Розрахунок начального пускового струму і начального

Пускового моменту АД

 

Роз­ра­ху­нок пу­с­ко­вих ха­ра­к­те­ри­с­тик АД з ко­ро­т­ко­зам­к­не­ним ро­то­ром містить роз­ра­ху­нок ак­ти­в­но­го та індуктивного опо­ру об­мо­т­ки ро­то­ра, скла­до­вих коефіцієнтів провідності розсіювання ро­то­ра, індуктивних опорів розсіювання дви­гу­на, кратностей пу­с­ко­во­го стру­му та пу­с­ко­во­го мо­мен­ту для різних форм пазів ро­то­ра та ста­то­ра. Роз­ра­ху­нок усіх параметрів дви­гу­на про­во­ди­ть­ся для де­ся­ти зна­чень ­ко­в­зан­ня.

Методичні вказівки щодо розрахунку пускових характеристик АД знаходяться в комп’ютерному класі кафедри ЕМ.

 

8.5 Роз­роб­ка конструкції АД

 

Ос­но­в­ни­ми матеріалами для роз­роб­ки кон­струкції АД є за­вод­сь­кі кре­с­лен­ня ма­ши­ни за­да­но­го ти­пу бли­зь­кої до за­да­ної потужності та кон­стру­к­ти­в­но­го ви­ко­нан­ня. Ці кре­с­лен­ня можна знайти у ка­та­ло­гах ЕМ. У зв'яз­ку з обмеженістю кількості екземплярів каталогів, на рисун­ках Д.1-Д.12 (додаток Д) наведені дві проекції за­галь­но­го ви­гля­ду різних ти­по­ви­ко­нань АД, які вхо­дять в за­вдан­ня на кур­со­вий про­ект.

На всіх рисун­ках габаритні та установчі розміри позначені бу­к­ве­ни­ми індексами та для ко­ж­но­го типорозміру ма­шин наведені в таб­ли­цях Г.1-Г.8 даних ме­то­ди­ч­них вказівок.

На рисунках Д.1-Д.2 на­ве­де­ний за­галь­ний ви­гляд відрізку серії АД за­кри­то­го ви­ко­нан­ня (IP44) з ко­ро­т­ко­зам­к­не­ним ро­то­ром з ви­со­тою осі обер­тан­ня 160-250 мм /поздовжній і поперечний вигляд/. Ця серія охо­п­лює потужності двигунів від 15 до 90 кВт та має 5 стан­дар­т­них ви­сот осі обер­тан­ня по 2 дов­жи­ни для ко­ж­ної з них.

Кон­стру­к­ти­в­но дви­гу­ни цьо­го відрізку серії ма­ло відрізняються від ма­шин попередніх серій аналогічного ви­ко­нан­ня, на­при­к­лад серії А2, конструкція якої до­сить де­таль­но висвітлена в тех­ні­ч­ній літературі.

Деякі відмінності є в конструкції торцевих щитків, підшипникового ву­з­ла, вен­ти­ля­то­ра, роз­та­шу­ван­ня та конструкції ко­роб­ки виводів.

Ста­то­ри дви­гунів ма­ють одно- або двошарову вси­п­ну об­мо­т­ку та напівзакриті трапецієвидні па­зи, для якої використовують автоматичні верстати. Ко­ро­т­ко­зам­к­нені па­зи ротора залиті алюмінієм А5.

На рисун­ках Д.3–Д.4 наведені загальні ви­гля­ди відрізку серії АД за­кри­то­го ви­ко­нан­ня (IP44) з ко­ро­т­ко­зам­к­не­ним ро­то­ром з ви­со­тою вісі обер­тан­ня 280-355 мм /поздовжній і поперечний вигляд/.

Ста­то­ри дви­гунів ма­ють двошарову об­мо­т­ку (з формованих напівкотушок та напіввідкриті прямокутні па­зи), яку вкладають вручну. Ко­ро­т­ко­зам­к­нені па­зи ротора залиті алюмінієм А5.

Конструкція двигунів захищеного ви­ко­нан­ня (IP23) відрізка серії h = 160-250 мм та h = 280-355 мм (рисунки Д.5-Д.8) зна­ч­но відрізняється від АД по­пе­редніх серій. Двигуни зі ступенем захисту IP23 мають двосторонню симетричну радіальну систему вентиляції. Роль відцентрового вентилятора виконують лопатки ротора. Напрямлення повітрю надають щитки. Торцеві та бокові жалюзі забезпечують двигуну ступінь захисту IP23.

