close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1388

код для вставкиСкачать
В. Д. АВИЛОВ, Л. Е. СЕРКОВА, Е. А. ТРЕТЬЯКОВ
КОНСТРУКЦИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
ОМСК 2009
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
В. Д. Авилов, Л. Е. Серкова, Е. А. Третьяков
КОНСТРУКЦИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве
методических указаний к выполнению курсовой работы по дисциплине
«Электрические машины и электропривод» для студентов дневной и заочной
форм обучения
Омск 2009
УДК 621.313.3-11(076)
ББК 30.26я73
А20
Конструкция асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором:
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине
«Электрические машины и электропривод» / В. Д. Авилов, Л. Е. Серкова,
Е. А. Третьяков; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. 29 с.
Методические указания содержат описание исполнения асинхронных
двигателей по способу монтажа и степени защиты от воздействия окружающей
среды. Приведены особенности конструкции, габаритные, установочные и присоединительные размеры асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором серии 4А. Представлена классификация систем охлаждения искусственной
вентиляции электрических машин.
Предназначены для студентов специальностей 181400 – «Электрический
транспорт железных дорог», 150700 – «Локомотивы» – очной и заочной форм
обучения.
Библиогр.: 16 назв. Табл. 12. Рис. 12.
Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. Н. Горюнов;
доктор техн. наук, профессор Ш. К. Исмаилов.
 Омский гос. университет
путей сообщения, 2009
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………………….. 5
1. Условное обозначение асинхронных двигателей серии 4А…………………… 7
2. Конструктивное исполнение АД по способу монтажа и степени защиты
от воздействия окружающей среды…………………………………………….. 8
3. Габаритные, установочные и присоединительные размеры АД……………. 11
4. Особенности конструкции асинхронных двигателей серии 4А……………... 16
5. Вентиляция асинхронных двигателей…………………………………………. 19
Библиографический список……………………………………………………….. 24
ВВЕДЕНИЕ
В 1969 – 1972 гг. была разработана новая серия асинхронных двигателей
(АД) общего назначения (до 400 кВт) – 4А. Двигатели серии 4А по сравнению с
двигателями прежней серии легче примерно на 25 %, так они были спроектированы с учетом последних достижений науки и техники того времени, для них
специально были разработаны новые электроизоляционные материалы, электротехническая холоднокатаная сталь, подшипники с постоянно заложенной сухой
смазкой и др.
Двигатели серии 4А являются массовой серией асинхронных двигателей,
работают в диапазоне номинальной мощности 0,06 – 400 кВт и выполнены с
различной высотой оси вращения (17 вариантов) – от 50 до 355 мм. Принятый
диапазон мощности соответствует рекомендуемому (ГОСТ 13267-73 [8]). Габаритные, установочные и присоединительные размеры АД серии 4А регламентированы ГОСТ 18709-73 [9].
Серия асинхронных двигателей 4А в зависимости от рабочих свойств и
условий работы двигателей включает в себя двигатели основного исполнения и
его модификации (с повышенным пусковым моментом, с повышенным скольжением, многоскоростные, с фазным ротором, со встроенным электромагнитным тормозом, малошумные), специализированного исполнения по условиям
окружающей среды (тропическое, химически стойкое, для холодного климата,
для сельского хозяйства) и узкоспециализированного исполнения (для судовых,
рудничных механизмов, для привода мотоблочных насосов, вспомогательных
механизмов магистральных электровозов и тепловозов).
Двигатели серии 4А предназначены для работы от сети переменного тока
частоты 50 Гц и изготавливаются на номинальное напряжение (основное исполнение), В: 220; 380; 660; 220/380; 380/660.
Двигатели узкоспециализированного и специализированного исполнения
в данных методических указаниях не рассматриваются.
Учебной программой по дисциплине «Электрические машины и электропривод» предусматривается выполнение курсовой работы «Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором».
Цель настоящих методических указаний – помочь студентам изучить
конструкцию АД и выполнить эскизный чертеж спроектированного ими асинхронного двигателя.
При выполнении эскизного чертежа студенты должны руководствоваться
представленными в данных методических указаниях габаритными, установочными и присоединительными размерами, а также конструктивными особенностями АД.
Эскизный чертеж (главный вид и вид слева) спроектированного АД должен быть выполнен на ватмане формата А1 по реальным размерам машины,
рассчитанным в процессе выполнения курсовой работы, с учетом требований
машиностроительного черчения.
