Выбор двигателей для частотно-регулируемых электроприводов

Для правильного проектирования системы управления частотно­регулируемого привода, необходимо учитывать специфику работы привода в целом. Основными задачами при выборе асинхронного двигателя с частотным управлением являются:

  • Определение диапазона регулирования скорости;
  • Построение нагрузочной диаграммы;
  • Расчет допустимого длительного момента;
  • Расчет максимального кратковременного момента в переходных режимах;
  • Проверка по нагреву двигателя и преобразователя.

Здесь важное значение имеют характеристики самого двигателя, которые должны отвечать общим техническим требованиям, предъявляемым к электрическим машинам. Эти характеристики тесно связаны со способами охлаждения двигателя, его нагревом и режимами работы.

Способы охлаждения асинхронного двигателя

В зависимости от наличия или отсутствия вентилятора различают:

Асинхронный двигатель: крыльчатка

  • Асинхронные двигатели с естественным охлаждением, которые не имеют специальных вентиляторов их обычно применяется для открытых машин;
  • Асинхронные двигатели с искусственным охлаждением, в таких машинах охлаждающий газ или жидкость прогоняется отдельным вентилятором.

Они подразделяются на группы:

  • Асинхронные двигатели с самовентиляцией, имеющие вентилятор на валу (защищенные или закрытые);
  • Асинхронные двигатели с независимой вентиляцией, вентилятор которых приводится во вращение посторонним двигателем (обычно закрытые). Часто такие вентиляторы называются «наездниками»;

Поскольку при работе на скоростях ниже 0,5ω0 условия охлаждения двигателей с самовентиляцией ухудшаются, то это приводит к значительному уменьшению допустимого длительного момента. Поэтому для частотно-регулируемых приводов с постоянным моментом нагрузки предпочтительнее использовать двигатели с независимой вентиляцией.

Классы нагревостойкости

Нагрев электродвигателя является основным критерием выбора его мощности. Электродвигатель считается выбранным правильно, если он выполняет предназначенные ему функции и не перегревается, т.е. изоляция его обмоток выдерживает температуру нагрева, которая не превышает допустимого предела. Этот предел зависит от срока службы машины и определяется классом нагревостойкости изоляционных материалов. Предельно допустимые превышения температуры обмоток электрических машин, предназначенных для продолжительных, повторно-кратковременных и перемежающихся номинальных режимов работы, при температуре охлаждающего воздуха + 40 °С и высоте над уровнем моря не более 1000 м должны соответствовать значениям, приведенным в таблице:

A E B F H
65 80 90 115 140

Чем выше класс изоляции, тем интенсивнее использование электродвигателя по нагреву и тем меньше его размеры при той же мощности. В настоящее время в электрических машинах применяются изоляционные материалы классов Е, В и F. Материалы класса Н используются значительно реже.Как правило, для частотно-регулируемых электроприводов рекомендуется применять АД с изоляциейкласса нагревостойкости F.