Главная Промышленная автоматика.

Асинхронные двигатели

Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую н составляют основу электропривода большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства.

Асипхроыпые двигатели общего назначения мощностью от 0,06 до 400 кВт на напряжение до 1000 В -наиболее широко применяемые электрические машины. В народнохозяйственном парке электродвигателей онн составляют по колячеству 907о. по мощности-i-п(1пмерно 55%. Потребность, а следовательно, и производство асинхронных двигателей иа напряжение до 1000 в нашей стране растет неуклонно нз года в год. Так, за послевоенные годы выпуск их увеличился более чем в 20 раз

yjKc в настоящее время асинхронные двигатели потребляют более 40% вырабатываемой в стране электроэнергии, на их изготовление расходуется большое количество дефицитных материалов: обмоточной меди, изоляции, электротехнической стали и других, а затраты на обслуживание и ремонт асинхронных двигателей в эксплуатации составляют более 57о затрат на ремонт и обслуживание всего установленного оборудования. Поэтому создаыие серий высокоэкоиомичных и надежных асинхронных двигателей является важнейшей народнохозяйственной задачей, а правильный выбор двигателей, их эксплуатация и высококачественный ремонт играют первоочередную роль в экономпи материальных и трудовых ресурсов в нашей стране.

Первая единая всесоюзная серия асинхронных двигателей - серия А мощностью от 0,6 до 100 кВт - была разработана в V946- 1949 гг. Внедренная в производство в 1949-I95I гг. на многих заводах с учетом принятой специализации, серия А заменила восемь разрозненных серий, выпускавшихся ранее. Эти серии не имели единой шкалы мощностей, а следовательно, и единой увязки шкалы мощностей с установочными размерами, отсутствовал необходимый уровень ллификации деталей н сборочных единиц, все это затрудняло производство, эксплуатацию и ремонт двигателей. Кроме того, серии имели мало модификаций и специализированных исполнений.

В серии А впервые была принята твердая шкала мощностей, имеющая 15 стлпсней. Помимо основного исполнения был предусмотрен ряд модификаций, удовлетворяющих требованиям привода в части характеристик (двигатели с повышенным пусковым моментом, с повышенным скольжением, многоскоростные, со встроенным тормозом, с фазным ротором) и спецнализированпых исполнений по -условиям окружающей среды (влаго-, химо- и тропикостойкие двигатели). Наряду с защищенными двигателями (А) в серии впервые в отечественной практике были предусмотрены закрытые обду-

ваемые двигатели (АО), что существенно повышало надежность приводов.

Двигатели серии А мощностью свыше 100 кВт были разработаны в первой половине 50-х годов. Они отвечали уровню технических требований БО-х годов, однако к середине 60-х годов эти двигатели не соответствовали по массо-габаритным и энергетическим показателям мировому уровню и вышедшим к этому вре.чени рскомеидацпя-м А1еждународной электротехнической комиссии (Л\.ЭК) по установочным размерам. Это привело к необходимости создания второй едино!! серпн асинхронных двигателей.

Участок серии двигателей А2 мощностью от 0,6 до 100 кВт был разработан во ВНППЭМ в 1957-1959 гг. Он состоял нз девяти габаритов двигателей с высотами оси вращения от 90 до 280 мм, соответствующими рекомендациям МЭК. Шкала мощностей двигателей этою отрезка серии А2 соответствовала дополнительному ряду рекомендаций МЭК н состояла из 19 ступеней. Увязка шкалы мощностей с установочными размерами соответствовала впервые достигнутому в мировой практике ео1лашению между странами - членами СЭВ.

За счет применения новых прогрессивных электротехнических материалов, а также за счет рациональных размеров сердечников, определенных впервые в отечественной практике с помощью ЭВМ, в двигателях серии А2 удалось повысн1ь уровень использования активных частей на 20-25%. В серии был предусмотрен ряд дополнительных модификаций и специализированных исполнений. Все это дало возможность получить существенный экономический эффект в народном хозяйстве Аналогичные работы велись Московским электромеханическим заводом имени Владимира Ильича по созтанию двигателей серии А2 мощностью свыше 100 кВт

В середпне 60-х годов ведущие э-ектротехннческне фирмы стран Западной Европы на основе рекомендаций Европейского комитета по координации электротехнических стандартов создали ря : серий асинхронных двигателей общего назначения, имеющих преимущества перед двигателями А2 по целому ряду показателей, и. Прежде всего, по массо-габаритным и виброшумовым характеристикам.