Выполнение чертежа рекомендуется начинать с проведения осевой линии
вала, затем необходимо изобразить вал с известным диаметром в месте посадки
сердечника ротора (внутренний диаметр сердечника ротора). Далее по рассчитанным параметрам (длина стали сердечника ротора и статора, воздушный зазор, наружный диаметр ротора, внутренний и наружный диаметры статора)
прорисовываются сердечники статора и ротора.
Лобовые части обмотки статора располагаются с торцов сердечника статора и выступают из пазов на расчетную длину лобовых частей. С торцов ротора
вычерчиваются замыкающие кольца литой обмотки (по расчетным значениям
высоты и ширины кольца) с поперечным сечением в виде неправильной трапеции, прилегающей одним из оснований к торцу сердечника ротора; вентиляционные лопатки длиной несколько меньшей, чем длина вылета лобовых частей
обмотки статора; балансировочные грузы. Способы крепления сердечников статора и исполнения сердечников ротора, а также конструктивные особенности
подшипниковых щитов у двигателей различного исполнения и разной мощности приведены на рис. 4.1 – 4.5. [1 – 7].
Пазы статора и ротора с реальными размерами вычерчиваются на виде
слева.
При проектировании АД с короткозамкнутым ротором необходимо выбрать по каталогу [2] тип подшипника, соответствующий нагрузке, условиям работы, а также диаметру вала в месте установки подшипника.
Габаритные установочные размеры асинхронных машин необходимо
принимать по данным табл. 3.1 – 3.6. Размеры конструктивных элементов асинхронных машин, которые не рассчитываются при курсовом проектировании,
принимаются в соответствии с размерами, указанными на рис. 3.1 – 3.4, с условием пропорциональности между собой и с расчетными параметрами.
1. УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
СЕРИИ 4А
4 А Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х
Порядковый номер серии
Род двигателя – асинхронный
Исполнение по степени защиты
(H – IP23, отсутствие данного знака – IP44)
Исполнение двигателя по материалу станины и щита (А – станина и
щиты алюминиевые; X – станина
алюминиевая, щиты чугунные или
наоборот; отсутствие данного знака
означает, что станина и щиты
чугунные или стальные)
Высота оси вращения
Условная длина станины (S, M,
L – меньшая, средняя, большая)
Длина сердечника статора (А –
меньшая, В – большая; отсутствие
данного знака означает одну длину в
установочном размере)
Число полюсов (2, 4, 6, 8, 10, 12)
Климатическое
исполнение
(ГОСТ 15150-69; У – для умеренного климата)
Категория
15150-69)
размещения
(ГОСТ
2. КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ АД ПО СПОСОБУ
МОНТАЖА И СТЕПЕНИ ЗАЩИТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Условные обозначения конструктивного исполнения электрических машин по способу монтажа (крепление и сочленение) установлены ГОСТ 2479-79
[12].
Условное обозначение форм конструктивного исполнения электрических
машин состоит из латинских букв IM и цифр:
IM
X X X X
,
I II III IV
где п е р в а я ц и ф р а ( I ) – конструктивное исполнение: 1 – на лапах с подшипниковыми щитами; 2 – на лапах с подшипниковыми щитами, с фланцем на
подшипниковом щите; 3 – без лап с подшипниковыми щитами, с цокольным
фланцем; 4 – без лап с подшипниковыми щитами, с фланцем на станине; 5 – без
подшипниковых щитов; 6 – на лапах с подшипниковыми щитами и со стояковыми подшипниками; 7 – на лапах со стояковыми подшипниками без подшипниковых щитов; 8 – с вертикальным валом; 9 – специальное исполнение;
в т о р а я ( II ) и т р е т ь я ( III ) цифры – способ монтажа (пространственное
положение машины) и направление конца вала (цифра 8 в цифровом обозначении направления конца вала означает, что машина может работать при любом
направлении конца вала);
ч е т в е р т а я ц и ф р а ( IV ) – исполнение конца вала электрической машины: 0 – без конца вала; 1 – с одним цилиндрическим концом вала; 2 – с двумя цилиндрическими концами вала; 3 – с одним коническим концом вала; 4 – с
двумя коническими концами вала; 5 – с одним фланцевым концом вала;
6 – с двумя фланцевыми концами вала; 7 – с фланцевым и цилиндрическим
концами вала; 8 – прочие исполнения концов вала.
