Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Проектирование электрических машин переменного тока

Конструктивное исполнение асинхронных общепромышленных серий - Проектирование электрических машин переменного тока

Оглавление
Проектирование электрических машин переменного тока
Требования, предъявляемые к проектируемой машине
Основные элементы конструкции
Формулировка задачи проектирования
Магнитная цепь
Рассеяние обмоток возбуждения
Магнитное поле в сердечнике статора и ротора
Ток ротора и поле в воздушном зазоре под нагрузкой
Обмотки статоров
Схемы статорных обмоток
Транспозиция элементарных проводников статорной обмотки
Роторные обмотки
Обмотки асинхронных машин
Основные условия разработки конструкции
Основные конструктивные элементы статоров
Основные конструктивные элементы роторов
Вопросы конструкции, связанные с системой охлаждения
Турбогенераторы
Основные параметры турбогенераторов
Параметры возбуждения и охлаждающей воды
Общая компоновка турбогенераторов
Особенности конструкции обмотки статора турбогенераторов
Особенности конструкции обмотки ротора турбогенераторов
Задание по проектированию
Основные принципы проектирования обмоток с непосредственным охлаждением
Основные размеры
Электрические нагрузки
Магнитные нагрузки
Обмоточные данные ротора
Предварительный выбор размеров асинхронных машин при проектировании
Конструктивное исполнение асинхронных общепромышленных серий
Конструктивное исполнение асинхронных двигателей для особых условий эксплуатации
Диаметр и длина сердечника явнополюсных синхронных машин
Конструктивное исполнение явнополюсных синхронных машин
Конструктивное исполнение полюсов явнополюсных  роторов гидрогенераторов
Конструктивное исполнение явнополюсных синхронных  компенсаторов
Оптимизация проекта
Проектирование гидрогенераторов с помощью ЭВМ
Проектирование асинхронных машин с частотным управлением на минимум веса
Проектирование асинхронных двигателей на минимум приведенной стоимости

Двигатели общепромышленных серий. конструкция асинхронных двигателей общепромышленных серий определяется, как уже отмечалось в гл. 6, их назначением (условиями эксплуатации) и номинальными данными — мощностью и скоростью вращения.

Рис. 8-18. Примеры исполнения асинхронных двигателей общепромышленных серий с короткозамкнутым ротором: а — серия А, 1—4-й габарит, защищенное исполнение; б —серия А (слева) и А2 (справа), 5—13-й габарит, защищенное исполнение; в — серия А (слева) и А2 (справа), 5—8-й габарит, закрытое обдуваемое исполнение

Наиболее распространенной серией асинхронных двигателей общепромышленного применения является серия А и заменяющая ее в настоящее время серия А2 мощностью от 0,6 до 100 квт. Двигатели этой серии изготовляются в массовом производстве (до 5-го габарита включительно) и в крупносерийном производстве (большие габариты). Характер производства, а также размеры и мощность существенно сказываются на конструктивных решениях.
Наиболее массовыми по применению являются двигатели единой серии с 1-го по 9-й габарит в защищенном или закрытом обдуваемом исполнении (типа А и АО или А2 и АО2).

Рис. 8-19. Примеры исполнения двигателей с фазным ротором (серия А2), исполнение защищенное: а — на лапах; б — балансирное
Все двигатели этого типа строятся с литыми из чугуна или алюминиевых сплавов корпусами, посадкой пакета сердечника ротора непосредственно на вал, литой из алюминиевого сплава клеткой короткозамкнутого ротора, в которой вентилятор отлит как одно целое с коротко- замыкающим кольцом.
Во всех двигателях до 5-го габарита обмотка статора однослойная, свыше 5-го — двухслойная всыпная, пазы статора имеют трапецеидальную форму.
В двигателях защищенного исполнения вентиляция радиальная с двусторонней подачей воздуха, в двигателях закрытого исполнения — аксиальная внутри корпуса и аксиальный обдув снаружи корпуса. В связи с этим в двигателях защищенного исполнения возможно получение большей мощности.
В сериях А и А2 во всех модификациях применены подшипники качения. Примеры характерных исполнений двигателей серии А и А2 приведены на рис. 8-18 и 8-19.
Вторым отрезком единой серии являются двигатели с короткозамкнутым ротором от 100 до 1000 квт и третьи — от 1000 до 10 000 квт, также обозначаемые А (с короткозамкнутым ротором) или АК (с фазным ротором).


