Как выбрать электродвигатель

30.05.2017 

Выбор типа электродвигателя 

Первым вопросом, который необходимо решить, является вопрос определения типа электродвигателя, наиболее подходящего для решения поставленной задачи.

Существует три наиболее распространенных типа электродвигателей:

• синхронные;
• асинхронные (в данной статье будут рассматриваться только с короткозамкнутым ротором);
• постоянного тока.

Кроме упомянутых выше существуют так же шаговые, линейные, торцевые двигатели и т. д., но они зачастую применяются для решения специальных задач, ввиду чего широкого распространения не имеют и в данной статье рассматриваться не будут.

Разберем вкратце основные преимущества и недостатки каждого из трех вариантов.

Начнем с двигателей постоянного тока (ДПТ), которые в регулируемых электроприводах получили широкое распространение благодаря тому, что ими научились управлять уже в те времена, в которые о преобразователях частоты еще даже не задумывались. Основными преимуществами ДПТ являются:

• относительно простое регулирование в широком диапазоне частот вращения;
• возможность как прямого так и плавного либо форсированного пуска под полной нагрузкой;
• возможность динамического и рекуперативного (генераторного) торможения, а так же торможения противовключением.

К недостаткам ДПТ можно отнести следующие факторы:

• низкая надежность щеточно-коллекторного узла из-за его механического износа;
• необходимость обслуживания щеточно-коллекторного узла;
• при подключении к сети переменного тока необходимо использование выпрямителя;
• просадка частоты вращения при увеличении нагрузки.

Вторыми рассмотрим асинхронные двигатели (АД), являющиеся не менее распространенными чем ДПТ. Начнем с преимуществ АД:

• простая и надежная конструкция;
• возможность прямого пуска от сети в том числе при полной нагрузке (при полной нагрузке только АД с Мпуск/Мном ≥ 1);
• возможность динамического и рекуперативного (генераторного) торможение, а так же торможения противовключением.

Недостатки АД:

• просадка частоты вращения при увеличении нагрузки;
• высокие пусковые токи при прямых пусках;
• низкий коэффициент мощности, особенно при малых нагрузках;
• регулирование частоты вращения ротора возможно только при использовании преобразователя частоты.

Последними рассмотрим синхронные двигатели (СД) и начнем с их преимуществ:

• высокий коэффициент полезного действия;
• возможность изменять коэффициент мощности в широком диапазоне значений вплоть до опережающих значений* (для СД с обмотками возбуждения);
• высокая перегрузочная способность;
• поддержание частоты вращения ротора неизменной при любой нагрузке на валу;
• наилучшие показатели удельной мощности (Вт/кг), особенно для СД с возбуждением от постоянных магнитов;
• возможность прямого пуска от сети при наличии пусковой обмотки ротора;
• возможность организации рекуперативного (сложно реализуемо на практике) и динамического торможения.

Недостатки СД:

• сложность прямого пуска** от сети или вовсе его невозможность (при отсутствии пусковой обмотки);
• низкий пусковой момент при прямом пуске от сети в асинхронном режиме;
• наличие щеточно-контактного узла и необходимость дополнительного источника питания обмотки возбуждения (при независимой системе возбуждения);
• возможность изменения частоты вращения ротора только при использовании преобразователя частоты.

Как видно из вышеизложенного, каждый из рассматриваемых вариантов обладает как достоинствами так и недостатками. Идеального варианта, который подходил бы для решения любых задач и в любых условиях не существует.  В каждой конкретной ситуации на основании требований технического задания и особенностей применения, выбор подходящего варианта осуществляется, как правило, индивидуально. Для упрощения понимания логики осуществления выбора рассмотрим несколько примеров.

 Прочитать статью полностью