Примеры условного обозначения форм конструктивного исполнения
электрических машин приведены в табл. 2.1 [12].
Под степенью защиты электрических машин понимается защита обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими или вращающимися частями, находящимися внутри машины, и защита от попадания внутрь
твердых посторонних тел и воды [10].
Буквенно-цифровое обозначение исполнения по степени защиты электрических машин состоит из латинских букв IP и двух цифр:
п е р в а я ц и ф р а характеризует степень защиты персонала от соприкосновения с токоведущими или вращающимися частями, находящимися внутри машины, и самой машины от попадания в нее твердых посторонних тел (табл. 2.2);
в т о р а я ц и ф р а – степень защиты от проникновения воды внутрь машины (табл. 2.3) [10].
Т а б л и ц а 2.1
Примеры условного обозначения форм конструктивного исполнения
электрических машин
Группа
исполнения
Конструктивное
исполнение
С двумя подшипниковыми щитами на лапах, вал горизонтальный
IM1 – машины на лапах с цилиндрическим концом
с подшипниковыми щитами
То же, вал вертикальный с цилиндрическим концом, направленным вниз
На лапах, с фланцем на одном
подшипниковом щите, вал горизонтальный с цилиндрическим концом
IM2 – машины на лапах
с подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипНа лапах, с фланцем на одном
никовом щите (щитах)
подшипниковом щите, вал вертикальный с цилиндрическим концом,
направленным вверх
С двумя подшипниковыми щитами, с фланцем со стороны привоIM3 – машины без лап да, вал горизонтальный с цилиндрис подшипниковыми щита- ческим концом
С двумя подшипниковыми щими, с фланцем на подшиптами, с фланцами на обоих подшипниковом щите (щитах)
никовых щитах, вал вертикальный с
цилиндрическим концом
IM4 – машины без лап
с фланцем на станине
С двумя подшипниковыми щитами, с фланцем со стороны привода, вал горизонтальный с цилиндрическим концом
Графическая схема и обозначение
IM1001
IM1011
IM2001
IM2131
IM3001
IM3912
IM4001
Т а б л и ц а 2.2
Степени защиты обслуживающего персонала от соприкосновения
с токоведущими и вращающимися частями и от попадания твердых тел
внутрь корпуса АД
Первая
цифра условного
обозначения
Степень защиты
Специальная защита отсутствует
Защита от проникновения внутрь корпуса АД частей человеческого тела и твердых тел размером свыше 50 мм
Защита от проникновения внутрь корпуса АД пальцев рук или предметов длиной не более 80 мм и твердых тел размером свыше 12 мм
Защита от проникновения внутрь корпуса АД инструментов, проволоки и других предметов диаметром или толщиной более 2,5 мм и
твердых тел размером более 1,0 мм
Защита от проникновения внутрь корпуса АД проволоки и твердых
тел размером более 1,0 мм
Защита от пыли (проникновение внутрь корпуса АД пыли не
предотвращено полностью, однако пыль не может проникать в количестве, достаточном для нарушения работы изделия)
Защита от пыли (проникновение пыли предотвращено полностью)
0
1
2
3
4
5
6
Т а б л и ц а 2.3
Степени защиты АД от проникновения воды
Вторая
цифра условного
обозначения
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Степень защиты
Защита отсутствует
Защита от капель воды (капли воды, вертикально падающие на
корпус АД, не должны оказывать на него вредного воздействия)
Защита от капель воды при наклоне корпуса АД до 15° относительно нормального положения (капли воды, вертикально падающие
на корпус АД, не должны оказывать на него вредного воздействия)
Защита от дождя (струи дождя, падающие на корпус АД по углом 60°
от вертикали, не должны оказывать на него вредного воздействия)
Защита от брызг (вода, разбрызгиваемая на корпус АД в любом
направлении, не должна оказывать на него вредного воздействия)
Защита от водяных струй (струя воды, выбрасываемая в любом направлении на корпус АД, не должна оказывать на него вредного воздействия)
Защита от волн воды для судов (вода при волнении на водоеме не
должна попадать внутрь корпуса АД в количестве, достаточном для его
повреждения)
Защита от воды при погружении АД в воду (вода не должна проникать
внутрь корпуса АД, погруженного в воду, в количестве, достаточном для
его повреждения)
Защита при длительном погружении АД в воду
3. ГАБАРИТНЫЕ, УСТАНОВОЧНЫЕ И ПРИСОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ
РАЗМЕРЫ АД
Увязка номинальной мощности с установочными размерами в зависимости от степени защиты и числа полюсов для АД основного исполнения определена ГОСТ 19523-81 [16], (табл. 3.1, 3.2).
