Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

В общем машиностроении большинство машин приводят в дви­жение от трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Эта разновидность электродвигателей отличается просто­той конструкции (у них обмотка ротора замыкается в самом двигате­ле, что позволяет включать их в сеть без дополнительных устройств) и обслуживания, надежностью в эксплуатации и сравнительно низкой стоимостью.

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты враще­ния и прочих параметров зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода.

Электродвигатели характеризуются номинальной мощностью Р_ном, которую они могут отдавать длительное время, не нагреваясь свыше допустимой температуры, и номинальной частотой вращения ротора п_ном. Частоту вращения ротора асинхронного двигателя определяет число пар полюсов обмотки статора и его нагрузка. Двигатели массового применения имеют р = 2;4; 6; 8, что соответствует синхронным частотам вращения n_с = 3000, 1500, 1000 и 750 мин^-1. В паспорте (в каталоге) указывают номинальную частоту вращения n_ном, которую и принимают за расчетную при определении общего передаточного отношения привода.

Чем ниже частота вращения вала электродвигателя, т. е. чем больше число полюсов при данной мощности, тем больше его габариты, масса и стоимость. Высокооборотные двигатели, напротив, имеют меньшие габариты, массу, стоимость, чем тихоходные той же мощности. Например, электродвигатель номинальной мощностью Р_ном = 7,5 кВт при собственной частоте вращения п_эд = 725мин^-1 имеет массу 123 кг, а при п_эд = 2895 мин^-1 - только 49 кг. Однако с увеличением частоты вращения электродвигателя растет общее передаточное отношение передачи, а, следовательно, и ее стоимость. Поэтому в механических приводах при нереверсивном вращении вала обычно применяют двигатели с n_с = 1500 мин^-1, а при реверсивном вращении чаще используют n_с = 1000 мин^-1. Приме­нение тихоходных электродвигателей возможно только при достаточном обосновании.

При выборе электродвигателя может оказаться, что его мощ­ность по паспорту отличается от требуемой мощности. В этом случае надо учитывать два обстоятельства: большой запас мощности электро­двигателя приводит к повышению расхода электроэнергии, а пере­грузка - к перегреву двигателя (допускается перегрузка не бо­лее 5%).

Для проектируемых машинных агрегатов рекомендуются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 5А и АИР. Эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и об­дуваемое исполнение позволяет применить эти двигатели для работы в загрязненных условиях, в открытых помещениях ит.п.

Двигатели серии 5А и АИР применяют для приводов механизмов, имеющих постоянную или мало меняющуюся нагрузку при длительном режиме работы ибольшую пусковую нагрузку, вследствие повышенной силы трения и больших инерционныхмасс, напримерконвейеров, шнеков, смесителей, грузоподъемников и т.п. Этидвигатели работают при любом направлении вращения, обеспечивая при необходимости реверсивность машинного агрегата.

Исходными данными технических заданий на курсовое проектирование предусмотрено применение двигателей серии 5А и АИР с диапазоном мощностей от 1,5 до 11,0 кВт. Технические данные этих двигателей приводятся в табл.1.1, а основные размеры — в приложении 1.