2.9.2. Выбор номинального напряжения

Выбор номинального напряжения связан с выбором рода тока. Номинальное напряжение обычно берут равным напряжению источника электропитания.

Напряжения электрических сетей промышленных предприятий стандартизированы и по электробезопасности делятся на две группы:

-напряжение до 1000 В с номинальными значениями 600, 380 и 220 В;

-напряжения свыше 1000 В с номинальными значениями 3, 6 и 10 кВ.

Таким образом, электрические сети предприятия позволяют подключить электроприемники с любым стандартным номинальным напряжением.

Номинальные напряжения двигателей переменного тока устанавливаются по двум критериям:

по числу фаз: однофазные с напряжением 220 В; трехфазные с напряжением 380 В и более;

по мощности трехфазных приемников: с номинальным напряжением 380 В при мощности до 125 кВт; с номинальным напряжением 3 кВ при мощности от 125 кВт до 500 кВт; с номинальным напряжением 6 кВ при мощности свыше 500 кВт.

Электродвигатели постоянного тока питаются от электрических сетей через преобразователи электрической энергии – тиристорные преобразователи напряжения ТПН и выпрямители В. Номинальные напряжения двигателей постоянного тока 110 ,220, 340, 440 В. Специальные двигатели выпускаются на более высокие напряжения.

2.9.3. Выбор номинальной скорости вращения

Двигатели электропривода должны обеспечивать частоту вращения рабочих органов механизма, которая обусловлена технологическим процессом. Высокая скорость электродвигателя позволяет уменьшить его габаритные размеры, массу и стоимость. Рабочие механизмы. наоборот, часто требуют пониженных скоростей. Поэтому необходимо учитывать следующие особенности при выборе номинальной скорости вращения двигателя:

- наиболее экономически оправданно применять безредукторные электроприводы для которых скорость вращения двигателя равна скорости вращения рабочего органа механизма или превышает ее не более чем на 5%

n_мех = n_ном≤ 1,05n_мех;

-если соотношение скоростей

n_мех < n_ном≤ 1,15n_мех,

то в регулируемых электроприводах можно понизить скорость двигателя и добиться равенства со скоростью рабочего органа введением ограничения при помощи системы автоматического регулирования.

-при соотношении скоростей

n_ном> 1,15n_мех,

необходимо применять передаточные механизмы: редукторы различных типов, клино-ременные передачи. Чем меньше передаточное число редуктора i=n_ном /n_мех тем меньше его вес, габаритные размеры и стоимость.

2.9.4. Выбор конструктивного исполнения двигателя

Конструктивное исполнение электродвигателей учитывает факторы: степень защиты, воздействие климатических условий окружающей среды, категория мест размещения, обеспечение охлаждения и способ монтажа.

Степень защиты электрических машин подразумевает защиту обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими или вращающимися частями, находящимися внутри машины, и защита от попадания внутрь твердых посторонних тел и воды. Условное обозначение степени защиты состоит из двух букв IP (начальные буквы английских слов International protection)и двух цифр. Первая цифра обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями и от попадания внутрь машины твердых тел; вторая цифра обозначает степень защиты от проникновения внутрь машины воды. Цифры, применяемые для обозначения степеней защиты электрических машин напряжением до 1000 В, приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Номер цифры		Степень защиты
Первая цифра	0	Специальная защита отсутствует
	1	Защита от проникновения твердых тел диаметром более 50 мм, исключено случайное прикосновение к токоведущим и движущимся частям внутри оболочки машины какими-либо частями тела.
	2	Защита от проникновения твердых тел диаметром более 12 мм, исключено прикосновение пальцами к опасным частям внутри оболочки машины
	3	Защита от проникновения инструментов, проволоки и т.д. диаметром или толщиной более 2,5 мм.
	4	Защита от проникновения твердых тел размером свыше 1 мм,
	5	Защита от пыли. Пыль не может проникнуть внутрь оболочки в количестве, нарушающем работу изделия.
Вторая цифра	1	Защита отсутствует
	2	Защита от вертикально падающих капель воды
	3	Защита от капель воды при наклоне оболочки до 15°
	4	Защита от дождя под углом до 60°
	5	Защита от водяных струй в любом направлении
	6	Защита от воздействия морских волн
	7	Защита при кратковременном погружении в воду на определенную глубину
	8	Защита при длительном погружении в воду при условиях, определяемых производителем.

В табл. 1.1 в столбце 7 цифрами указана характеристика среды, в которой работает двигатель:

1 – нормальная среда, степень защиты двигателя IP00 или IP20;

2 – среда с химически активными парами и газами, степень защиты двигателя не менее IP44;

3 – работа на открытом воздухе, степень защите не менее IP44;

4 – работа в сырых и особо сырых помещениях, степень защиты не менее IP43;

5 – работа в запыленных помещениях, степень защиты не менее IP54.

