Основные характеристики асинхронных электродвигателей общего применения

На рис. 1.2 представлена характеристика асинхронного электродвигателя, выражающая зависимость частоты вращения двигателя от величин вращающего момента.

Рис. 1.2

 

Здесь Т ном − номинальный вращающий момент;

Т нач (или Т пуск) − момент, развиваемый при пуске двигателя;

Т max − максимальный момент (кратковременный);

n ном − номинальная частота вращения двигателя;

n кр − критическая частота вращения двигателя;

n с − синхронная частота вращения двигателя (при отсутствии нагрузки), то есть частота вращения магнитного поля, она зависит от частоты тока f и числа пар полюсов р: n с = 60 f / p.

Асинхронная угловая скорость, рад/сек: .

При стандартной частоте f = 50 1/c и числе пар полюсов р от 1 до 4 синхронная частота вращения двигателя n с = 3000, 1500, 1000, 750 об/мин.

Частота вращения n ном, указываемая в каталогах электродвигателей, относится к номинальному режиму, её и принимают во внимание при определении общего передаточного отношения привода.

Под действием нагрузки частота вращения вала электродвигателя n _эд уменьшается по сравнению с n с, возникает скольжение s, определяемое по формуле s = (n с – n эд) / n с. Следовательно, n эд = n с ∙ (1 – s).

К основным типам асинхронных электродвигателей трёхфазного тока, предназначенных для приводов общего применения, относят двигатели единой серии марок:

4АН – электродвигатели, защищенные от попадания капель и твёрдых частиц и от прикосновения к вращающимся и токоведущим частям;

4А − электродвигатели закрытые обдуваемые по ГОСТ 19523-74 (рис. 1.3). Формы исполнения: М100 − электродвигатели горизонтальные, станина на лапах (см. рис.1.3, а); М200 − то же и дополнительно с фланцем на щите (см. рис 1.2, б);

АО2 − электродвигатели закрытые обдуваемые по ГОСТ 13859-68 и их модификации.

Технические данные электродвигателей содержатся в каталогах, в табл. 1.4, 1.5 приведены краткие выдержки из них.

а

б Рис. 1.3

 

Таблица 1.4. Двигатели асинхронные короткозамкнутые трёхфазные серии 4А общепромышленного применения;

закрытые обдуваемые. Технические данные

Номинальная мощность Р ном, кВт	Синхронная частота, об/мин
	3000	1500	1000	750
0,25	–	–	–	71В8/680
0,37	–	–	71А6/910	80А8/675
0,55	–	71А4/1390	71В6/900	80В8/700
0,75	71А2/2840	71В4/2810	80А6/915	90А8/700
1,1	71В2/2810	80А4/1420	80В6/920	90В8/700
1,5	80А2/2850	80В4/1415	90L6/935	100L8/700
2,2	80В2/2850	90L4/1425	100L6/950	112МА8/700
3,0	90L2/2840	100S4/1435	112МА6/955	112МВ8/700
4,0	100S2/2880	100L4/1430	112МВ6/950	132S8/720
5,5	100K2/2880	112М4/1445	132S6/965	132М8/720
7,5	112М2/2900	132S4/1455	132М6/970	160S8/730
11,0	132М2/2900	132М4/1460	160L6/975	160М8/730
15,0	160L2/2940	160L4/1465	160М6/975	180М8/730
18,5	160М2/2940	160М4/1465	180М6/975	–
22,0	180S2/2945	180S4/1470	–	–
30,0	180M2/2925	180M4/1470	–	–

Примечание: Структура обозначения типоразмера двигателя (расшифровывается слева направо):

4 − порядковый номер серии; А − вид двигателя − асинхронный; А − станина и щиты двигателя алюминиевые (отсутствие знака означает, что станина и щитычугунные или стальные); М − модернизированный; двух- или трёхзначное число − высота оси вращения ротора; А, В − длина сердечника статора; K, L, M, S − установочный размер по длине станины; 2, 4, 6, 8 − число полюсов; У3 − климатическое исполнение и категория размещения (для работы в зонах с умеренным климатом) по ГОСТ 15150-69.

Таблица 1.5. Двигатели. Основные размеры, мм

Тип двигателя	Число полюсов	Исполнение
		IM 1081	IM 1081, IM 2081, IM 3081					IM 1081, IM 2081							IM 2081, IM 3081
		d 30	l 1	l 30	d 1	b 1	h 1	l 30	l 31	d 10	b 10	h	h 10	h 31	l 20	l 21	d 20	d 22	d 24	d 25
71А, В	2, 4, 6, 8	170	40	285	19	6	6	90	45	7	112	71	9	201	3,5	10	165	12	200	130
80А		186		300	22			100	50	10	125	80	10	218
80В				320
90L		208		350	24	8	7	125	56		140	90	11	243	4	12	215	15	250	180
100S		235	60	362	28			112	63	12	160	100	12	263		14
100L				392				140
112М		260	80	452	32	10	8		70		190	112		310		18	265		300	230
132S		302		480	38				89		216	132	13	350	5	18	300	19	350	250
132М				530				178
160S	2	358	110	624	42	12			108	15	254	160	18	430		15
	4, 6, 8				48	14	9
160М	2			667	42	12	8	210
	4, 6, 8				48	14	9
180S	2	410		662	48	14	9	203	121		279	180	20	470		18	350		400	300
	4, 6, 8				55	16	10
180М	2			702	48	14	9	241
	4, 6, 8				55	16	10