Аналогичные работы велись и странами - членами СЭВ. Эти работы закончились принятием в 1968 г. рекомендаций по проектированию новой серии асинхронных двигателей общего назначения, унифицированной в рамках СЭВ по шкалам мощностей, установочных размеров и их взаимной увязке (PC 3031).

На основе этих рекомендаций в Советском Союзе и ряде стран -членов СЭВ (ГДР, ЧССР, НРБ) в 1969-1972 гг. были разработаны серии асинхронных двигателей общего назначения. В СССР эта серия получила название серии 4А.

В серип 4А за счет применения новых электротехнических материалов и рациональной конструкции мощность двигателей при данных высотах оси вращения повышена иа две-трети ступени по сравнению с мощностью двигателей серии А2, что дало большую экономию дефицитных материалов. Существенно улучшились внб-рошумовые характеристики. При проектировании серии большое внимание было уделено повышению надежности машин. Впервые в Мировой практике для асинхронных двигателей общего назначения были стандартизированы показатели надежности. Особое внимание при проектировании уделялось экономичности двигателей



Двигатели серии 4А спроектированы оптимальными для нужд народного хозяйства. Критерием оптимизации была принята суммарная стоимость двигателя в производстве н эксплуатации, которая должна быть минимальной. В производственные затраты включалась стоимость "материалов, трудозатраты, амортизация оборудования, капиталовложения, затраты на проектирование и освоение. В эксплуатациоииые затраты входила стоимость потерь электроэнергии н стоимость компенсации реактивной мощности с учетом реальной годовой наработки и реального коэффициента загрузки, а также затраты на ремонт н обслуживание.

Серия имеет широкий ряд модификаций и специализированных исполнений для максимальногр удовлетворения нужд электропривода. Благодаря высокому уровню унификации и стандартизации деталей и сборочных единиц это ие создает существенных затруднений в производстве.

Для производства двигателей серии 4А разработана й осуществлена прогрессивная технология. Механическая обработка стаиии, валов и роторов двигателей производится на автоматических линиях, штамповка листов магнитопровода - на прессах-автоматах Автоматизирована сборка cepfleiiHHKOB статора, механизирована сборка и заливка роторов. Укладка статорной обмотки производится па автоматических станках, а пропитка и сушка обмоток на автоматических струйных или вакуум-нагиетательиых установках. Испытания узлов двигателей и двигателей в сборе производится иа специальных стендах и автоматических испытательных станциях.

Все это обеспечило высокую производительность труда при высоком качестве изготовления.

По своим энергетическим, пусковым, механическим, виброшумовым, эксплуатационным характериститсам серия 4А удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к асинхронным двигателям отечественными стандартами, стандартами СЭВ, документами МЭК и соответствует современному уровню электромашиностроения.

Глава первая

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ СЕРИИ 4А

1.1. СТРУКТУРА СЕРИИ

Серия асинхронных двигателей 4А на напряжение до 1000 В в зависимости от рабочих свойств и условий работы двигателей включает в себя основное исполнение и модификации: е повышенным пусковым моментом; с повышенным скольжением; многоско-ростиые; с фазным ротором; со встроенным электромагнитным тормозом; малошумные.

Специализированные исполнения по условиям окружающей среды: тропическое; химически стойкое; для холодного климата; для сельского хозяйства.

Узкоспециализированные исполнения: для судовых механизмов, для привода моноблочных насосов; для привода вспомогательных механизмов магистральных тепловозов;- рудничное нормальное исполнение; для привода бессальниковых компрессоров; высокой точности по установочным размерам для прецизионных станков; для привода запорной арматуры атомных электростанций и др.

Двигатели узкоспециализированных исполнений в настоящем справочнике не рассматриваются.

