10 — вал; 11 — стойки корпуса; 12 — полустанина; 13 — ко­робка выводов

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 10

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Рис. 9.10. Конструкция асинхронного двигателя с фазным ротором

серии 4А со сте­пенью защиты IP23, h = 280...355 мм:

а — общий вид; б — продольный разрез; 1 — вал; 2, 15 — подшипники;

3, 12 — диффузоры; 4 — вентиляционные лопатки; 5 — кожух;

6 — лобовые части обмотки статора; 7 — нажимные коль­ца статора;

8 — сердечник статора; 9 — сердечник ротора; 10 — лобовые части обмотки ротора;

11 — бандажное кольцо обмотки статора; 13 — подшипниковый щит;

14 — торцевые жалюзи; 16 — контактные кольца; 17 — кожух контактных колец

Двигатели исполнения по степени защиты IP23 с высотой оси вращения 280...355 мм имеют отличную от рассмотренных выше конструкцию корпуса (рис. 9.9). Сварная из стального проката ста­нина (полустанина) охватывает только нижнюю половину сердечника статора. К ней же крепят подшипниковые щиты. Верхняя часть корпуса выполнена штампованной из листовой стали. Охлаждение двигателей — двустороннее радиальное. В связи с отказом от цель­ной станины существенно уменьшилась общая масса двигателя, а выполнение корпуса в виде параллелограмма вместо традиционной для электрических машин цилиндрической формы позволило улучшить условия охлаждения двигателей без увеличения их габаритных размеров. В короткозамкнутых роторах двигателей с h ≥ 280 мм вы­полняют закрытые пазы, в двигателях с 2р ≥ 4 — трапецеидальные, сужающиеся к верхней части, при 2р = 2 — лопаточные.

В фазных роторах (рис. 9.10), при прямоугольных, с малым рас­крытием пазов, выполняют стержневую волновую обмотку. Вывод­ные концы обмотки ротора проходят к контактным кольцам через внутреннее отверстие вала. Контактные кольца запрессовывают в пластмассу и крепят консольно к торцу вала. Весь щеточный узел закрыт кожухом из листовой стали.

В середине 80-х гг. XX в. некоторые типоразмеры двигателей се­рии 4А модернизированы в целях повышения их энергетических по­казателей и надежности. Были несколько изменены размерные соот­ношения магнитопровода и обмоточные данные. В обозначении модернизированных двигателей после названия серии проставляет­ся буква М — двигатели серии 4АМ. Остальная индексация и цифры в условном обозначении остались прежними. Основные эле­менты конструкции двигателей серии 4АМ, их установочно-присоединительные размеры и шкала мощностей остались такими же, как в серии 4А [15].

9.3. ОСОБЕННОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ СЕРИИ АИ и АИР

Серия асинхронных двигателей АИ разработана в 80-х гг. XX в. В ее разработке принимали участие многие страны-члены СЭВ, входящие в организацию «Интерэлектро», что отражено в названии серии АИ Асинхронные Интерэлектро. Для того чтобы двигатели были конкурентоспособны за рубежом, их качество и энергетиче­ские показатели должны находиться на уровне лучших зарубежных образцов. Кроме того, двигатели, выпускаемые в разных странах и разными фирмами, должны быть взаимозаменяемыми. Это возмож­но лишь в том случае, если ряды мощностей и установочно-присоединительных размеров серии, а также взаимная увязка их размеров и мощности будут одинаковы.

Благодаря тщательной подготовке производства и длительной конструкторско-технологической разработке, проводившейся в рамках «Интерэлектро», двигатели серии АИ по качеству и энер­гетическим показателям находятся на уровне лучших серийных двигателей, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами, а по массогабаритным показателям во многих типоразмерах превосхо­дят их. При разработке серии приняты общие для двигателей большинства зарубежных стран шкалы мощностей и высот оси вращения, рекомендованные Международной электротехнической комиссией (МЭК). Вопрос об унификации взаимной увязки мощ­ности двигателей и их установочно-присоединительных размеров (высоты оси вращения) остался окончательно не решенным. В настоящее время в мире существуют три системы увязки: принятая стандартом США (стандарт NEMA), принятая в стандартах большинства западноевропейских стран (CENELEC) и увязка, со­гласованная странами — участницами «Интерэлектро» (документ РС-3031) и отраженная в национальных стандартах других стран. В серии АИ принята увязка мощностей с высотой оси вращения, рекомендованная этим документом, однако для поставок на экспорт двигатели выпускают с увязкой, соответствующей стандартам CENELEC. В связи с этим двигатели серии АИ имеют разное обозначение: двигатели для внутрироссийских поставок (увязка соответствующая РС-3031) обозначаются АИР, а двигатели, посылаемые на экспорт (увязка, соответствующая CENELEC), — АИС (табл. 9.4 и 9.5).