 

Таблица 1.6. Мощности и скорости вращения двигателей А2, АО2, и АОЛ2

 

Тип электродвигателя	Номинальная мощность, кВт	Частота вращения, мин^-1	Тип электродвигателя	Номинальная мощность, кВт	Частота вращения, мин^-1	Тип электродвигателя	Номинальная мощность, кВт	Частота вращения, мин^-1
АОЛ2-11-12	0,8	2830	АО2-51-2	10	2920	АО2-72-4	30	1460
АОЛ1-12-2	1,3	2830	АО2-52-2	13	2920	АО2-71-6	17	970
АОЛ2-11-4	1,6	1350	АО2-51-4	7,5	1460	АО2-72-6	22	970
АОЛ2-12-4	0,8	1350	АО2-52-4	10	1460	АО2-71-8	13	730
АОЛ2-11-6	0,4	910	АО2-51-6	5,5	970	АО2-72-8	17	730
АОЛ2-12-6	0,6	910	АО2-52-6	7,5	970	АО2-81-2	40	2940
АОЛ2-21-2	1,5	2860	АО2-51-8	4,0	730	АО2-82-2	55	2940
АОЛ2-22-2	2,2	2860	АО2-52-8	5,5	730	АО2-81-4	40	1460
АОЛ2-21-4	1,1	1400	АО2-62-2	17	2890	АО2-82-4	55	1460
АОЛ2-22-4	1,5	1420	АО2-61-4	13	1460	АО2-84-6	30	980
АОЛ2-21-6	0,8	930	АО2-62-4	17	1450	АО2-82-6	40	980
АОЛ2-22-6	1,1	930	АО2-61-6	10	970	АО2-81-8	22	735
АОЛ2-31-2	3,0	2880	АО2-62-6	13	960	АО2-82-8	30	735
АОЛ2-32-2	4,0	2880	АО2-61-8	7,5	725	АО2-81-10	17	585
АОЛ2-31-4	2,2	1430	АО2-62-8	10	725	АО2-82-10	22	585
АОЛ2-32-4	3,0	1430	А2-71-2	30	2900	АО2-91-2	75	2960
АОЛ2-31-6	1,5	950	А2-72-2	40	2900	АО2-92-2	100	2960
АОЛ2-32-6	2,2	950	А2-71-4	22	1460	АО2-91-4	75	1470
АО2-41-2	5,5	2910	А2-72-4	30	1460	АО2-92-4	100	1470
АО2-42-2	7,5	2910	А2-71-6	17	970	АО2-91-6	55	980
АО2-41-4	4,0	1440	А2-72-6	22	970	АО2-92-6	75	980
АО2-42-4	5,5	1450	А2-71-8	13	730	АО2-91-8	50	740
АО2-41-6	3,0	960	А2-72-8	17	730	АО2-92-8	55	740
АО2-42-6	4,0	955	АО2-71-2	22	2900	АО2-91-10	30	585
АО2-41-8	2,2	720	АО2-72-2	30	2900	АО2-92-10	40	585
АО2-42-8	3,0	720	АО2-71-4	22	1460
Примечание. Число после первого тире обозначает типоразмер, в котором первая цифра – порядковый номер наружного диаметра сердечника статора, вторая цифра – порядковый номер длины двигателя; цифра после второго тире – число полюсов.

 

Пример.

Произвести кинематический расчет привода, показанного на рис.1.4, при следующих данных: диаметр барабана D = 500 мм, тяговое усилие на ленте Р = 4000 Н, скорость ленты v = 0,8 м/с.

Рис. 1.4. Кинематическая схема привода ленточного транспортера

 

Решение.

Принимаем КПД передач, показанных на рис. 1.4:

ременной передачи = 0,98;

зубчатой пары = 0,98;

цепной передачи = 0,96;

потери в опорах трех валов = 0,99³.

КПД всего привода

Требуемая мощность электродвигателя

Вт.

Частота вращения вала барабана

об/мин.

Из таблицы 1.6 выбираем ближайшие по мощности электродвигатели с повышенным пусковым моментом:

АО2-42-6, имеющий N = 4 кВт и n = 955 об/мин, и

АО2-41-4, у которого N = 4 Квт и n = 1440 об/мин.

Определяем передаточные отношения привода:

в первом случае

во втором .

Приемлемы оба типа двигателя; в первом варианте передаточное отношение может быть реализовано, например, так: по таблице 1.3 выбираем для ременной передачи i ₁ = 2; для редуктора i ₂ = 4 и для цепной передачи i ₃ = 4. Общее . Отклонение от заданного составит (допускается отклонение до ).

После выбора электродвигателя и определения передаточного отношения редуктора выполняют расчеты зубчатых передач.

 

Пример проектирования привода роликового конвейера

Рис. 1. а) кинематическая схема привода, 1- электродвигатель, 2 – клиноременная передача, 3 – редуктор;

б) график нагрузки

 

Исходные данные: вращающий момент на выходном валу ; частота вращения n ₄ = 30 об/мин.; режим средний равновероятный; Ресурс L = 20000 час; К _А = 1,25; К _АS = 2,2; синхронная частота вращения электродвигателя n _C =1500 об/мин.