Т а б л и ц а 3.1
Увязка мощности с установочными размерами для АД основного
исполнения со степенью защиты IP44
Высота оси
Условная
вращения, мм длина станины
160
180
200
225
250
280
315
355
S
M
S
M
M
L
M
S
M
S
M
S
M
S
M
Мощность, кВт, при числе полюсов
2
4
6
8
10
12
15,0
18,5
22,0
30,0
37,0
45,0
55,0
75,0
90,0
110,0
132,0
160,0
200,0
250,0
315,0
15,0
18,5
22,0
30,0
37,0
45,0
55,0
75,0
90,0
110,0
132,0
160,0
200,0
250,0
315,0
11,0
15,0
–
18,5
22,0
30,0
37,0
45,0
55,0
75,0
90,0
110,0
132,0
160,0
200,0
7,5
11,0
–
15,0
18,5
22,0
30,0
37,0
45,0
55,0
75,0
90,0
110,0
132,0
160,0
–
–
–
–
–
–
–
30,0
37,0
37,0
45,0
55,0
75,0
90,0
110,0
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
45,0
55,0
75,0
90,0
Т а б л и ц а 3.2
Увязка мощности с установочными размерами для АД основного
исполнения со степенью защиты IP23
Высота оси
Условная
вращения, мм длина станины
160
180
200
225
250
280
315
355
S
M
S
M
M
L
M
S
M
S
M
S
M
S
M
2
22,0
30,0
37,0
45,0
55,0
75,0
90,0
110,0
132,0
160,0
200,0
–
250,0
315,0
400,0
Мощность, кВт, при числе полюсов
4
6
8
10
12
18,5
22,0
30,0
37,0
45,0
55,0
75,0
90,0
110,0
132,0
160,0
200,0
250,0
315,0
400,0
–
–
18,5
22,0
30,0
37,0
45,0
55,0
75,0
75,0
90,0
110,0
132,0
160,0
200,0
–
–
15,0
18,5
22,0
30,0
37,0
45,0
55,0
75,0
90,0
110,0
132,0
160,0
200,0
–
–
–
–
–
–
–
–
–
45,0
55,0
75,0
90,0
110,0
132,0
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
55,0
75,0
90,0
110,0
Условная длина станины выбирается по данным табл. 3.1, 3.2, она необходима для последующего уточнения габаритных и присоединительных размеров (табл. 3.3 – 3.6 [16]).
Т а б л и ц а 3.3
Габаритные, установочные и присоединительные размеры АД (рис. 3.1)
Типоразмер
двигателя
Число
полюсов
4A132S
4A132M
4A160S
4, 6, 8
2, 4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
4A160M
4A180S
4A180M
4A200M
4A200S
4A225M
4A250S
4A250M6
габаритные
Размеры, мм
установочные и присоединительные
l30
h31
d30
l1
480
530
350
302
80
140
l31
d1
d10
b10
h
89
38
12
216
132
254
160
279
180
318
200
356
225
406
250
178
624
430
358
108
667
210
110
662
470
203
410
121
702
760
790
800
830
810
840
l10
241
535
575
450
494
140
110
140
267
305
110
149
955
55
60
55
19
65
915
554
15
60
133
311
640
42
48
42
48
48
55
48
55
140
168
349
75
65
75
24
h
h31
d3
l1 l31
l10
l30
а
b1
d1
0
б0
Рис. 3.1. Габаритные и прис.оединительные размеры АД
с короткозамкнутым ротором исполнения IM1081 со степенью защиты IP44
и высотой оси вращения 50 – 250 мм
Т а б л и ц а 3.4
Габаритные, установочные и присоединительные размеры АД (рис. 3.2)
Типоразмер
двигателя
4A280S
4A280M
4A315S
4A315M
4A355S
4A355M
Число
полюсов
2
4, 6, 8, 10
2
4, 6, 8, 10
2
4, 6, 8,
10, 12
2
4, 6, 8,
10, 12
2
4, 6, 8,
10, 12
2
4, 6, 8,
10, 12
Размеры, мм
установочные и присоединительные
габаритные
l30
1140
1170
1180
1210
1225
h31 d30 b31
722 660 535
690
1255
1285
1315
765
540
710
l10
170
l31
368
190
419
406
457
170
210
70
80
70
80
75
d10 b10
24
h
457
280
75
508
315
610
355
90
500
85
210
855 795 610
d1
90
216
140
170
1400
1450
140
170
140
170
140
170
1350
1410
l1
28
100
560
254
85
100
d30
h31
b31
h
d1
l1
l31
l10
b10
d10
l30
а
б
Рис. 3.2. Габаритные и присоединительные размеры АД
