Выбор двигателя по мощности

При выборе двигателя по мощности следует исходить из необходимости его полного использования в процессе работы. В случае завышения номинальной мощности двигателя снижаются технико-экономические показатели электропривода, т. е. КПД и коэффициент мощности. Если же нагрузка на валу двигателя превышает номинальную, то это, естественно, приводит к росту токов в его обмотках, а значит, и потерь мощности выше соответствующих номинальных значений, вследствие чего температура двигателя может превысить допустимое значение. Рост температуры выше определенных значений прежде всего приводит к снижению электрической прочности электроизоляционных материалов вследствие изменения их физико-химических свойств, что связано с опасностью пробоя изоляции обмоток и выходом двигателя из строя. В связи с этим одним из критериев выбора двигателя по мощности является температура его обмоток.
Задача выбора электродвигателя по мощности в ряде случаев осложняется тем обстоятельством, что нагрузка на его валу в процессе работы не остается постоянной, а изменяется во времени, вследствие чего изменяются также потери мощности, а значит, и температура двигателя. Если при этих условиях выбрать двигатель таким образом, чтобы его номинальная мощность была равна наибольшей мощности статической нагрузки, то в периоды снижения нагрузки он будет недоиспользован по мощности. Такой выбор двигателя приводит к необоснованному завышению капитальных затрат и эксплуатационных расходов вследствие снижения КПД и коэффициента мощности. Очевидно также, что недопустимо выбирать номинальную мощность двигателя равной минимальной мощности нагрузки.
Для обоснованного решения указанной задачи необходимо прежде всего знать, как изменяется нагрузка на валу двигателя во времени, что в свою очередь позволяет судить о характере изменения потерь энергии. Кроме того, следует выяснить, как происходит процесс нагрева двигателя в результате выделения в нем потерь энергии. Такой подход позволяет так выбрать двигатель, чтобы его максимальная температура, точнее, максимальная температура изоляции обмоток, не превышала допустимого значения. Это условие является одним из основных для обеспечения надежной работы электропривода в течение всего срока его эксплуатации.
Кроме выбора мощности двигателя по условиям нагрева часто производится, проверка выбранного двигателя по перегрузочной способности и условиям пуска. Необходимость проверки двигателя по перегрузочной способности вызвана тем, что иногда двигатель должен в течение относительно короткого времени развивать момент, превышающий номинальный. Это может быть вызвано, например, значительной неравномерностью графика нагрузки в силу особых свойств промышленной установки — в толкателях и таскателях печей сопротивления, мельницах и дробилках шихтоподготовительных отделений и т. д. Может оказаться, что двигатель, выбранный по условиям его нагрева, не в состоянии будет развивать требуемый максимальный момент или будет слишком долго запускаться. В этом случае выбор двигателя должен быть произведен с учетом перегрузочной способности и условий пуска. Последнее особенно актуально для приводов с частыми пусками, так как слишком большое время пуска может привести к снижению производительности.
Для определения нагрузки двигателей большинства производственных механизмов строятся так называемые нагрузочные диаграммы двигателей, под которыми понимаются зависимости развиваемых двигателем момента и мощности от времени, т. е. М(1) и P(t). В ряде слу-
чаев нагрузочная диаграмма может быть представлена в виде зависимости от времени тока главной цепи двигателя /(/), т. е. тока якоря для машин постоянного тока и тока статора или ротора для машин переменного тока.