211 Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины
размеры соответствовали рекомендациям упоминавшейся ранеe Меж-
дународной электротехнической комиссии.. Серия А2 также имела два
основных исполнения: защищенное А2 и . закрытое обдуваемое А02. Двигатели этих исполненйй й сегодня продолжают выпускаться от-
дельными предприятиями в небольших количествах.
В 1952--1956 гг. была разработана единая серия мощных двига- ,
телей (Р2н = 100--1000 кВт) А-АК (асинхронные двигатели с корот-
козамкнутым и фазным роторами).. В дальнейшем она подверглась существенной переработке: были применены новые электроизоляционные материалы, повышен уровень использования активной
части машин, принят. новый принцип охлаждения роторов -- про
дув наружным воздухом (в закрытых обдуваемых двигателях). В по- сл дующие годы модернизированные отрезки этой серии получилие наименование серии АЗ. .
Серия 4А, считающаяся сегодня основной, была спроектирова-
на в 1 969--1971 гг. она базировалась' на рекомендациях МЭК по
шкале мощностей и 'установочным размерам. Применение новых .
материалов и некоторое усовершенствование конструкции двигате= лей (выпускается c 1976 г.) дают экономию в этой серий по сравнению c А2: 24 % электротехнической стали; 25 — обмоточной меди; 20 — чугунного литья; 10 - алюминия;' 30 стального проката. Масса двигателей снижается при этом на 22 %. . .
Серия 4А' охватывает диапазон мощностей от 0,06 до 400 кВт и выполнена на 17 стандартных. высотах оси вращения. Практически
на каждую из высот выпускаются двигатели двух разных длин, различные по мощности. Шкала же мощностей серии содержит 33 сту-
пени. Коэффициент нарастания мощности меняется от 1,5- 1,4 (y
.двигателей с высотами вращения 50-80 мм) до 1,25--1,2 (при h =-
= 280-355' мм).
.. . .
Нам мощности выше 4б0 кВт выпyскаются сегодня высоковольт-
ные машины единой серии
А4..
. .
.
B 1982 г. было закончено создание нoвoй унифицированной се-
рии асинхронных двигателей -- АИ (асинхронные <<Интерэлектро»), y которых по сравнению с серией 4А выше КПД, надежность рабо-
ты, снижена материалоемкость, уменьшены шумы и вибрация. Впервые в практике электромашиностроения при проектировании-
серии АИ была проведена эстетическая оценка внешнего видаасинхронных двигателей на основе принципов дизайна (рис. 2.87). Вы пyск этой _серии, соответствующей высшей категории качества, начат в 1984 г. ,
В серии принято, что двигатели мощностью от 0,025 до 0,37кВт
должны выполняться на напряжение 220/380 B; от 0,5'5 до 11 кВт на
Электротехника и электроника .
212
б
Рис. 2.87. Варианты оформления трехфазных АД серии АИ c. круглыми гладкими (а) и ребристыми (б) щитами
220/380 В и 380/660 В при соединении фаз в звезду и треугольник с тремя или шестью выводными концами по требованию заказчика.
АД мощностью более 11 кВт выпускаются 'на напряжение
380/660 B c шестью выводами. Расчетный срок службы асинхронных двигателей серии АИ должен быть не .менее 20 000 ч.
Для работы в крановых электроприводах выпускаютсяЕ трехфазные асинхронные двигатели серий АТ (c фазным ротором) й АТК (c
короткозамкнутым), работающие. в кратковременном и повторнократковременном режимах при значительных перегрузках. Мощности двигателей от 1,4 до 37 кВт, питающее напряжение 380/220 В.
Разработанные в нашей стране серии АК 4, 4А, ДА 304 c вы сотами оси вращения 400 и 450 мм являются частью унифицированной серии «Интерэлектро», которые включают в себя б2 типа высоковольтных АД c короткозамкнутыми и фазными роторами мощностью 200-1000 кВт, частотой вращения 3000--500 об/мин, степенями защиты 'Р 23 и ‚ Р 44.
Двигатели серий АН-2 имеют диапазон мощностей от 315 до 2000 кВт при частотах вращения 1000--250 об/мин и ,U2H = б• кВ. Электродвигатели с короткозамкнутым (серия АН-2) и фазным (серия АНК-2) роторами имеют открытое исполнение (2 = 500 -
-2750 кВт. в двухполюсном исполнении). Двигатели мощностью 500--800 кВт выпускаются на напряжение 380/660 B, a большей мощности -- на U= б или 10 кВ.
