В серии электродвигателей АТД4 (рис. 1) частично сохранены те конструктивные элементы серий АТД и АТД2, надежность которых подтверждена опытом эксплуатации, отдельные элементы и узлы электродвигателей серии АТД4 реконструированы. Это увеличило срок службы электродвигателей (в том числе обмоток статоров) до 25 лет при среднегодовой наработке 5000 ч, что на 5 лет больше, чем у электродвигателей серии АТД2. Двигатели серии АТД4 выдерживают за весь период своей эксплуатации до 10000 пусков.
Электродвигатели выполнены на щитовых подшипниках для всей шкалы мощностей от 315 до 8000 кВт с одним рабочим концом вала. Двигатели состоят из сердечника статора 2 с обмоткой 4, ротора 3, корпусов подшипников 9, щитов 7, воздухоохладителя типа вода — воздух и среднего кожуха, выполненного из двух частей 1 и 19. Средний кожух закрывает сердечник статора. Сердечник статора и корпусы подшипников прикреплены болтами к щитам, выполняющим роль опор электродвигателя. Сердечник статора собран из штампованных электротехнической стали.
Рис. 1. Электродвигатель 4АЗМ-800/6000У4:
1 - кожух нижний; 2 - сердечник статора; 3 - ротор; 4 - обмотка статора; 5 - вентилятор; б - коробка выводов; 7 - щит; 8 - прокладки металлические для регулировки осевого разбега ротора; 9 - корпус подшипника; 10 - кольцо смазочное; 11 - подшипник; 12 - шпонка; 13 - наружный маслоуловитель; 14 - крышка подшипника; 15 - внутренний маслоуловитель; 16 - щит воздухо- направляющий; 17 - воздухоохладитель; 18 — прокладки уплотнительные из губчатой резины; 19 - кожух верхний; 20 — заглушка листов
В запрессованном состоянии сердечник зафиксирован торцевыми нажимными плитами и продольными силовыми элементами, приваренными электросваркой к нажимным плитам и сердечнику статора. Тремя радиальными вентиляционными каналами сердечник разделен на четыре равные части. По внешнему диаметру сердечника проведены воздуховоды для подачи охлаждающего воздуха в зону среднего радиального канала.
Обмотка статора катушечная двухслойная. Изоляция обмотки статора "Монолит-4" выполнена из стеклослюдинитовой ленты на термореактивных связующих. По нагревостойкости изоляции обмотки статора класса F используются в электродвигателях климатического исполнения УХЛ при перегревах, соответствующих классу В, а в электродвигателях климатического исполнения Т - при перегревах, соответствующих классу F.
Сердечник ротора собран из листов электротехнической стали. Стержни короткозамкнутой обмотки ротора выполнены из профильной меди и впаяны в пазы короткозамыкающих колец. На вал установлены вентиляторы, обеспечивающие необходимый расход охлаждающего воздуха.
Подшипники скольжения имеют шаровые самоустанавливающиеся разъемные вкладыши; нижняя половина вкладыша залита баббитом Б-83, верхняя — баббитом Б-16. Осевой разбег регулируется с помощью стальных прокладок, устанавливаемых между щитом 7 и корпусом подшипника 9. Смазка подшипников осуществляется под избыточным давлением, равным 30-50 кПа. Для обеспечения кратковременной (до 2 мин) работы электродвигателя при прекращении подачи масла каждый из подшипников снабжен двумя смазочными кольцами 10.
Электродвигатели мощностью от 500 до 1 000 кВт для АЭС с целью повышения надежности работы подшипников скольжения с автономной кольцевой смазкой вкладышей подшипников при температуре окружающей среды до + 60" С изготавливают с маслоохладителями, устанавливаемыми в корпусах подшипников. Давление воды в маслоохладителе составляет 0,6 МПа, расходы воды — 0,35 л/с на каждый маслоохладитель.
Система охлаждения электродвигателей мощностью 315 — 500 кВт радиально-тангенциальная (рис. 2). Охлаждающий воздух из зоны лобовых частей поступает в воздуховоды, расположенные по наружной поверхности сердечника через одно пазовое деление. Из воздуховодов воздух проводит через радиальные каналы и через воздушный зазор между ротором и статором поступает в соседние радиальные каналы, а затем — в направлении к спинке сердечника и далее в воздухоохладитель или выбрасывается наружу в окружающую среду (для электродвигателей с разомкнутым циклом вентиляции).
Система охлаждения электродвигателей мощностью 630 - 1600 кВт симметричная аксиально-радиальная, нагнетательная. Средним радиальным вентиляционным каналом статор разделен на две симметричные по вентиляции части.
Рис. 2. Система охлаждения электродвигателей серии АТД4 мощностью 315 500 кВт (а), 630- 1600 кВт (б) и 2000-6300 кВт (в) мощностью 315-500 кВт
Вентиляторы забирают воздух из камеры щитов и нагнетают его в зону лобовых частей обмотки статора. Далее охлаждающий воздух разветвляется на следующие четыре потока. Первый поток через воздуховоды направляется в средний радиальный канал сердечника статора, входит в подпазовые каналы сердечника и далее проходит через систему щелевых каналов, отводя тепло от поверхности обмотки статора, затем выходит через радиальный канал на периферию сердечника статора.
Рис. 2 (в)
Второй поток входит в подпазовые каналы сердечника, охлаждает часть обмотки аналогично первому потоку и через радиальный канал выходит на периферию активной стали статора.
Третья часть входит в зазор между ротором и статором и охлаждает наружную поверхность сердечника ротора и зубцовую зону сердечника статора. Для охлаждения зубцовой зоны сердечника ротора в зубцах выполнены аксиальные каналы, по которым осуществляется движение воздуха со стороны вентилятора и среднего радиального канала сердечника статора.
Охлаждение воздуха, циркулирующего внутри (для электродвигателей с замкнутой системой вентиляции), осуществляется в воздухоохладителе. В торцах статора установлены фильтры, которые служат для очистки воздуха, поступающего в электродвигатель для компенсации утечек через неплотности в зонах повышенного давления воздуха.
Система охлаждения электродвигателей от 2000 до 6300 кВт аналогична системам электродвигателей мощностью 630 - 1600 кВт и представлена на рис. 2, в.
