Режимы работы электродвигателей
Содержание
Генерируемая мощность, необходимая для корректной работы напряжения, сила тока – все это величины, обозначаемые в техническом паспорте любого электродвигателя. При подборе, однако, нужно обращать внимание и на другой параметр – доступные режимы работы. Что это? Какими типами они представлены? Как подобрать спецификацию, на 100% соответствующую нагрузкам и условиям эксплуатации?
Общее понятие
В зависимости от особенностей, принципов использования мотор подвергается различным нагрузкам. Например, для насосов, обеспечивающих водоснабжение крупных промышленных предприятий или жилых массивов характерна бесперебойная работа, подъемных механизмов, лифтов – периодическая.
Переменным является не только характер эксплуатации, но и испытываемая приводной системой нагрузка. Генерируемая мощность не обязательно постоянна, зачастую она является плавающей, переменной величиной.
Указанный на корпусе, в техническом паспорте или эксплуатационной инструкции режим работы обозначает, насколько точно силовая установка соответствует конкретной выполняемой задаче. Классификация регламентирована нормативно-техническим документом ГОСТ IEC 60034-1, где закреплены определения и описания.
Режимы работы электродвигателей
Их множество. Каждый – требует тщательного разбора и анализа, так как определяет приспособленность силовой установки к определенным эксплуатационным условиям, ее способность эффективно выполнять поставленные задачи. Общая классификация такова:
- S1 – продолжительное бесперебойное функционирование со стабильной неменяющейся нагрузкой.
- S2 – ограниченный период работы под нагрузкой, сменяющийся охлаждением.
- S3 – S8 – в таких режимах функционирование сменяется паузами, его время непостоянно, как и нагрузка, под которой находится привод.
- S6 – S8 – основная особенность данных режимов заключается в активации торможений или обратного хода по мере необходимости.
Режим S1
Это продолжительный режим работы, предполагающий постоянство нагрузки. Оптимален для моторов, функционирующих без отключений. Таковыми комплектуются компрессорные, насосные, вентиляционные установки.
Нужно учитывать, что подобная эксплуатация сопряжена с выраженным механическим износом, выработкой больших объемов тепловой энергии. Чтобы электродвигатель не вышел из строя раньше времени, его необходимо своевременно обслуживать, следить за исправностью подшипников, состоянием смазки. Для исключения перегрева оборудование комплектуется производительной системой охлаждения, пассивной, на основе радиаторов, или активной, состоящей из вентиляторов.
Принципы выбора
При подборе мотора, работающего в указанном режиме, нужно исходить из следующих параметров:
- Мощность и крутящий момент. Они должны не просто соответствовать параметрам обслуживаемой системы, но превышать их примерно на четверть. Это обеспечивает “запас прочности”. Мотор не находится под постоянной нагрузкой, являющейся для него максимальной, служит дольше, риск поломки снижается.
- КПД. Чем выше коэффициент полезного действия, тем эффективнее расходуется энергия. Это особенно важно с учетом бесперебойности работы. Низкий КПД спровоцирует перерасход энергии, приведет к значительным эксплуатационным тратам.
- Система охлаждения. Для электродвигателя невысокой мощности хватит пассивной системы, состоящей из оребрения корпуса, пластин и накладок из металла с высокой теплопроводностью, способного быстро отвести большие объемы энергии. Аналогам с высокой мощностью требуются более производительные активные системы, масляные радиаторы, вентиляторы. Они же используются при высокой температуре окружающей среды.
- Класс изоляции. Определяет температуру, которую смогут выдержать обмотки без плавления и разрушения.
- Индекс защиты. Обозначается как IP. Чем выше индекс, тем лучше мотор выдерживает негативные воздействия окружающей среды, в первую очередь – запыленность и влажность. Это особенно важно, если техника устанавливается под открытым небом, в неотапливаемых помещениях, цехах деревообработки или металлообработки.
- Конструкция. Конструктивное исполнение корпуса, габариты – все это должно исключать сложности с монтажом.
Режим S2
Он актуален при функционировании техники ограниченное время, за которое достигается температура, требующая остановки и охлаждения. Кратковременный режим работы электродвигателя характерен для лифтов, подъемников. Выраженность нагрузок в данном случае меньше, так что моторы компактнее, в сравнении с предыдущими, конструктивно проще и дешевле. Не нужно комплектовать их высокопроизводительными системами охлаждения, модифицировать конструкцию радиаторами.
Перед запуском нужно четко рассчитать периодичность работы, чтобы мотор не перегревался, успевал охлаждаться за время бездействия.
Режим S3
В режиме S3 эксплуатация является повторно-кратковременной, привод выполняет идентичные повторяющиеся задачи. Каждая задача – это цикл, в котором нагрузка сменяется периодом “отдыха”. Основное отличие от предыдущего – периодичность. В данном случае отдых не нужен для охлаждения, в период задействования мотор не успевает достичь критичных температурных показателей.
Режим S4 и S5
У данных режимов работы есть общие черты, так что рациональнее рассмотреть их в одном абзаце. Главное сходство – высокая частота запусков и установок. Электродвигатели этого класса встречаются в прессах, штамповочном оборудовании. Их главное преимущество – высокая точность контроля, что особенно важно для систем, управляющихся автоматически, посредством датчиков, контроллеров.
Негативный момент подобной цикличности – интенсивность износа. Регулярные запуски и торможения провоцируют выраженные механические нагрузки, из-за которых компоненты мотора могут выйти из строя. Решение проблемы – строгое соблюдение интервалов обслуживания электродвигателя, своевременная замена запчастей, использование расходников высокого качества.
Режимы работы электродвигателей S6-S8
Их отличительные особенности – поддержка функций плавного торможения и обратного хода. Это важно для лифтового оборудования, конвейеров и других систем, нуждающихся в периодическом изменении направления движения. Плавность остановки снижает выраженность механических нагрузок, снижает интенсивность и выраженность износа, продлевает срок службы.
Нужно учитывать, что указанные функции могут провоцировать перегрев электродвигателя. Важно, чтобы он был укомплектован эффективными системами охлаждения, иначе системы быстро выйдет из строя, потребует сложного дорогостоящего ремонта.
S9 и S10
В режиме S9 нагрузка и частота, с которой вращается вал электромотора, регулируются произвольно. Привод может временно подвергаться нагрузке, значительно превышающей номинал. Это ужесточает требования к надежности и системе охлаждения. Обязательна комплектация деталями высокого качества, выдерживающими интенсивную работу, высокопроизводительными модулями охлаждения.
S10 предполагает постоянство, дискретность нагрузок. Он более сбалансирован, в сравнении с предыдущим, что исключает опасность перегрева. Продолжительность функционирования и бездействия сбалансирована, что обеспечивает отвод избытков тепловой энергии естественным образом.
Подведение итогов
Режимы работы электродвигателей столь же значимы, как и базовые параметры, мощность или КПД. При их подборе нужно исходить из специфики установки, для которой предназначен мотор, условия использования, среду и прочее.
Например, S1 – оптимум для вентиляторов, компрессоров, насосов и других установок, которым приходится функционировать продолжительное время в бесперебойном режиме. Если техника требует точного контроля, регулярных запусков, остановок, торможений, следует обратить внимание на другие решения, S4 или S5.