с короткозамкнутым ротором исполнения IM 1001 со степенью защиты IP44 и
высотой оси вращения 280 – 355 мм
Т а б л и ц а 3.5
Габаритные, установочные и присоединительные размеры АД (рис. 3.3)
Типоразмер
двигателя
4AH160S
4AH160M
4AH180S
4AH180M
4AH200M
4AH200L
4AH225M
4AH250S
4AH250M
Число
полюсов
2
4
2
4
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
габаритные
l30
h31
b30
Размеры, мм
установочные и присоединительные
l1
533
l10
l31
178
430
332
108
588
210
d1
42
48
42
48
110
580
470
385
121
620
665
695
705
735
715
745
203
241
b10
h
254
160
279
180
318
200
356
225
406
250
15
55
48
55
535
580
460
500
140
110
140
110
140
267
133
305
149
311
640
550
140
60
55
60
55
19
65
805
845
d10
168
349
75
65
75
24
h
h31
b30
l1
l31
l10
b10
d10
l30
а
б
Рис. 3.3. Габаритные и присоединительные размеры АД
с короткозамкнутым ротором исполнения IM 1001 со степенью защиты IP 23 и
высотой оси вращения 160 – 250 мм
Т а б л и ц а 3.6
Габаритные, установочные и присоединительные размеры АД (рис. 3.4)
Типоразмер
двигателя
Число
полюсов
l30
4AH280S
4AH280M
4AH315S
4AH315M
4AH355S
4AH355M
2
4, 6, 8
2
4, 6, 8
4, 6, 8, 10, 12
2
4, 6, 8, 10, 12
2
4, 6, 8, 10, 12
935
965
975
1005
1000
1020
1050
1165
1205
2
1225
4, 6, 8, 10, 12
1265
Размеры, мм
габаритные
установочные и присоединительные
d1
h31 b30 b31 l1
l10 l31 d1
h
0
575
620
465
140
170
140
170
368
190
419
406
630
672
500
140
170
210
710
750
538
216
457
500
254
170
70
80
70
80
90
75
90
85
100
85
24
280
315
28
355
560
210
100
b30
h31
b31
h
d1
l1
l31
l10
d10
b10
l30
а
б
Рис. 3.4. Габаритные и присоединительные размеры АД
с короткозамкнутым ротором исполнения IM 1001 со степенью защиты IP 23 и
высотой оси вращения 280 – 355 мм
4. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ АСИНХРОННЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ СЕРИИ 4А
Конструктивными решениями, общими для любой высоты оси вращения
АД со степенью защиты IР44, являются станина с продольными радиальными
ребрами и наружный обдув реверсивным центробежным вентилятором, установленным на валу и защищенным кожухом, который служит одновременно
для направления воздушного потока (рис. 4.1).
Характерными конструктивными решениями для двигателей АД со степенью защиты IР23 (рис. 4.4) являются почти квадратная форма станины с отверстиями для выхода охлаждающего воздуха и щиты с отверстиями для его входа.
Станина АД. Двигатели со степенью защиты IР44 имеют прилитые лапы
и приливы для размещения и крепления вводного устройства. Двигатели с высотой оси вращения 71 – 160 мм имеют станину из алюминиевого сплава или
чугуна, а с высотой оси вращения 180 – 250 мм – из чугуна. У АД с высотой оси
вращения 250 – 355 мм станина может быть как чугунной литой, так и стальной
сварной.
АД со степенью защиты IР23 имеют два вида конструкции станины.
У АД с высотой оси вращения 160 – 250 мм станину выполняют литой чугунной с внутренними ребрами, на которых крепится сердечник статора. Двигатели с высотой оси вращения 280 – 355 мм (рис. 4.5) имеют сварной корпус, выполненный в виде полустанины цилиндрической формы. Полустанину крепят
на четырех стойках и закрывают корпусом из листовой стали.