Т а б л и ц а 9.4. Увязка мощности и высоты оси вращения

двигателей серии АИ, исполнение по степени защиты IP54

Таблица 9.5. Увязка мощности и высоты оси вращения двигателей

серии АИ, исполнение по степени защиты IP23

Анализ данных табл. 9.4 и 9.5 показывает, что двигатели АИР почти по всей шкале мощностей выпускаются с высотой оси враще­ния, на одну ступень меньшей, чем двигатели АИС. Размеры актив­ной части двигателей, изготовленных по варианту Р или С (двигатели АИР и АИС), в большинстве типоразмеров одинаковы. Увеличе­ние высоты оси вращения в двигателях АИС исполнения IM1001 достигается за счет увеличения высоты лап.

Двигатели серии АИР предназначены для привода вновь вводи­мою оборудования и замены двигателей серии 4А и модернизированной серии 4АМ на установленном оборудовании.

По варианту Р двигатели мощностью от 0,025 до 0,37 кВт выпускают на номинальное напряжение 220 и 380 В, мощностью от 0,55 но 11 кВ — на напряжение 220, 380 или 660 В. Во всех этих двигателях обмотка статора соединена в звезду или в треугольник внутри корпуca и имеет три выводных конца, подведенных к коробке выводов. Двигатели мощностью более 11 кВт изготовляют с шестью выводными концами обмотки статора, причем при мощности 15…110 кВт — на напряжение 220/380 В и при мощности 132 кВт и более — на напряжение 380/660 В. По заказу потребителей все двигатели серии могут быть изготовлены с шестью выводными конца­ми обмотки статора и на другие напряжения.

Отдельные отрезки серии выпускают в следующих конструктивных исполнениях по способу монтажа (по ГОСТ):

Структура обозначений двигателей серии АИ аналогична при­нятой для серии 4А, однако имеет некоторое отличие в индексации.

Различают обозначения базовое, основное и полное. В базовом обозначении буквами и цифрами указывают название серии, вариант привязки мощности к высоте оси вращения, высота оси вращения, установочный размер по длине станины и магнитопровода и число полюсов. Основное обозначение содержит, кроме того, указания вида за­щиты и охлаждения двигателя, той или иной его модификации и вида исполнения по условиям окружающей среды. В полном обозначении эти сведения дополняются электрическими и конструктивными харак­теристиками данного двигателя, например указанием номинального напряжения, конструктивного исполнения по способу монтажа, испол­нения конца вала, выводного устройства и т. п.

Приведем расшифровку основного обозначения двигателей:

Буквы и цифры в порядке следования их в условном обозначе­нии обозначают следующее:

1 — название серии;

2 — вариант увязки мощности с высотой оси вращения (Р или С);

3 — буквы, обозначающие исполнение по степени защиты от влияния окружающей среды, вид охлаждения, ту или иную электри­ческую модификацию;

4 — высота оси вращения, мм;

5 — буквы, указывающие установочный размер по длине стани­ны и сердечника, соответственно S, M, L и А, В, С;

6 — число полюсов двигателя;

7 — буквы, обозначающие конструктивную модификацию;

8 — исполнение по условиям окружающей среды и категория размещения.

Для двигателей основного исполнения — на частоту питания 50 Гц, закрытых, с внешним обдувом (IP54), с короткозамкнутым ротором, предназначенных для эксплуатации в нормальных услови­ях в продолжительном режиме, —- буквы в позициях 3 и 7 не про­ставляются.

Значения остальных символов обозначения приведены ниже:

Примеры обозначения двигателей:

АИСН200М4Т2 — асинхронный двигатель серии АИ, увязка мощности по варианту С, Н — защищенного исполнения (IP23), высота оси вращения 200 мм, М — вторая длина корпуса по установоч­ным размерам, четырехполюсный, Т2 — тропического исполнения;

АИРБР9084НПУЗ — асинхронный двигатель серии АИ, увязка мощности по варианту Р (для внутрироссийских поставок), Б — закрытое исполнение с естественной вентиляцией без обдува, Р — с повышенным пусковым моментом, высота оси 90 мм, S — первая типа корпуса по установочным размерам, четырехполюсный, Н — малошумный, П — с повышенной точностью установочных разме­ров, УЗ — для умеренного климата, категория размещения 3.