Климатические условия внешней среды оказывают значительное влияние на надежную работу электрических машин. К климатическим условиям относятся: температура и диапазон ее колебаний, относительная влажность, атмосферное давление, солнечная радиация, дождь, ветер, пыль, соляной туман, иней, действие плесневых грибов, содержание в окружающей среде коррозийно-активных материалов.

Климатическое исполнение двигателей обозначается буквами, как показано в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Условное обозначение	Характеристика климатического исполнения
Электрические машины, предназначенные для эксплуатации на суше, реках, озерах в макроклиматических районах
У	С умеренным климатом
ХЛ	С холодным климатом
УХЛ	С умеренным и холодным климатом
ТВ	С влажным тропическим климатом
ТС	С сухим тропическим климатом
Т	С сухим и влажным тропическим климатом
О	Для всех макроклиматических районов на суше (общеклиматическое исполнение)
Электрические машины, предназначенные для эксплуатации в макроклиматических районах с морским климатом
М	С умеренно-холодным морским климатом
ТМ	С морским тропическим климатом, в том числе на судах каботажного плавания
ОМ	На судах неограниченного района плавания
В	Для всех макроклиматических районов на суше и на море

Установлены категории мест размещения электрооборудования при эксплуатации. Характеристики категорий размещений представлены в табл. 2.5. В табл. 2.6 приведена увязка климатических исполнений электрических машин с категориями их размещения.

Таблица 2.5

Условное обознач.	Характеристика категорий размещения
1	Для эксплуатации на открытом воздухе (воздействие совокупности климатических факторов, характерных для данного микроклиматического района)
2	Для эксплуатации под навесом или в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе, и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха, а так же отсутствует прямое воздействие солнечного излучения и атмосферных осадков.
3	Для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры, влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе
4	Для эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями
5	Для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью (например, в неотапливаемых и невентилируемых помещениях, в том числе в шахтах)

Таблица 2.6

Климатическое исполнение	Категория размещения	Температура, °С		Максимальное значение относительной влажности, %
		верхнее значение	нижнее значение
У	1,2	+40	-45	100 при 25°С
У	3	+40	-45	98 при 25°С
У	4	+35	+1	80 при 25°С
Т	2	+50	-10	100 при 35°С
УХЛ	4	+40	-50	100 при 25°С
ХЛ	1,2	+40	-60	100 при 25°С

По способу охлаждения различают двигатели с естественным охлаждением, самовентиляцией внутренней или наружной и посторонним продувом (принудительная вентиляция).

Монтаж электрических машин определяет способ крепления машин в месте установки и сочленение ее с рабочим механизмом. Монтаж машин в большинстве случаев осуществляется на лапах или посредством фланцев. При этом возможно горизонтальное или вертикальное расположение вала машины.

Применительно к видам защиты электрических машин, согласно ГОСТ 18311-80, существуют следующие определения электрических машин:

1. Открытая электрическая машина (IP00)- машина не защищенная оболочкой от прикасания к ее частям, находящимся под напряжением, опасным движущимся частям и от попадания внутрь посторонних предметов, жидкости и пыли.

2. Защищенная электрическая машина (IP22, IP23, IP44) – машина, снабженная оболочкой для защиты от прикасания к ее частям, находящимся под напряжением, опасным движущимся частям и от попадания внутрь посторонних предметов, жидкости и пыли.

3. Закрытая электрическая машина (IP57)– защищенная машина, выполненная с такой оболочкой, что возможность сообщения между ее внутренним пространством и окружающей средой может иметь место только через неплотности соединения частей машины.

4. Пылезащищенная электрическая машина - защищенная машина, выполненная так, что исключается попадание внутрь ее оболочки пыли в количестве, вызывающем нарушение работы машины.

5. Герметичная электрическая машина (водо- и газонепроницаемая) - защищенная машина, выполненная с такой оболочкой, что практически исключена возможность сообщения между ее внутренним пространством и окружающей средой.

6. Водозащищенная электрическая машина - защищенная машина, выполненная так, что при обливании ее водой исключается попадание воды внутрь ее оболочки в количестве, вызывающем нарушение работы машины.

7. Взрывозащищенная электрическая машина - защищенная машина специального исполнения, выполненная таким образом, что устранена или затруднена возможность воспламенения окружающей ее взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этой машины.

8. Погружная электрическая машина – машина специального назначения, предназначенная для эксплуатации в условиях погружения в жидкость.