Відрізок серії по­бу­до­ва­ний на п’ятьох ви­со­тах вісі обер­тан­ня 160, 180, 200, 225, 250 мм (див.рис.Д.5-Д.6) має дві дов­жи­ни для ко­ж­ної з ви­сот, охо­п­лює діапазон по­ту­ж­но­с­тей двигунів від 15 до 132 кВт. Ці двигуни мають литу станину з чавуну; торцеві й бокові жалюзі – литі з алюмінієвого сплаву.

Відрізок серії, по­бу­до­ва­ний на трьох ви­со­тах вісі обер­тан­ня 280, 315, 355 мм (див.рис.Д.7-Д.8), має дві дов­жи­ни для ко­ж­ної з ви­сот, охо­п­лює діапазон по­ту­ж­но­с­тей двигунів від 37 до 400 кВт. Двигуни цієї серії мають жор­с­т­кий, ли­тий з ча­ву­ну кор­пус, який охо­п­лює тільки ни­ж­ню по­ло­ви­ну осердя ста­то­ра, вер­х­ня ча­с­ти­на за­кри­та штам­по­ва­ни­ми з ли­с­то­вої сталі ко­жу­ха­ми.

Об­мо­т­ки ста­то­ра у більшості дви­гунів цьо­го відрізку серії виконані з пря­мо­ку­т­но­го про­во­ду роз­д­во­є­ни­ми котушками, які до­зво­ля­ють ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти відкриті па­зи.

Па­зи ро­то­ра овальні напівзакриті (h = 50-132 мм) й закриті (h = 160-250 мм) та при h=280-355 мм мають пляшкоподібну форму. Та­ка конфігурація пазів ро­то­ра при­йня­та з ме­тою поліпшення пу­с­ко­вих ха­ра­к­те­ри­с­тик дви­гунів, навіть при нераціональному в цьо­му ви­пад­ку використанні сталі зубцевої зо­ни роторів.

Двигуни з фазним ротором призначені для приводу механізмів, які потребують плавного регулювання частоти обертання вниз від номінальної (наприклад, лебідки, волочильні стани), а також механізмів, які працюють з тяжкими умовами пуску (центрифуги, сепаратори).

Двигуни з фазним ротором мають ступінь захисту IP44 (4АК) з h = 160-250 мм та IP23 (4АНК) з h = 160-355 мм (див. рис. Д.9-Д.10).

Двигуни уніфіковані з двигунами основного виконання за конструкцією статора. При висотах вісі обертання 160-355 мм ротори двигунів мають всипну двошарову петльову обмотку з круглого емальованого проводу, при h = 225-355 мм - двошарову хвильову стержневу обмотку ротора. Клас нагрівостійкості ізоляційної системи ротора F.

У двигунів 4АК зі ступенем захисту IP44 вузол контактних кілець розташовано під оболонкою двигуна, а у двигунів 4АНК зі ступенем захисту IP23 – поза оболонки й захищений кожухом.

У позначенні двигуни з фазним ротором мають додаткову літеру „К” після умовного позначення ступеня захисту, наприклад, 4АНК280М4У3.

Двигуни серії АІ мають ступінь захисту IP54 (IP44) з h = 160-250 мм та IP23 з h =200-355 мм.

Для асинхронних двигунів серії АІ з h = 132-250 мм прийнята система ізоляції класу нагрівостійкості B або F, для h = 280-355 мм – класу F.

Осердя статора двигуна з h = 45-132 мм скріплюються зварюванням, а з h = 160-355 мм - за допомогою скоб. Для зниження магнітного шуму та зменшення додаткових моментів АД мають скіс пазів ротора на одне зубцеве ділення.

Обмотка АД з h = 45-250 мм всипна, з круглого проводу, яка укладається в напівзакриті пази статора. В АД з h = 280-355 мм - жорсткі секції з прямокутного проводу, які укладаються в напіввідкриті пази статора.

Обмотка АД з h = 45-132 мм одношарова, концентрична або „врозвалку” (для двополюсних машин).

Двигуни з h = 160-250 мм мають одно-двошарову обмотку. Всипні обмотки всіх двигунів мають можливість механізувати укладку в статор.

Обмотки короткозамкнених роторів АД всіх висот обертання виконуються заливкою осердя ротора алюмінієм. Одночасно відливаються короткозамикаючі кільця з вентиляційними лопатками.