Закрытые обдуваемые двигатели серии имеют исполнение по степени защиты от окружающей среды IP54, которое предусматривает, что двигатели защищены от попадания пыли внутрь корпуса в количестве, достаточном для нарушения его работы (цифра 5), и вода, разбрызгиваемая на оболочку двигателя с любой стороны, не оказывает вредного влияния на его работу (цифра 4). Общей конст­руктивной схемой двигателей исполнения по степени защиты IP54 является оребренный корпус (станина) с обдувом от наружного вентилятора, установленного на противоположном от рабочего конце вала, и сердечник ротора, непосредственно насаженный на вал, с об­моткой, выполненной заливкой пазов алюминием.

Магнитопроводы двигателей выполнены из холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,5 мм, причем двигатели с h = 45...63 мм — из стали марки 2013, с h = 71...160 мм — марки 2214, с h = 160...250 мм — марки 2212 или 2214 и с h = 280...355 мм — из стали марки 2312 или 2412.

Отдельные элементы кон­струкции двигателей несколько различаются в зависи­мости от высоты оси враще­ния.

Двигатели с h = 45...112 мм (рис. 9.11) имеют литые из высокопрочного алюми­ниевого сплава корпуса с го­ризонтально-вертикальным оребрением. Такая конст­рукция позволяет использовать для отливки четырехразъемные пресс-формы, что существенно упрощает технологию их изготовления. Корпуса отливают с лапами

Рис. 9.11. Двигатель серии АИ с короткозамкнутым

ротором со степенью защиты IP54, h = 100 мм

для крепления к фундаментной плите и основанием коробки выводов. Подшипниковые щиты двигателей с высотой оси вращения до 63 мм также выполняют из алюминия. Они имеют наружные ребра для улучшения охлаждения. Сердечники статоров после опрессовки скрепляют несколькими швами сварки по наружной поверхности по длине сердечника. Наружные вентиляторы выполняют из высоко­прочной и термостойкой пластмассы и защищают кожухом из того же материала.

Корпуса двигателей с h = 132... 180 мм мало отличаются от кор­пусов соответствующих двигателей серии 4А (см. рис. 9.7). Они вы­полняются либо из сплава алюминия с вертикально-горизонталь­ным оребрением, либо из чугуна с радиальным оребрением. По мере совершенствования технологии литья чугунные корпуса двигателей выполняются также с горизонтально-вертикальным оребрением, при этом массу чугунных отливок удается снизить на 15...25 %. Под­шипниковые щиты — чугунные без охлаждающих ребер. Вентиля­торы из пластмассы выполняют только для двигателей с h = 132 мм. У двигателей с большей высотой оси вращения вентиляторы отли­вают из алюминиевого сплава на чугунную втулку для посадки на вал. Кожухи вентиляторов — штампованные из листовой стали. Сердечники статоров у всех двигателей с h ≥ 132 мм скреплены ско­бами, которые приваривают в нескольких местах к наружной повер­хности сердечника.

Двигатели с h = 200...250 мм (рис. 9.12) выпускают с чугунными литыми корпусами и подшипниковыми щитами. Оребрение корпу­сов радиальное. Подшипниковые щиты имеют внутренние ребра, к которым крепят диффузоры, создающие направленный поток воздуха, заключенного в корпусе двигателя.

Корпуса двигателей с высотой оси вращения h = 280...355 мм по своей конструкции резко отличаются от рассмотренных выше (рис. 9.13). Их выполняют из гофрированной рулонной стали тол­щиной 2...2,5 мм, что уменьшает их массу по сравнению с литыми из чугуна примерно в 2,8 раза. Подшипниковые щиты в двигателях чу­гунные. Лапы для крепления к фундаменту прикреплены к корпусу сваркой либо болтами.

Обмотка статора всех двигателей с h = 45...250 мм и двигате­лей с 2р = 10 и 12,с h = 280...355 мм выполнена из круглого обмо­точного провода (см. гл. 3). В двигателях меньших мощностей с h = 45... 132 мм обмотка однослойная концентрическая, в ряде ти­поразмеров выполнена вразвалку; в двигателях с h = 160... 250 мм — одно-двухслойная, а в многополюсных двигателях с h - 280...355 мм — двухслойная концентрическая. Таким обра­зом, конструкция и схемы обмоток из круглого провода всех дви­гателей серии позволяют применять механизированные способы ее намотки.