Рис. 8-20. Примеры исполнения асинхронных двигателей серии АН от 1000 до 10 000 квт: а —до 15-го габарита; б — свыше 15-го габарита (открытое исполнение)

До 10—11-го габаритов эти машины, как правило, строятся с литыми корпусами и подшипниками качения, но уже с подразделением сердечника по длине на пакеты и преимущественно с радиальной вентиляцией в защищенном исполнении. Начиная с 12—13-го габаритов заводы переходят на сварные конструкции корпусов, применение стояковых подшипников скольжения в тех случаях, когда это выгодно.
Наиболее мощные двигатели типов АН и АКН выполняются для привода крупных механизмов, зачастую с тяжелыми условиями пуска и вследствие, этого с глубоким пазом или двухклеточным ротором. До 15-го габарита еще применяется исполнение ротора из цельных дисков с посадкой на гладкий или оребренный вал (рис. 8-20, о), при больших размерах сердечник ротора собирается на барабанном остове (рис. 8-20, б). При установке мощного двигателя такого типа в помещениях с повышенным запылением применяют замкнутую циркуляцию воздуха в сочетании с закрытым исполнением, а для охлаждения воздуха встраивают в корпус двигателя или в фундамент воздуховодяной воздухоохладитель.
Двигатель серии ДАЗО
Рис. 8-21. Двигатель серии ДАЗО с замкнутой циркуляцией воздуха и воздухо-воздушными охладителями.
При нежелательности газо-водяного цикла охлаждения применяют воздухо-воздушный цикл, как в двигателе типа ДАЗО, показанном на рис. 8-21. Эти двигатели практически могут устанавливаться в любом месте, на открытом воздухе, в пустыне и т. д.
Особенности конструкции двухполюсных асинхронных двигателей (синхронная скорость вращения 3000 об/мин и выше) выделяют их в отдельную серию, в которой объединяются конструктивные особенности двигателей и турбогенераторов. Двигатели этого типа выпускались серией ATM, которая в настоящее время заменяется серией АТД.
Двигатели серии АТМ по исполнению корпуса, сердечника и обмотки статора аналогичны турбогенераторам малой мощности (рис. 8-22). Они строятся со стояковыми подшипниками скольжения и разомкнутой или замкнутой системой вентиляции; в последнем случае воздухоохладители устанавливаются в фундаментной яме. Сердечник ротора двухполюсного двигателя собирается на валу и прессуется с помощью толстых нажимных плит. В спинке сердечника выштампованы отверстия, образующие при сборке осевые вентиляционные каналы, в которые воздух поступает из камер лобовых частей, а для раздачи воздуха в статор в сердечнике ротора устраиваются радиальные каналы. Короткозамыкающие кольца ротора крепятся к нажимному кольцу его сердечника и удерживаются специальным бандажным кольцом.


Рис. 8-22. Двухполюсные двигатели серии АТМ (исполнение закрытое): а — мощностью 2000 квт.

Рис. 8-22. б — мощностью 500 квт


Рис. 8-23. Примеры исполнения двухполюсных двигателей серин АТД: а — мощностью 800 квт (защищенное); б— 1600 кет (закрытое); в — 2750 квт (закрытое)


Рис. 8-24. Примеры исполнения вертикальных асинхронных двигателей: а — серии ВДД; б — серии ВДН

В серии АТД (рис. 8-23) помимо повышения использования активных материалов для уменьшения габаритов двигателей применяют еще щитовые
подшипники. Двигатели не нуждаются в фундаментной плите для установки и транспортировки. Кроме того, эти машины снабжены охладителями (рис. 8-23, б и в), устанавливаемыми прямо па корпус, и не нуждаются в фундаментной яме, что облегчает конструкции машинного зала; могут устанавливаться на открытом воздухе (в закрытом исполнении) и т. д.
Аналогичную эволюцию конструктивного решения можно проследить на примерах крупных вертикальных асинхронных двигателей, общая компоновка которых аналогична компоновке гидрогенераторов небольшой мощности.

Рис. 8-25. Остов ротора мощного асинхронного двигателя
Выпускавшиеся ранее двигатели серии ВДД (рис. 8-24, а) проектировались в расчете на установку в машинном зале, имели разомкнутый цикл вентиляции и выполнялись подвесными: подпятник и верхний направляющий подшипник размещались в верхней крестовине. Двигатели серин ВДН (рис. 8-24, б) допускают установку как в машинном зале, так и на открытом воздухе благодаря замкнутой системе вентиляции. Воздухоохладители размещены в выступах корпуса статора, холодный воздух после охладителей через нижнюю крестовину вновь попадает в машину. Эти двигатели зонтичные: подпятник и направляющий подшипник размещены в нижней крестовине, которая собирается вместе с ротором в один узел на заводе и в таком виде может быть отправлена на монтаж. Благодаря зонтичному исполнению нагрузка на верхний подшипниковый узел уменьшилась, и там оказалось возможным применить подшипник качения, что также упростило эксплуатацию.
Основные узлы двигателей общепромышленного применения имеют близкие конструкции с незначительными отличиями, в основном технологического характера, на которых мы не останавливаемся детально. Конструкция большинства узлов достаточно подробно показана на общих видах, приводившихся выше. В качестве примера на рис. 8-25 приведена конструкция ротора асинхронных машин большой мощности.



 
« Продолжительность сушки электрических машин   Пропитка и сушка электродвигателей »
электрические сети