Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий - Типы электродвигателей, машин и механизмов для подземных горных работ

Комбайновые электродвигатели.

Для привода угледобывающих комбайнов применяют трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серий ЭДК, ЭДКО, ЭДКОР, ЭКВ, технические данные которых приведены· в табл. 5. Обозначение типоразмеров двигателей расшифровывается следующим образом: Э — электрический, Д — двигатель, К — комбайновый, О — обдуваемый, воздушное охлаждение, В — водяное охлаждение, Р — двигатель относится к новому ряду (разработке). Цифра, стоящая после букв, обозначает высоту двигателя в дециметрах, а цифры и буквы после тире могут обозначать: основное применение по типу комбайна (Т — комбайн «Темп») или заводскую модернизацию (М — модернизированный); буква У обозначает умеренный климат, а цифра 5 — категорию размещения по ГОСТ 15543—70.
Все двигатели (кроме 1ЭДК05РУ5 и ЭДК04Р-МК67У5) становятся взрывобезопасными только в сопряжении с забойными механизмами, имея исполнение РВ—ЗВ. Номинальный режим работы двигателей — продолжительный SI. Допускается эксплуатация двигателей в кратковременном режиме S2 с длительностью периода неизменной нагрузки 60 мин (часовой режим) с увеличением нагрузки до значений, указанных в табл. 5. Двигатели изготовляют на синхронную частоту вращения 1500 об/мин.
Двигатели выполняют пяти размеров по высоте — 310, 350, 400, 450 и 500 мм в стальном, литом или сварном корпусе прямоугольной формы, с одним или двумя выходными концами вала. Сердечники статоров состоят из цельных, лакированных с обеих сторон штампованных листов электротехнической стали. В открытые прямоугольные пазы статора укладывают двухслойную, петлевую, с жесткими секциями обмотку, покрытую изоляцией класса Н (у ЭКВ4УУ5 изоляция класса F — типа «монолит»). Ротор короткозамкнутый с обмоткой, выполненной в виде двойных (пусковых и рабочих) стержней и короткозамыкающих колец с вентиляционными крыльями, получаемых методом заливки алюминия в пазы сердечника.
Двигатели серии ЭДК имеют воздушное естественное охлаждение и внутреннюю аксиальную замкнутую систему циркуляции воздуха. Двигатели серий ЭДКО и ЭДКОР имеют воздушное обдуваемое охлаждение с одновременным перемещением воздуха внутри двигателя вентиляционными крыльями ротора. Двигатели серии ЭКВ имеют водяное охлаждение, которое осуществляется за счет движения воды из системы орошения комбайна через штуцеры и теплообменники двигателя. Расход воды колеблется в пределах 0,8—1,2 м³/ч при давлении на входе, не превышающем 200 000 Па. На некоторых двигателях серии ЭКВ, например ЭКВ4УУ5, для охлаждения верхней части корпуса имеется дополнительный съемный теплообменник.

Рис. 5, Электродвигатель серии ЭДКО
Все двигатели, кроме ЭДКО4Р-МК67У5, должны иметь датчики температурной защиты ДТР-ЗМ, а двигатели ЭДК4 имеют встроенные в корпус, в зависимости от типа комбайна, один или два реверсивных выключателя ВРД-20.
Рассмотрим устройство электродвигателя серии ЭДКО (рис. 5), который состоит из стального корпуса 2 и съемной крышки 14. Внутри корпуса находятся сердечник статора 11 со статорной обмоткой 7, сердечник ротора 8 с роторной обмоткой 9 вал ротора 12 с сидящей на конце его шестерней 3. Двигатель имеет два вентилятора, один из которых 6 осуществляет внутренний обдув, а второй 5 засасывает воздух из окружающей среды через решетки 15 и, прогоняя его вдоль корпуса между ребрами статора и крышкой, выталкивает через решетки 10. На лобовых частях устанавливают центрирующие кольца 4. Подвод электрической энергии к выводам обмотки статора производится проводами от штепсельной муфты по кабельному каналу 1 к коробке выводов 13.

Конвейерные двигатели.

Для привода шахтных конвейеров выпускают электродвигатели серии ЭДКОФ (Э — электрический, Д — двигатель, К — конвейерный, О — обдуваемый, Ф — фланцевый). Цифры после букв: первая — условное обозначение габарита; вторая — условное обозначение длины пакета статора; третья — число полюсов.
Двигатели ЭДКОФ конструктивно выполнены в цилиндрической оребренной сварной или литой станине с фланцем с одной стороны, представляющей в совокупности с двумя подшипниковыми щитами взрывобезопасную оболочку двигателя. Форма исполнения М401.

Таблица 5

Сердечники и обмотки статора и ротора выполнены аналогично комбайновым электродвигателям. Коробка выводов обмотки статора располагается па специальном патрубке станины и состоит на корпуса, набора проходных силовых зажимов и кабельных вводов. Коробка имеет один ввод для контрольного кабеля и, в зависимости от габарита, один или два ввода для силового кабеля. Второй ввод необходим для транзитного питания нескольких двигателей. Коробка вводов снабжена двумя табличками: в первой указаны схема пересоединения обмотки статора и маркировка контрольных зажимов; во второй указаны тип двигателя, его мощность и заводской номер.
Непосредственно для привода скребковых конвейеров применяются также двигатели серии ВАОТ (В — взрывонепроницаемый, А — асинхронный, О — обдуваемый, Т — транспортерный). Корпус стальной, оребренный прямоугольной формы с наружным обдувом от собственного вентилятора. Исполнение по способу монтажа — фланцевое, с фланцем на станине для горизонтальной установки. В двигатель встраивается тепловая защита. Остальные элементы конструкции аналогичны двигателям серии ЭДКОФ.
Технические данные двигателей серий ЭДКОФ и ВАОТ приведены в табл. 6.

