張 峰
農家購買農業生產機械后,往往需購買異步電動機作為農用機械的動力。選擇農用異步電動機的基本原則是實用、經濟和安全。為能使農機戶選擇到合適的異步電動機,選擇農用電動機時應 “九看”,即看轉子結構形式、安裝方式、看機殼防護形式、看防護等級、看電源相數、看額定功率,看額定電壓、看額定轉速、看是否節電。
三相異步電動機有鼠籠式和繞線式兩種類型。具體選哪種類型,可依據農業生產機械的具體要求而定。其中,鼠籠式三相異步電動機的優點是,價格低廉、結構簡單、維護方便。缺點是,調速困難,功率因數較低,起動性能較差。因此,鼠籠式三相異步電動機適用于空載或輕載起動,無調速要求的場合。要求機械特性較硬,且無特殊要求的一般農業生產機械的拖動,可選鼠籠式三相異步電動機。如在農副產品加工、通風機、運輸機、傳送帶、水泵等生產機械上廣泛應用。近幾年,隨著變頻技術的發展,鼠籠式轉子異步電動機調速困難的問題得到解決。因此,也可大量應用在要求無級變速的生產機械上。繞線式三相異步電動機的基本性能與鼠籠式相同。其特點是,起動性能較好,并可在不大的范圍內平滑調速。但它的價格較鼠籠式電動機貴一倍(功率相同的情況下),故障率高,維護也不方便。因此,只用在某些必須采用繞線式異步電動機的場合,如起重機、鍛壓機、卷揚機等才使用繞線式三相異步電動機拖動。
電動機按安裝方式不同,可分為臥式和立式兩種。臥式電動機的轉軸是水平安裝的,立式電動機的轉軸與地面垂直,二者軸承不同,因此不能隨便混用。由于立式電動機的價格較貴,所以一般情況下應選用臥式,只有為了簡化傳動裝置,又必須垂直安裝時才選用立式的,例如在農村用的潛水泵電動機必須選用立式的。
電動機按機殼防護形式不同有開啟式、防護式、封閉式和防爆式四種。開啟式:除必要的支撐結構外,轉動部分及繞組沒有專門的防護,與外界空氣直接接觸,散熱性能較好。只能在干燥及清潔的環境中使用。防護式:能防止水滴、塵土、鐵屑或其他物體從上方或斜方落入電動機內部。適用較清潔的場所,即用于干燥和灰塵不多,沒有腐蝕性和爆炸性氣體的環境。在一般情況下,農用電動機可選用防護式電動機。封閉式:能防止水滴、塵土、鐵屑或其他物體從任意方向侵入電動機內部,但不密封。適用于灰塵較多的場所,如拖動碾米機、球磨機及紡織機械等。這類電動機有三類,即自扇冷式、它扇冷式和密封式。前兩類可用在潮濕、多腐蝕性灰塵、易受風雨侵蝕等的環境中,第三種一般用于潛水泵電機,價格較貴,一般情況下盡量不用。防爆式:具有防爆性能的一類電動機,它的密封性要比封閉式電機好,外殼以及接線盒密封性能,承壓能力要比封閉式強,是一種可以在易燃易爆場所使用的一種電機,運行時不產生電火花。防爆電機主要用于煤礦、石油天然氣、石油化工和化學工業。此外,在紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫藥等部門也被廣泛應用。
防護等級表示的是電動機外殼防護的形式。我國對電機、電器、電動工具、開關盒、接線盒、按鈕及燈具等借助外殼防護的電氣設備的防護分級采用IP代碼表示。購買電動機時,所選電動機的防護等級應與農用機械的使用環境條件相適應。例如,在潮濕,多塵場所(如鍋爐房、煤廠等)外殼防護等級至少要達到IP54級要求,其他一般場所,可以采用不低于IP23級,對于有爆炸和危險的場所應選用防爆型電動機。在農村,由于電動機一般一機多用,所以通常選用Y系列(IP44)三相異步電動機,這種電動機可防止直徑大于1mm的固形物進入電機內,能滿足農村一機多用的各種使用環境。
異步電動機按相數可分為三相和單相電機。選擇農用電動機時,應根據當地的電源情況來決定用單相還是三相電動機。沒有三相電源的地方只好選擇單相電機,有三相電源的地方就要盡量選擇三相電機。因為三相電機和單相電機相比較,三相電機比較經濟,且振動小、體積小、重量輕。
選用電動機額定功率的大小,是根據生產機械的需要所確定的。如果電動機額定功率選的過大,會使投資費用增大,運行費用增加;如果電動機額定功率選小了,會使電動機壽命降低甚至損壞。因此,要根據生產機械的實際需求和工作方式,通過科學的計算來作出科學的選擇。但選擇農用電動機一般不需計算,可按以下要求選擇電動機的功率:若農業機械與電動機之間是經過皮帶傳動,則所選電動機的功率應是被拖動機械功率的1.05到1.15倍;若農業生產機械與電動機之間是直接傳動,則所選電動機的功率應是被拖動機械功率的1到1.1倍。
電動機的額定轉速要根據生產機械的要求而決定。但是,通常異步電動機的同步轉速不低于500r/min。因此,要求轉速低的生產機械還需配減速裝置。異步電動機在功率相同的條件下,其同步轉速越低,它的電磁轉矩越大,體積就越大,重量越重,價格也越高,所以,選用高速電機較為經濟,一般情況下盡量采用高轉速的異步電動機,如磁極對數P=1或2等。
所選電動機的額定電壓應與供電電網的電壓一致。給三相異步電動機所加的實際電壓在其額定電壓的+10%至-5%的范圍內都會正常工作。在農村低壓電網電壓為220/380V,因此農村用的中小型異步電動機都是低壓型的,額定電壓為380V(Δ接法),即電網電壓為380V時電動機采用Δ形接法。這種電動機還有一個優點,就是可采用Y/Δ降壓起動。一般當電動機的額定功率達到變壓器容量的三分之一時,此電動機就必須采用降壓起動。
近年來,國內制造電動機的技術和材料都有很大的進步,電動機效率普遍提高。因此,在選擇電動機時還應從節能方面考慮,優先選用高效率和高功率因數的電動機。例如Y系列電機比JO系列電機效率平均高1.5%左右,而高效電機比Y系列電機效率還要提高3%左右,所以在選購電動機時,應優先選用 YX、YE、YD、YZ等系列的高效電機。另外,對用了十年以上的舊電動機,應考慮淘汰,更換高效率電動機。