Серия 4А охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 до 400 кВт (при 1500 об/мин). Ряд номинальных мощностей двигателей, за исключением номинальных мощностей двигателей некоторых модификаций, соотвегствует ГОСТ 12139-74. Серия имеет 17 высот оси вращения от 50 до 355 мм. Ряд высот оси вращения соответствует ГОСТ 13267-73. Установочные и присоединительные размеры двигателей серии 4А в зависимости от высоты оси вращения регламентируются ГОСТ 18709-73.

Увязка номинальных мощностей с установочными размерами яв 1яется одной из основных характеристик серии. Увязка мощно- -стей с установочными размерами в зависимости от степени защиты н числа полюсов для двигателей основного исполнення определена ГОСТ 19523-81 (табл. 1.1, 1.2).

Двигатели предназначены для работы от сети переменного тока частоты 50 Гц. Оии изготовляются иа следующие- номинальные напряжения (основное исполнение):

Номинальное

напряжение, В 220; 380 220; 380; 660 220/380; 380/660 380/660

Мощность,

кВт...... 0,06-0,37 0,56-11.0

15.0-ПО 132-400



Таблииа 1.1. Увязка молщостей с установочными размерами для двигателей основного исполнения; степень защиты

Мощность, кВт, npii чпсле потюсов

Sii.

1 .

0,09; 0,12

о,ос: 0,09

0,18,- 0,25

0,12; 0,18

0,37; 0,55

0,25; 0,37

0,18; 0,25

0,75; 1,1

0,55; 0,75

0,37; 0,55

0,26

1,5: 2,2

1,1; 1,6

0,75; 1,1

0,3~; 0.55

0,7,5; 1,1

4,0 5,5

3,0 4,0

3,0; 4,0

2,2; 3,0

11,0

7,5 11,0

3,3 7,3

15,0 18,5

15,0 18,5

11,0 15,0

7,6 11,0

22,0 30,0

22,0 30,0

18,5

15,0

37,0 45,0

37,0 45,0

22,0 30,0

18,5 22,0

55,0

65,0

37,0

30,0

75,0 90,0

75,0 90,0

45,0 55,0

37,0 45,0

30,0

НО 132

110 132

75,0 90,0

63,0 75,0

37,0 46,0

160 200

110 132

90,0 ПО

53,0 75,0

45,0 55,0

230 315

260 315

160 200

132 160

90,0 100

75,0 90,0

Твбпииг 1.2. Увязка мощностей с установочными размерами для двигателей основного исполнения; степень защиты IP23

Мощность, кВт, при

числе полюсов

22,0 30.0

18,6 22,0

37,0 45 ,Ь

30,0 37,0

18,6 22,0

16,0 18,6

.VI L

65,0 75,0

46,0 65,0

30,0 37,0

22,0 30,0

90,0

75,0

45,0

37,.0

90,0 110

55,0 75,0

45,0 56,0

S Л!

132-160

90,0 НО

75,0-90,0

45,0 66,0

200 2,50

132 160

ПО 132

75,0 90,0

65,0 76,0

315 400

200 2,50

160 200

НО 132

90,8 110

По заказу потребителя двигатели могут изготавливаться иа другие стандартные напряжения.

Двигатели модификацип, за исключением миогоскоростных двигателей, н двигатели специализированных исполнений изготовляются на те же напряжения, что и двигатели основного исполнения, на базе которых оин спроектированы. Номинальные напряжения для миогоскоростных двигателей приведены в табл. 6.5.

Двигатети могут эксплуатироваться при отклонениях напряжения сети от поминального значения в пределах -5- + 10% и отклонениях частоты на ±2,57о номинального значения. При одновременном отклонеипи напряжения и частоты сети двигатели должны сохранять номинальную мощность, если сумма абсолютных значении отклонений этих величин не превосходит 10% и каждое из этн.х отклонений не превышает нормы.

Серия имеет исполнение двигателей на частоту сети 60 Гц, которое в настоящем справочнике не рассматривается.

В серии 4А предусмотрены три исполнения по степени защиты (ГОСТ 17494-72):

1Р44 для двигателей с высотами оси вращения 50-355 мм (закрытое исполнение);





[0] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

0.0034