Для работы в крановых электроприводах выпускают трехфазныe асинхронные двигатели серий MTF (с фазным ротором) и МТКЕ (c короткозамкнутым), характеризующиеся большой перегрузочной способностью и работой в кратковременном и повторно-кратко
временном режимах. .
Владимирский электромоторный завод перешел сегодня на вы-
пуск новой серии трехфазных асинхронных двигателей 5А (мощ--
ность до 1000 . кВт), которая создана для замены серии 4А c учетом
213 Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины
требований технического прогресса мирового электромашиностро-.
ения. Для повышения КПД применяется стaль .марки 2212, не тре- бующая отжига после штамповки и имеющая меньшие удельные
потери. Применение подшипников с постоянно заложенной смазкой и улучшенными акустическими характеристиками повышает надежность асинхронных двигателей.и снижает уровень шума. Пла-
нируется. применение облегченных корпусов из высокопрочных
алюминиевых сплавов.
• В последние годы Ярославский электромашиностроительный завод освоил новую серию ВА (Российская асинхронная), охваты -
мощностью от 120 Вт до 100 кВт, соответствуювающуюдвигатели
щие международным стандартам CENELEC и DIN.
Серии электрических машин обновляются каждые 8--10 лет. Так
сегодня уже выпускаются двигатели серии бА. В .1992 г. Харьковским
электротехническим заводом «Укрэлектромаш >> начат выпуск новой
серии 2АИ c рядом преимуществ по сравнению c базовой АИ. Однако в 2002 г. было принято рецдение o переходе на производство об=
новленной серии АИР c сохранением технического уровня серии 2АИ.
За рубежом также отлажен выпуск трехфазных асинхронных дви-
гателей. Так, известная немецкая фирма. <sIEMENs> выпускает, на=
пример, двигатели марок 1 LG809-2AA, 1 LА8457-2АЕ мощностью от
1,5 до 1000 кВт (n2 от 2830 до 2986 об/мин). Фирма «BODING ELECTRIC СОМ PANI» (США) также выпускает широкую номен-
клатуру асинхронных двигaтелей на частоты б0 Гц (например,
44С8ВУРР-Х1) w 50 Гц (например , 34R6BFCI).
2.4.3. Степени зaYциты acинxpoнwыпc двигателей
Характеристики степеней защиты электрических машин обозна-
чаются двумя латинскими буквами IP (International Protection) x
двумя цифрами.
Первая цифра (от 0 до б) характеризует степень защиты персонала от соприкосновения c движущимися или находящимися noд напряжением частями, a также от попадания внутрь машины твepдыx пocтopoнниx предметов; вторая (от 0 до 8) — степень защиты
от проникновения влаги внутрь машины. Таким образом, открытые машины, в которых не предусмотрено никаких мер защиты, oбoзнa-
чaтcя IP 00.
Наиболее pacпpocтpaнeнными исполнениями машин по степе-
ни защиты являются ‚Р22 ,. 'Р23, IP44 и IP57.
Исполнения IP22 и IP23 соответствуют защите от возможности
соприкосновения c тoкoвeдyщими и вращающимися частями маши
пальцев человека и твердых предметов диаметром более 12,5 ммны
Электротехника и электроника
214
(первая цифра 2 в обозначениях), a' также защите от проникновения внутрь машины капель воды, попадающих под углом не более
150 к вертикали (‚Р22) или це более б'0° (IP23) и продувом воздуха
через машину. При этом вентилятор располагается ига валу машины, a воздух, проходя внутри корпуса, охлаждает обмотки и сердеч-
ники. Двигатели этих исполнений назвали каплезащищенными (по старой терминологии). Они выполняются c самовентиляцией.
Машины исполнения IP44 защищены от возможности соприкосновения инструментов, проволоки или других предметов, толщина которых не превышает .1 мм, . с токоведущими частями, а также от
попадания внутрь двигателя предметов диаметром более 1 мм (пер-
вая цифра 4).
Вторая цифра 4 обозначает, что машина защищена от попадания
внутрь корпуса водяных брызг любого направления.: Такие машины называют закрытыми. В большинстве случаёв они имеют наружный обдув. `охлаждающий воздух при этом прогоняется вдоль наружной
поверхности оребренного'корпуса с помощью вентилятора, установленного вне корпуса на выступающем конце вала, но закрытого кожухом. .