Подшипниковые щиты АД с высотой оси вращения 71 – 250 мм и степенью защиты IР44 выполнены из чугуна, а с высотой оси вращения 200 –
250 мм имеют внутреннее оребрение.
Подшипниковые щиты АД со степенью защиты IР23 и высотой оси вращения 160 – 250 мм имеют вид ступицы и обода и соединены между собой
шестью ребрами-спицами.
Двигатели с высотой оси вращения 280 – 355 мм обоих исполнений по степени защиты имеют подшипниковые щиты с внешними замковыми поверхностями и окнами на торцевой поверхности АД для прохода охлаждающего
воздуха.
Конструкция активных частей. Сердечники статора и ротора собраны из
штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Сердечники
АД с высотой оси вращения 160 – 250 мм изготавливают из стали марки 2212, а
с высотой оси вращения 280 – 355 мм – из стали марки 1312.
Сердечники статоров двигателей с высотой оси вращения 50 – 180 мм
скрепляются сваркой или скобами, а с высотой оси вращения 200 –
250 мм – только скобами. Сердечники статоров АД с высотой оси вращения
250 – 355 мм собираются непосредственно в станине, опрессовываются и закрепляются кольцевыми шпонками.
В предварительно изолированные пазы сердечников статора уложена обмотка. Двигатели с высотой оси вращения 160 – 250 мм и двухполюсные с высотой оси вращения 160 мм имеют одно- или двухслойные всыпные обмотки.
В АД с высотой оси вращения 315 – 355 мм применены обмотки из катушек,
намотанных прямоугольным проводом.
Обмотки короткозамкнутых роторов выполняют литыми из алюминия
или его сплавов.
Конструкции подшипниковых узлов. Двигатели основного исполнения имеют подшипниковые узлы, обеспечивающие пополнение и частичную замену
смазки без разборки АД и отсоединения его от приводимого механизма.
В АД применяются подшипники качения средней серии: с высотой оси
вращения до 160 мм – оба подшипника шариковые, свыше 160 мм – роликовый
со стороны привода и шариковый с противоположной стороны. У АД фланцевого исполнения с высотой оси вращения 160 – 250 мм оба подшипника шариковые.
В АД основного исполнения применяются бесконтактное щелевое уплотнение, действие которого усилено двумя концентрическими жировыми канавками.
Вводное устройство. Для подключения АД к сети служит вводное
устройство, расположенное на верху станины (в АД с высотой оси вращения
50 – 250 мм) или сбоку (в АД с высотой оси вращения более 250 мм). К двигателям мощностью 30 кВт и более при напряжении 220 В, а также к АД с высотой оси вращения 50 – 53 мм допускается присоединение кабелей только с медными жилами. Ввод кабеля производят через один или два штуцера, а также
через удлинитель под сухую разделку или заливку кабельной массой.
Конструкция вводного устройства позволяет разворачивать его корпус с
фиксацией на 180°, при этом панель вместе с закрепленными на ней выводными концами обмотки статора остается неподвижной.
Виды конструкции асинхронного двигателя серии 4А представлены
на рис. 4.1 – 4.5.
7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 1 7 18
19
6
5
4
3
2
1
Рис. 4.1. Конструкция асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 4А200М4У3:
1 – вал; 2 – крышка подшипника наружная; 3 – подшипник; 4 – крышка подшипника внутренняя; 5 – щит подшипниковый; 6 – замыкающие кольца; 7 – вводное устройство; 8 – рым-болт; 9 – вал; 10 – станина; 11 – сердечник статора;
12 – сердечник ротора; 13 – обмотка статора; 14 – обмотка ротора; 15 – балансировочные грузы; 16 – вентиляционные
лопатки ротора; 17 – болт крепления подшипниковых щитов к станине; 18 – вентилятор; 19 – кожух
а
б
Рис. 4.2. Конструкция АД с короткозамкнутым ротором исполнения IP44 и
высотой оси вращения h < 250 мм: а – главный вид; б – вид слева
а
б
Рис. 4.3. Конструкция АД с короткозамкнутым ротором исполнения IP44 и
высотой оси вращения h > 280 мм: а – главный вид; б – вид слева
а
б
Рис. 4.4. Конструкция АД с короткозамкнутым ротором исполнения IP23 и
высотой оси вращения h < 250 мм: а – главный вид; б – вид слева
Рис. 4.5. Конструкция АД с короткозамкнутым ротором исполнения IP 23 и
высотой оси вращения h > 280 мм (главный вид)
5. ВЕНТИЛЯЦИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
В современном электромашиностроении теплоотдачу электрической машины повышают за счет организации интенсивного обдува охлаждаемых поверхностей. Поверхность охлаждения увеличивают оребрением корпусов АД
(IP44) и созданием систем вентиляционных каналов (IP23) для пропуска хладагента внутрь машины непосредственно к ее элементам, в которых происходит
наиболее интенсивное выделение тепла, – к активной стали и обмоткам.