Рис. 9.12. Двигатель серии АИ с короткозамкнутым

ротором со степенью защиты IP54, h = 225 мм:

1, 14 — подшипники; 2. 11 — подшипниковые щиты; 3 — короткозамыкаюшее кольцо ротора;

4 — лобовые части обмотки статора; 5 — коробка выводов;

6 — корпус; 7 — сердечник статора;

8 — сердечник ротора; 9 — вентиляционные лопатки ротора;

10 — диффузоры; 12 — вентилятор; 13 — кожух вентилятора;

15 — вал

Обмотка статора двигателей с h = 280...355 мм (кроме 10- и 12-полюсных) выполнена из прямоугольного обмоточного провода, двухслойная из подразделенных катушек, что позволяет укладывать их в полуоткрытые пазы статора. Лобовые части обмотки укрепле­ны бандажными кольцами. С помощью дистанционных прокладок между лобовыми частями катушек обмотки создаются промежутки для прохода охлаждающего воздуха.

Обмотки двигателей всех высот оси вращения выполнены проводом марки ПЭТМ-155 или ПЭТД-180. Для пазовой и межфазовой изоляций применяют материалы на основе фенелона, имеющие класс нагревостойкости F. Так как расчетный нагрев обмоток соответстствует классу нагревостойкости В, то при таком решении повы­силась надежность обмотки.

Обмотки короткозамкнутых роторов выполнены заливкой сплавом алюминия. Одновременно отливают и замыкающие кольца с вентиляционными лопатками. Для крепления балансировочных грузов в замыкающих кольцах роторов двигателей с h ≤ 200 мм преду­смотрены кольцевые канавки, а в двигателях с большей высотой оси вращения — штыри между вентиляционными лопатками.

Все двигатели исполнения по степени защиты IP54 охлаждаются с помощью наружного вентилятора, прогоняющего окружающий двигатель воздух вдоль ребер корпуса. Перенос тепла от обмотки статора и лобовых частей обмотки статора к внутренней поверхности и корпуса и подшипниковых щитов происходит за счет циркуля­ции воздуха, находящегося внутри корпуса. В двигателях с h = 45... 180 мм воздух перемешивается вентиляционными лопатками замыкающих колец. В двигателях с h = 200...250 мм внутри корпуса вентиляционными лопатками создается направленная циркуляция воздуха. Для этого на внутренних ребрах подшипниковых щитов с обоих торцов сердечника ротора установлены диффузоры (см. рис. 9.12).

Диффузоры разделяют область пониженного давления — перед вентиляционными лопатками и повышенного давления — над ло­патками. Воздух нагревается, соприкасаясь с замыкающими кольца­ми и вентиляционными лопатками ротора и лобовыми частями обмотки статора, проходит к внутренней поверхности корпуса, в полость между диффузором и внутренними ребрами подшипниковых щитов и отдает им тепло.

В двигателях с h = 280...355 мм с гофрированным корпусом (см. рис. 9.13) схема охлаждения отличается от рассмотренной выше. В сердечниках роторов этих двигателей выполнены аксиаль­ные вентиляционные каналы, а внутри корпуса установлен центробежный вентилятор. Внутренний вентилятор прогоняет нагретый от лобовых частей обмоток ротора и статора воздух в полости, образованные ребрами гофрированного корпуса и наружной поверхно­стью сердечника статора. В то же время наружный вентилятор на­правляет холодный воздух, окружающий двигатель, вдоль ребер снаружи корпуса. Этим достигается более интенсивное охлаждение воздуха, заключенного внутри корпуса. Охлажденный воздух посту­пает в аксиальные каналы ротора и вновь к лопаткам внутреннего вентилятора.

В защищенном исполнении двигатели с короткозамкнутым ротором выпускаются в диапазоне осей вращения от 200 до 355 мм со степенью защиты IP23. Корпуса и подшипниковые щиты двигателей несколько отличны по своей конструкции от двигателей исполнения IP54. Это связано с изменением системы вентиляции. Двигатели имеют двустороннюю радиальную систему вентиляции. Нагнетательными элементами служат вентиляционные лопатки на замы­кающих кольцах. Как и в двигателях исполнения по степени защиты IP54, лопатки служат также радиаторами, отводящими тепло от пазовой части стержней обмотки ротора. В двигателях с h = 200...250 мм (см. рис. 9.4) воздух засасывается через жалюзи в подшипниковых щитах торцов ротора, направляется диффузорами на

Рис. 9.13. Двигатель серии АИ с короткозамкнутым ротором со степенью защиты

IP54, h = 280 мм, с гофрированной станиной:

1 — вал; 2, 17 — подшипники; 3. 15 — подшипниковые щиты; 4 — коробка выводов;

5 — лобо­вые части обмотки статора; 6 — нажимное кольцо статора;

7 — гофрированная станина; 8 — сер­дечник статора; 9 — сердечник ротора;

10 — короткозамыкающие кольца; 11 — вентиляционные лопатки;

12 — внутренний вентилятор; 13 — масленка для смазки подшипника;

14 — кожух вен­тилятора; 16 — наружный вентилятор;