Серии трехфазных асинхронных двигателей

Серия трехфазных асинхронных двигателей 4Аохватывает диапазон мощностей от 0,06 до 400 кВт. В основу разделения дви­гателей на типоразмеры положен конструктивный параметр - высота оси вращения h(см. рис. 18.6).

Двигатели серии 4А изготовляются с высотой оси вращения 50,56,63, 71,80,90, 100, 112, 132, 160, 180,200,225,250,280,315 и 355 мм. Двигатели каждой высоты оси вращения выполняются двух типоразмеров с разной длиной пакетов сердечников, но оди­наковым штампом их пластин. Двигатели изготовляются на син­хронные частоты вращения 3000, 1500, 1000, 750, 600 и 500 об/мин.

Двигатели серии 4А изготовляются в двух исполнениях: за­крытое обдуваемое (рис. 18.7, а)и защищенное с внутренней са­мовентиляцией (рис. 18.7, б). Двигатели закрытого исполнения всего диапазона осей вращения изготовляются с короткозамкнутым ротором, а осей вращения 200, 225 и 250 мм — еще и с фаз­ным ротором (4АК). Двигатели защищенного исполнения изготов­ляются с короткозамкнутым ротором (4АН) при высоте оси вращения h > 160 мм, а при высоте оси вращения h >200 мм еще и с фазным ротором (4АНК).

В двигателях серии 4А с высотами оси вращения от 50 до 132 мм применяется изоляция класса нагревостойкости В, а в дви­гателях с высотами оси вращения от 160 до 355 мм — изоляция класса нагревостойкости F.

Асинхронные двигатели серии 4А предназначены для самого широкого применения во всех отраслях хозяйства, а поэтому они помимо основного исполнения, имеют несколько модификаций и специализированных исполнений.

Рис. 18.7. Асинхронные двигатели серии 4А:

а — закрытого обдуваемого исполнения, б — защищенного исполнения

Двигатели основного исполнения предназначены для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям и т. д. Предполагается, что окружающая среда в месте установки этих двигателей не взрывоопасна, не содержит токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию. Двигатели предназначены для работы от сети часто­той 50 Гц и напряжения согласно табл. 18.4. Различают следую­щие модификации двигателей серии 4А:

а) двигатели с повышенным скольжением, с «мягкой» меха­нической характеристикой (4АС); короткозамкнутая обмотка этих двигателей имеет повышенное активное сопротивление;

б) двигатели с повышенным пусковым моментом, имеющие двойную клетку на роторе (4АР);

в) многоскоростные двигатели — на две, три и четыре частоты вращения в диапазоне от 500 до 3000 об/мин;

Таблица 18.4

г) двигатели на частоту 60 Гц, имеющие частоту вращения на 20 % выше, чем двигатели основного исполнения при той же мощности;

д) двигатели малошумные (с улучшенной балансировкой, с подшипниками более высокого класса и т.д.);

е) двигатели со встроенным электромагнитным тормозом (для электроприводов с частыми пусками);

к) двигатели, встраиваемые в механизмы, приводимые ими во вращение (4АВ);

з) двигатели лифтовые двухскоростные со встроенной темпе­ратурной защитой, малошумные для привода лифтов в жилых и промышленных зданиях и др.

Многообразие модификаций позволяет удовлетворить по­требности различных отраслей промышленности в электродвига­телях.

Серия трехфазных асинхронных двигателей АИ.Двигатели этой серии имеют общепромышленное назначение. Они изготав­ливаются с высотами осей вращения от 45 до 355 мм мощностью от 0,025 до 315 кВт на напряжение 220/380 и 380/660 В, частотой 50 Гц. Возможно изготовление двигателей на частоту тока 60 Гц. По степени защиты двигатели этой серии имеют исполнения: за­крытое обдуваемое для всех высот оси вращения или защищенное с внутренней самовентиляцией для высот оси вращения от 160 до 355 мм.

В отличие от серии 4А в двигателях серии АИ более широко использованы высокопрочные алюминиевые сплавы и пластмассы и применена более совершенная система вентиляции, обеспечи­вающая снижение температуры нагрева двигателей при номиналь­ной нагрузке на 10—20 °С относительно двигателей серии 4А. Для наиболее массового отрезка серии с высотами осей вращения от 71 до 100 мм применены подшипники с улучшенными виброакусти­ческими характеристиками. Улучшение вентиляционного и под­шипниковых узлов обеспечило двигателям серии АИ снижение уровня шума и повышение надежности.