Классификация основных систем охлаждения с искусственной вентиляцией электрических машин приведена на рис. 5.1 [13].
Искусственная
вентиляция
Самовентиляция
Принудительная
вентиляция
Наружный обдув
Внутреннее
охлаждение
Нагнетательная
вентиляция
Вытяжная
вентиляция
Аксиальная
Замкнутый цикл
Радиальная
Смешанная
Разомкнутый цикл
Рис. 5.1. Классификация систем искусственной вентиляции
электрических машин
В практике электромашиностроения системы охлаждения имеют разновидности, условные обозначения которых установлены ГОСТ 20459-75 [13].
Согласно этому стандарту полное обозначение способов охлаждения электрических машин должно содержать буквы IС и группу знаков, состоящую из одной буквы и двух цифр. Буква обозначает вид хладагента, используемого для
охлаждения: А – воздух, Н – водород, N – азот, С – двуокись углерода, F – фреон, W – вода, V – масло, Kr – керосин. Первая цифра цифровой части условно
обозначает устройство цепи для циркуляции хладагента, вторая – способ перемещения хладагента.
Обозначения и характеристики некоторых наиболее часто встречающихся
цепей для циркуляции хладагента приведены в табл. 5.1 [13]. Примеры обозначения и краткое описание распространенных способов перемещения хладагента
приведены в табл. 5.2 [13].
Т а б л и ц а 5.1
Условные обозначения и характеристики цепей для циркуляции хладагента
(первая цифра в условном обозначении системы охлаждения)
Обозначение
цифра
0
1
4
схема
Краткая
характеристика
Циркуляция
хладагента
Свободная цирХладагент свободно попадает в
куляция
машину из окружающей среды и
свободно возвращается в нее
Вентиляция при
Хладагент попадает в машину не
помощи входной из окружающей среды, а из другого
трубы или входно- источника через входную трубу или
го канала
канал и затем свободно возвращается в окружающую среду
Охлаждение
Первичный хладагент циркулирувнешней поверх- ет в замкнутой цепи и отдает свое
ности
машины тепло вторичному хладагенту, кото(с использованием рым является наружный воздух,
воздуха из окру- окружающий машину. Для увеличежающей среды)
ния коэффициента теплопередачи
поверхность корпуса может быть
ребристой
Т а б л и ц а 5.2
Условные обозначения способов перемещения хладагента
(вторая цифра в условном обозначении системы охлаждения)
Обозначение
цифра
схема
Краткая
характеристика
Свободная
векция
кон-
0
Самовентиляция
1
Циркуляция
хладагента
Движение хладагента осуществляется за счет разницы температуры
внутри и снаружи корпуса АД.
Вентилирующее действие ротора
незначительно
Движение хладагента осуществляется за счет вентилирующего
действия ротора либо при помощи
специального устройства, смонтированного на валу ротора электрической машины
Т а б л и ц а 5.3
Примеры обозначений способов охлаждения электрических машин
Обозначение
1С0141
1С01
Схема охлаждения
Характеристика охлаждения
электрической машины
Закрытая машина с ребристой или гладкой
станиной, обдуваемая наружным вентилятором, расположенным на валу машины
Защищенная машина с самовентиляцией;
вентилятор расположен на валу машины
Схема движения охлаждающего воздуха при внешнем обдуве асинхронного двигателя серии 4А исполнения IP44 и способом охлаждения IC041 представлена на рис. 5.2. Для усиления теплоотдачи внешнюю поверхность корпусов АД делают оребренной. Вентиляционные лопатки на роторе предназначены
для организации направления воздуха внутри машины таким образом, чтобы
улучшалась теплоотдача от частей машины, непосредственно не соприкасающихся с внутренней поверхностью корпуса.