Для специальных целей выпускаются электродвигатели c более
высокой степенью защиты, например IP57. B этом исполнении: мащина защищена от попадания пыли внутрь корпуса и может работать, будучи погруженной в воду.
Символы и их позиции 'в обозначении типоразмеров асинхрон-
ных двигателей серии АИ и 4А приведены в табл.. 2.2.
Таблица 2.2
Символы и их позиции в обозначении типоразмеров АД серий АИ и 4А
Признак
Обозначение
серии
;
:
Степень защиты Материалы
станины и подшипниковых центов ..
Морификация
'Позиций ^
вобозначении
типоразмеров _
1-2 3}
;3
4
5—б .
.
Состав признака, значения символов
.
4А — четвертая серия АД
АИ — серия АД, унифицированная среди стран-
членов Интерэлектро (Р или С-привязка
мощности к устaновочно-присоединительньвм размерам по стандарту РСЗб31-71 или .
CENELEК-DOCUMENT 28/б4).. ' . .
СО - IP44, H --'Р23
СО* — станина и щиты чугунные или стальные
А — станина и щиты алюминиевые
x — любое сочетание чyгyна и алюминия в качестве материалов станины и щитов
Р — c повышенным пусковым моментом .
C — c повышенным скольженйем
К — с фазньпи рoтoром
;
В — встраиваемые
.
215 Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины
_
Окончание табл. 2.2
Признак
.
Модификация
Высота оси вращения, мм Установочный размер по длине
Внешний вид и конструкция АД представлены на рис. 2.88--2.90. Станина 1 и торцёвые щиты 2 отлиты из чугуна. Наружный вен - тилятор 3 крепится на выступающем конце вала 4, противоположном выводному. Вентилятор закpыт кожухом из листовой стали 5. Наружный воздух засасывается вентилятором через жалюзи кожуха и прогоняется вдоль ребер станины, на которой укреплена коробка выводов б. При установке она может быть повернута в удобном для
подводки питающего кабеля направлении.
..б
a
в
e
д
Рис. 2.88. Внешний вид сердечника статoра трехфазного АД (а); короткозамкнутого ротора (б); его обмотки в виде <<беличьей клетки» (в); короткозамк-
нутого ротора c алюминиевой литой обмоткой (г); стандартное изображение двигателя c короткозамкнутым ротором на схемах (д); .внешний вид фазного
ротора (е).
217 Глава 2. Электромагнытные устройства й электрические машины
a
Рис. 2.89. Внешний вид трехфазных
АД: а - co степенью защиты ‚Р23, h = 180 мм; б со степенью защиты
Р44 (с продуваемым ротором), h =‚
= 315 ;мм; в — co степенью защиты ‚Р23, h = 315 мм (все двигатели се-
рии 4А c короткозамкнутым ротором)
Внизу станины ребра расположены более редко и укорочены по сравнению c другими, что дает возможность нёсколько уменьшить высоту оси вращения. Сердечник статора 7 выполнен из листов
электротехнической стали 2013 и после опрессовки скреплен скобами 8. Сердечник закреплен в станине стопорными винтами 9, пре-
дохраняющими его от провоpачивания при резких толчках нагрузки. Пазы сердечника полузакрытые. Обмотка 10 всынная из
круглого обмоточного провода марки ПЭТ -155 или ПЭТ-155М, применяемого при машинной намотке. Сердечник ротора 11 выпол- няется из той же стали, что и статор, опрессовывается и в таком состоянии заливается алюминием. Одновременно c заливкой пазов отливаются замыкающие кольца 12 и вентиляционные лопатки. На замыкающих кольцах с обоих торцов ротора при балансировке кре-
пятся балансировочные грузы 13.
Сердечник ротора в машинах c высотой оси вращения h < 250 мм крeпится на валу горячей посадкой. При больших h для крепления
применяют шпонки. Вал ротора выполнен из стaли•45. Вентилятор литой из .алюминия. При .отливке вентилятора в него устанавливается стальная втулка 14, которая служит для крепления венти-
лятора на валу.
подшипниковыми крыш-
Электротехника. 'и электроника
218
Вид А
Рис. .2.90. Конструкция асинхронного. двигателя серии A4 со степенью защиты 'Р44, h = 160 мм
Подшипниковые щиты крепятся к станине при помощи болтов 15. в центре щита имеются отверстия, расточенные под посадку наружных обойм подшипников 16и 17. Точность положения оси
ротора относительно внутренней поверхности станины обеспечивается обработкой поверхностей посадки подшипниковых щитов на станину и наружных обойм подшипников при одной установке щитов на станине, а поверхностей станины — под посадку щитов на станке, a поверхностей станины — под посадку щитов в сердечнике статора при одной установке станины на расточном станке. Каждый из подшипников закрыт c обеих сторон
219 Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины
ками 18 и 19, препятствуюпхимн вытеканию смазки при работе ма-
шины. .
Подшипниковые крышки имеют :разщiтые поверхности .приле-
гания к валу c лабиринтными уплотнёниями. в двигателях меньшей мощности устанавливают два .шариковых подшипника.' При большей мощности co стороны выводного концa располагают роликовый подшипник, a с противоположной стороны шариковый.
Станина крепится к фундаменту с помощью лап, имеющих отверстия под. крепежные болты. Лапы отлиты вместе co станиной.., Сверху она имеет прилив c резьбовым отверстием, в которое ввив-
чивается рым-болт 20 для подъема двигателя при монтаже. На ла-
пах выполнены отверстия с резьбой, в. ;которые ввинчиваются бол-
ты 21 для подсоединения шин заземления. -
Конструкция Ад с фазным ротором представлена на рис. 2.91,. Жесткая, сварная из стального проката станина 1 охватывает толь-
c помощью массивных зажимных колeц 3. Корпус 4 выполнен из
листовой стали. Подшипниковые щиты. 5 также крепятся к станине только нижней половиной.' Подшипники б и 7заключены в кап-
сулы, монтируются с крышками 8 и 9 до сборки двигателя и в со-
бранном виде устанавливаются в .подшипниковые щиты. охлаждающий воздух засасывается в двигатель через жалюзи 10
на -торцевых щитах, направляется диффузорами 11 на вентиляционные лопатки 12 ротора 13, омывает лобовые части обмотки 14 й сер-
12 4 14
' 13
.16- .15.11
Рис. 2.91. Конструкция асинхронного трехфазного двигателя серии. A4
. c фазным ротором (степень защиты 'Р23, h = 355 мм)
Электротехника и электpоника
220
дечник статора и выбрасывается в жалюзи на боковых сторонах кор-
пуса.
Выводные концы обмотки ротора 16 проходят к контактным кольцам 17 через внутренние отверстия вала ротора. Контактные кольца располагаются. на пластмассовой втулке 18, которая консольно крепится к торцу вала. Весь щеточный узел закрыт кожухом 19, на котором, находится коробка зажимов 2 0 для соединения щеток c пусковым реостатом. ,
Двигатели c. фазным ротором являются модификацией АД c короткозамкнyтым роторoм. Главное достоинство таких АД — возможность пуска при малых пусковых токах, что особенно важно для работы от слабых сетей. Кроме того, фазный АД можно регулировать по частоте вращения, ' вводя в ротор резистор. B ряде случаев фазные асинхронные машины работают в режиме генератора 'как нагружающие устройства. Иногда 'они используются-в асинхронном
Выводные концы обмотки ротора, соединенной обычно в звездy, подключены к трем контактным кольцам. C помощью щеток
через ' кольцо в цепь обмотки ротора можно, вводить добавочный
резистор или ЭДС для изменения пусковых или рабочих свойств
машины, щетки позволяют замкнуть обмотку накоротко. B большинстве случаев добавочный резистор вводится в обмотку ротора
для облегчения пуска АД, так' как в этом случае увеличивается мо - ток. При работе АД пусковой резистор долженментиуменьшается
быть полностью выведен, a обмотка ротора замкнута накоротко.
24.5.. Паспортные данные трехфазных
асинхронных двигателей
1
Эти данные приводятся в табличке, закрепляемой на корпусе
двигателя (рис. 2.92), и содержат информацию o заводе-изготови-
теле, типе двигателя, количестве фаз, частоте питающей сети, но-
.минальной,моцдности, коэффициенте мощности, частоте вращения, способах соединения обмотки стартера, токе и КПД двигателя. На табличке указывается также год изготовления машины, ГОСТ, класс изоляции, режим работы двигателя (S 1 - длительный, s3 — повтор- но-кратковременный) .