За конструкцією двигуни серії АІ практично не відрізняються від серії 4А, тому при виконанні креслення можна користуватись рисунками Д.1-Д.8, а також АІ з двохсторонньою радіальною вентиляцією (ІР23, рис. Д.11-Д12) та з гофрованою станиною (для двигунів зі ступенем захисту ІР44 з h =280-355 мм).

При роботі над конструкцією слід твер­до за­сво­ї­ти, що про­сте по­вто­рен­ня існуючого кре­с­лен­ня не­до­пу­с­ти­ме, бо не дає можливості розібратись в конструкції окре­мих вузлів де­та­лей, при­во­дить до їх невірного зо­бра­жен­ня та до невідповідності кре­с­лен­ня, а та­кож до інших по­ми­лок.

При­сту­па­ю­чи до кон­стру­ю­ван­ня потрібно вивчи­ти за­галь­ну ком­по­нов­ку дви­гу­на, з'я­су­ва­ти при­зна­чен­ня окре­мих вузлів та де­та­лей, їх кон­струкції.

При конструюванні перевіряється розмірна відповідність, одер­жана або при­йня­та раніше при роз­ра­хун­ках, при чо­му в процесі роз­роб­ки кон­струкції в них мо­жуть бу­ти внесені часткові зміни, на­при­к­лад, змінено кількість або діаметр аксіальних каналів в осерді ро­то­ра або їх роз­та­шу­ван­ня. Розміри окре­мих кон­стру­к­ти­в­них елементів двигунів мо­жуть бу­ти визначені при­бли­з­но, бо при виконанні про­е­к­ту не ви­ко­ну­є­ть­ся механічний роз­ра­ху­нок усіх де­та­лей. При цьо­му тре­ба орієнтуватись на розмірні співвідношення кре­с­лен­ня, яке при­йня­то за ос­но­ву при кон­стру­ю­ванні. Осо­б­ли­ву ува­гу слід зве­р­ну­ти на від­по­відність розмірів дов­жи­ни кор­пу­су ма­ши­ни, дов­жи­ни осердя ста­то­ра та вильоту ло­бо­вих ча­с­тин йо­го об­мо­т­ки. Від цьо­го спів­від­ношен­ня залежить відстань між ло­бо­ви­ми ча­с­ти­на­ми об­мо­т­ки та то­р­це­ви­ми щи­та­ми. Во­но не по­вин­не бу­ти ме­н­ше ре­г­ла­мен­то­ва­но­го для за­да­но­го рівня на­пру­ги дви­гу­на. У той же час як­що лобові ча­с­ти­ни розташовані від то­р­це­вих ча­с­тин на відстані більшій, ніж потрібно, то габаритні розміри ма­ши­ни бу­дуть необґрунтовано завищені, зро­с­тає довжина ва­лу, ва­га ма­ши­ни та т. п.

На кре­с­лен­нях дви­гун по­ви­нен бу­ти зо­бра­же­ний в поздовжньому та по­пе­ре­чно­му за­галь­них ви­дах з перерізами. На перерізах повинні бу­ти показані конструкція осер­дя кор­пу­са, то­р­це­вих щитків, ва­ла, підшипникових вузлів, роз­та­шу­ван­ня ло­бо­вих ча­с­тин об­мо­ток ста­то­ра та ро­то­ра, конструкція та роз­та­шу­ван­ня вен­ти­ля­то­ра, кон­та­к­т­них кілець та т.п. Окрім за­галь­них видів на пер­шо­му аркуші мо­жуть бу­ти зо­бра­же­ні зубцеві поділки ста­то­ра та ро­то­ра в збільшеному масштабі з зо­бра­жен­ням роз­та­шу­ван­ня провідників та ізоляційних матеріалів в па­зах.

Орієнтовна послідовність ви­ко­нан­ня кре­с­лен­ня за­галь­но­го ви­ду: вал - осер­дя ро­то­ра - осер­дя ста­то­ра - лобові ча­с­ти­ни об­мо­ток ста­то­ра та ро­то­ра - кор­пус - підшипникові щи­ти та далі конструктивні деталі.

Ма­с­ш­таб кре­с­лен­ня ба­жа­но ви­би­ра­ти та­ким, щоб загальні ви­ди ма­ши­ни розмістились на листі формату А1. Од­нак слід ма­ти на увазі, що при виконанні про­е­к­ту ма­лих ма­шин не доцільно ви­би­ра­ти ма­с­ш­таб більше ніж 2.5:1, а при ви­ко­нанні про­е­к­ту ве­ли­ких ма­шин - ма­с­ш­таб менше ніж 1:5.