Двигатели с высотой оси вращения 280 – 355 мм имеют дополнительное
охлаждение ротора наружным воздухом, проходящим через окна в подшипниковых щитах, по трубкам и вентиляционным каналам ротора. Требуемая степень защиты АД обеспечивается вращающимися уплотнениями (рис. 5.3).
Рис. 5.2. Схема движения охлаждающего воздуха при внешнем обдуве АД
серии 4А исполнения IP44 с высотой оси вращения h < 250 мм
и способом охлаждения IC041
Рис. 5.3. Схема движения охлаждающего воздуха при внешнем обдуве АД
серии 4А исполнения IP44 с высотой оси вращения h > 280 мм
и способом охлаждения IC041
У АД исполнением IP23 применяется двусторонняя симметричная радиальная система вентиляции с центробежными вентиляторами, роль которых
выполняют лопатки ротора, отлитые заодно с короткозамыкающими кольцами
(рис. 5.4).
Рис. 5.4. Схема движения охлаждающего воздуха при радиальной
вентиляции АД серии 4А исполнения IP23 и способом
охлаждения IC01
Библиографический список
1. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общей ред.
И. П. К о п ы л о в а , Б. К. К л о к о в а. М.: Энергоатомиздат, 1988. Т. 1. 456 с.
2. К о п ы л о в И. П. Проектирование электрических машин / И. П. К о п ы л о в, Б. К. К л о к о в, В. П. М о р о з к и н. М.: Высшая школа, 2005. 767 с.
3. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А. Э. К р а в ч и к,
М. М. Ш л а ф и др. М.: Энергоиздат, 1982. 504 с.
4. В о л ь д е к А. И. Электрические машины / А. И. В о л ь д е к. М.: Энергия, 1974. 840 с.
5. А в и л о в В. Д. Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым
ротором: Учебное пособие / В. Д. А в и л о в, Л. Е. С е р к о в а . / Омский гос.
ун-т путей сообщения. Омск, 2006. 94 с.
6. ГОСТ 12080-66. Концы валов цилиндрические. Основные размеры, допускаемые крутящие моменты. М.: Изд-во стандартов, 1967. 16 с.
7. ГОСТ 12126-86. Машины электрические малой мощности. Установочные и присоединительные размеры. М.: Изд-во стандартов, 1989. 26 с.
8. ГОСТ 13267-73. Машины электрические вращающиеся и непосредственно соединяемые с ними неэлектрические. М.: Изд-во стандартов, 1973. 21
с.
9. ГОСТ 18709-73. Машины электрические вращающиеся средние. Установочно-присоединительные размеры. М.: Изд-во стандартов, 1973. 18 с.
10. ГОСТ 17494-87. Машины электрические вращающиеся. Классификация степеней защиты, обеспечиваемых оболочками вращающихся электрических машин. М.: Изд-во стандартов, 1987. 24 с.
11. ГОСТ 4541-70. Машины электрические вращающиеся. Обозначения
буквенные установочно-присоединительных и габаритных размеров. М.: Издво стандартов, 1970. 24 с.
12. ГОСТ 2479-79. Машины электрические вращающиеся. Условные
обозначения конструктивных исполнений по способу монтажа. М.: Изд-во
стандартов, 1979. 16 с.
13. ГОСТ 20459-87. Машины электрические вращающиеся. Методы
охлаждения. Обозначения. М.: Изд-во стандартов, 1987. 28 с.
14. ГОСТ 27471-87. Машины электрические вращающиеся. Термины и
определения. М.: Изд-во стандартов, 1987. 31 с.
15. ГОСТ Р 51689-2000. Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные мощностью от 0,12 до 400 кВт включительно. Общие технические требования. М.: Изд-во стандартов, 2001. 24 с.
16. ГОСТ 19523-81. Двигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый.
М.: Изд-во стандартов, 1981. 16 с.
Учебное издание
АВИЛОВ Валерий Дмитриевич, СЕРКОВА Любовь Ефимовна,
ТРЕТЬЯКОВ Евгений Александрович
КОНСТРУКЦИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ
Редактор Т. С. Паршикова
***
Подписано в печать .10.2009. Формат 60 × 84 1/16.
Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,8. Уч.-изд. л. 2,0.
Тираж 230 экз. Заказ .
**
Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа
Типография ОмГУПСа
*
644046, г. Омск, пр. Маркса, 35
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
872 Кб
Теги
1388
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа