя;
для двигателя с фазным ротором — состояние щеток и колец (искрение, обгорание);
состояние подшипников, их смазку;
целость заземляющего проводника;
состояние маркировки (соответствие требованиям правил);
отсутствие загромождения проходов к двигателю посторонними предметами.
К основным неисправностям электродвигателей и причинам, вызывающим их, можно отнести: