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.
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.