Таблица 6

Электродвигатели единой серии ВАО.

Для привода различных машин и механизмов была спроектирована и внедрена в горной промышленности единая серия взрывобезопасных асинхронных электродвигателей ВАО, шкала мощностей и установочные размеры которых соответствовали требованиям МЭК.

Рис. 6. Электродвигатель серии ВАО:
1 — корпус; 2 — сердечник, ротора; 3 — кабельный ввод; 4 — подшипниковый щит; б — вентилятор внешнего обдува; 6 — кожух

Кроме основного исполнения ВАО, были разработаны модификации; ВАОМ — для вентиляторов местного проветривания; ВАМП — для погрузочных машин; ВАОЛ — для маневровых лебедок; ВАОТ — для скребковых конвейеров; ВАОС — с повышенным скольжением, ВАОК — с фазным ротором.
Двигатели рассчитаны на продолжительный режим работы от сети переменного тока частотой 50 Гц при напряжении 380—660 или 6000 В. Номинальная мощность двигателей от 0,27 до 1000 кВт. Общий вид двигателя серии ВАО показан на рис. 6, технические данные четырехполюсных двигателей этой серии 4—9 габаритов приведены в табл. 7.
Двигатели имеют сварную станину с ребрами, между которыми расположены охлаждающие трубки. По трубкам циркулирует воздух, прогоняемый внутренним вентилятором. Для наружного охлаждения на валу установлен второй вентилятор. К станине приваривают патрубок с фланцем для крепления коробки выводов обмотки статора, крепят два заземляющих болта, заводской щиток и знак взрывозащиты. Во внутреннюю часть станины впрессован шихтованный из электротехнической стали пакет статора с обмоткой из мягких или жестких секций, покрытых изоляцией класса В (маломощные двигатели) или классов F и Н.

Таблица 7

Сердечник ротора шихтованный, из листов электротехнической стали. Обмотка ротора выполнена из алюминия в виде короткозамкнутой клетки. Вместе с короткозамыкающими кольцами отливаются вентиляционные лопатки и заливаются специальные стальные или чугунные кольца, в которые при балансировке ввинчиваются болты, крепящие балансировочные грузы.
Подшипниковые щиты, отлитые из чугуна, для повышения прочности и улучшения охлаждения выполнены с радиальными ребрами на наружной поверхности и кольцевыми ребрами на внутренней поверхности.
Коробки выводов могут иметь один или два силовых ввода, три или шесть проходных силовых шпилек и три шпильки для цепей управления и тепловой защиты электродвигателей от перегрузок. Расположение коробок выводов может быть верхнее или боковое. В коробки допустим ввод бронированного кабеля с сухой разделкой или гибкого резинового кабеля.
Двигатель серии ВАОК (рис. 7) имеет стальной корпус 5, закрытый кожухами 4 та 11. Контактная система 3 с кольцами вынесена в отдельную взрывонепроницаемую оболочку /, отделенную от внутренней части корпуса. Сердечники статора 7 и ротора 9 набраны из листов электротехнической стали с пазами, в которые уложена обмотка с лобовыми частями 6 и 10, выступающими за пределы сердечников. Со стороны привода на двигателе расположены вентилятор внешнего обдува 12 и направляющий вентиляционный кожух. Перемешивание воздуха внутри камеры контактных колец производится вентилятором 2. Контактные кольца медные, а щетки — меднографитные.

Рис. 7. Электродвигатель ВАОК
В нижней части корпуса укреплены два заземляющих болта 8 с набором шайб и гаек. Двигатель имеет две коробки выводов: одну 13 для присоединения кабелей к контактным кольцам, другую 14 — для присоединения к обмотке статора.
Общие потери двигателей ВАОК на 15—20% превышают потери двигателей основной серии ВАО, а поэтому при одинаковых типоразмерах их мощность на одну ступень ниже, чем у двигателей ВАО.
Двигатели единой серии ВАО выпускают во всех основных формах исполнения.
В настоящее время для замены двигателей серии ВАО разработана новая серия ВР асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, предназначенная для продолжительного режима работы во взрывоопасных средах.
Диапазон мощностей и установочные размеры двигателей соответствуют рекомендациям МЭК и СЭВ. Это обеспечивает взаимозаменяемость двигателей различных фирм, облегчает использование в одних и тех же механизмах двигателей как Общего назначения, так и взрывозащищенного исполнения.
На базе серии ВР создаются модификации специального назначения: ВРТ — для привода скребковых конвейеров (30 кВт); ВРП — для привода породопогрузочных машин (15—55 кВт); ВРМ — для привода вентиляторов местного проветривания (2,2— 110 кВт); ВРЛ — для привода маневровых лебедок (3—13 кВт); ВРК — с контактными кольцами (с фазным ротором) с пределами мощности 37—90 кВт.
Взрывозащита двигателей достигается в результате: высокой механической прочности корпуса и подшипниковых щитов; специального крепления узлов и деталей с соблюдением параметров взрывозащиты; уплотнения питающих кабелей резиновыми кольцами; предупреждения самоотвинчивания всех болтов и гаек, крепящих детали со взрывозащитными поверхностями; применения специальных зажимов для заземления внутри и снаружи вводного устройства и корпуса; локализации пламени внутреннего взрыва за счет, специального соединения частей оболочки. Технические данные четырехполюсных двигателей серии ВР приведены в табл. 7.
Кроме перечисленных, в подземных выработках шахт применяются также двигатели серии МА36 с короткозамкнутым и фазным ротором мощностью от 22 до 400 кВт, рассчитанные на напряжение 380—660 В. Двигатели выпускают пяти габаритов на частоту вращения 750—3000 об/мин.