Высоковольтные асинхронные двигатели.Для привода ря­да промышленных установок требуются двигатели большой мощ­ности: 500, 800, 1000 кВт и более. Обычно асинхронные двигатели такой мощности делают высоковольтными — на 6000 или 10 000 В. Рассмотрим некоторые серии высоковольтных двигателей боль­шой мощности.

Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ро­тором серии АН2 применяют для привода механизмов, не тре­бующих регулирования частоты вращения, например мощных вентиляторов, насосов и т. п. Двигатели этой серии изготовляются мощностью от 500 до 2000 кВт при частоте вращения (синхрон­ной) 1000, 750, 600, 500 и 375 об/мин. Двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть напряжением 6000 В, частотой 50 Гц. Двигатели серии АН2 изготовляются с горизонтальным расположением вала на двух щитовых подшипниках качения, имеют защищенное исполнение. Корпус статора и подшип­никовые щиты сварные (рис. 18.8, а) из листовой стали. Обмотка статора петлевая двухслойная с укороченным шагом. Класс нагревостойкости изоляции В. Обмотка ротора двухклеточная (рис. 18.8, б), пусковая клетка (верхняя) выполнена из латунных стерж­ней, рабочая клетка (нижняя) - из медных стержней. Замыкающие кольца ротора раздельные и для обеих клеток сделаны из ме­ди. Способ охлаждения — аксиально-радиальная самовентиляция.

Асинхронные двигатели серии АН32 также являются высоко­вольтными (6000 В), но, в отличие от двигателей серии АН2, они имеют закрытое исполнение с принудительной

Рис. 18.8 Внешний вид (а) и конструкция (б) асинхронного

двигателя АН2

вентиляцией от постороннего вентилятора. Двигатели этой серии имеют мощность от 500 до 2000 кВт.

Асинхронные двигатели серии АТД2 изготавливаются мощ­ностью от 1000 до 5000 кВт; напряжением питания 6000 В. В отличие от ранее рассмотренных, двигатели этой серии выполняются и со стояковыми подшипниками скольжения. Система вентиляции двигателей радиальная симметричная, разомкнутая или замкнутая.

Тепловое состояние обмоток двигателей серий АТД2 контролируется термометрами сопротивления, вставленными в лобовые части обмотки статора. Концы проводов от этих термометров выведены на зажимы коробки выводов. При температуре нагрева обмоток, превышающей допустимую, электрический сигнал от термометров можно использовать для автоматического отключения двигателя.

Крановые и краново-металлургические асинхронные двигатели.Для привода крановых механизмов общепромышленного назначения, а также других агрегатов, работа которых характеризуется частыми пусками и остановками, большими перегрузками, применяют крановые трехфазные асинхронные двигатели серий MTF (с фазным ротором) и MTKF (с короткозамкнутым ротором). Двигатели этих серий отличаются большой перегрузочной способностью (M_макс/ M_ном = 3,3 — 3,5), повышенным значением пус­кового момента (М_п / М_ном = 3,0 — 3,5) и пониженным значением момента инерции ротора. Последнее свойство придает двигателям хорошие динамические свойства, что важно при работе в режиме частых пусков, реверсов и т. п.

Для привода механизмов, работающих в тяжелых условиях металлургического производства при повышенной температуре окружающей среды, применяют краново-металлургические трехфазные асинхронные двигатели серий МТН (с фазным ротором) и

МТКН (с короткозамкнутым ротором). Применение в двигателях изоляции и повышенной нагревостойкости класса Н обеспечивает надежную их работу в условиях повышенных

Рис. 18.9. Трехфазный асинхронный двигатель серии МТН

температур окру­жающей среды металлургического производства.

На рис. 18.9 показано устройство двигателя серии MTF. Кон­тактные кольца двигателя выполнены медными и применены «мягкие» медно-графитовые щетки марки M1, что обеспечивает небольшое переходное сопротивление. Исполнение по способу защиты — закрытое IP44, способ охлаждения — наружный обдув IC0141.

Контрольные вопросы

1.Какие способы охлаждения применяются в электрических машинах?

2.Какие применяются формы исполнения электрических машин по способу защиты и как они маркируются?

3.Какие формы исполнения по способу монтажа применяются в электриче­ских машинах?

4.Что такое серия электрических машин?

5.Какой диапазон мощности охватывает серия 4А и каковы формы их конст­руктивного исполнения по защите и вентиляции?

6.Какие существуют модификации серии 4А и каково их назначение?

7.Почему асинхронные двигатели большой мощности делают высоковольт­ными?

8.Каковы области применения асинхронных двигателей краново-металлургических серий, и какими особыми свойствами обладают эти дви­гатели?

9.Почему в двигателях для привода механизмов металлургического произ­водства применена изоляция класса Н?