§ 18.4. Серии трехфазных асинхронных двигателей
Серия трехфазных асинхронных двигателей 4А охватывает диапазон мощностей от 0,06 до 400 кВт. В основу разделения двигателей на типоразмеры положен конструктивный параметр - высота оси вращения h (см. рис. 18.6).
Двигатели серии 4А изготовляются с высотой оси вращения 50,56,63, 71,80,90, 100, 112, 132, 160, 180,200,225,250,280,315 и 355 мм. Двигатели каждой высоты оси вращения выполняются двух типоразмеров с разной длиной пакетов сердечников, но одинаковым штампом их пластин. Двигатели изготовляются на синхронные частоты вращения 3000, 1500, 1000, 750, 600 и 500 об/мин.
Двигатели серии 4А изготовляются в двух исполнениях: закрытое обдуваемое (рис. 18.7, а) и защищенное с внутренней самовентиляцией (рис. 18.7, б). Двигатели закрытого исполнения всего диапазона осей вращения изготовляются с короткозамкнутым ротором, а осей вращения 200, 225 и 250 мм — еще и с фазным ротором (4АК). Двигатели защищенного исполнения изготовляются с короткозамкнутым ротором (4АН) при высоте оси вращения h > 160 мм, а при высоте оси вращения h > 200 мм еще и с фазным ротором (4АНК).
В двигателях серии 4А с высотами оси вращения от 50 до 132 мм применяется изоляция класса нагревостойкости В, а в двигателях с высотами оси вращения от 160 до 355 мм — изоляция класса нагревостойкости F.
Асинхронные двигатели серии 4А предназначены для самого широкого применения во всех отраслях хозяйства, а поэтому они помимо основного исполнения, имеют несколько модификаций и специализированных исполнений.
Рис. 18.7. Асинхронные двигатели серии 4А:
а — закрытого обдуваемого исполнения, б — защищенного исполнения
Двигатели основного исполнения предназначены для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям и т. д. Предполагается, что окружающая среда в месте установки этих двигателей не взрывоопасна, не содержит токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию. Двигатели предназначены для работы от сети частотой 50 Гц и напряжения согласно табл. 18.4. Различают следующие модификации двигателей серии 4А:
а) двигатели с повышенным скольжением, с «мягкой» механической характеристикой (4АС); короткозамкнутая обмотка этих двигателей имеет повышенное активное сопротивление;
б) двигатели с повышенным пусковым моментом, имеющие двойную клетку на роторе (4АР);
в) многоскоростные двигатели — на две, три и четыре частоты вращения в диапазоне от 500 до 3000 об/мин;
Таблица 18.4
Мощность диигателя, кВт | Номинальное напряжение, В | Схема соединения обмотки статора | Число выводных концов |
0,06 – 0,37 | 220 и 380 | Δ или Y | 3 |
0,55 – 11 | 220,3X0 и 660 | ||
15 – 110 | 220 / 380 и 380 / 660 | Δ/Y | 6 |
132 – 400 | 380 / 660 |
г) двигатели на частоту 60 Гц, имеющие частоту вращения на 20 % выше, чем двигатели основного исполнения при той же мощности;
д) двигатели малошумные (с улучшенной балансировкой, с подшипниками более высокого класса и т.д.);
е) двигатели со встроенным электромагнитным тормозом (для электроприводов с частыми пусками);
к) двигатели, встраиваемые в механизмы, приводимые ими во вращение (4АВ);
з) двигатели лифтовые двухскоростные со встроенной температурной защитой, малошумные для привода лифтов в жилых и промышленных зданиях и др.
Многообразие модификаций позволяет удовлетворить потребности различных отраслей промышленности в электродвигателях.
Серия трехфазных асинхронных двигателей АИ. Двигатели этой серии имеют общепромышленное назначение. Они изготавливаются с высотами осей вращения от 45 до 355 мм мощностью от 0,025 до 315 кВт на напряжение 220/380 и 380/660 В, частотой 50 Гц. Возможно изготовление двигателей на частоту тока 60 Гц. По степени защиты двигатели этой серии имеют исполнения: закрытое обдуваемое для всех высот оси вращения или защищенное с внутренней самовентиляцией для высот оси вращения от 160 до 355 мм.
В отличие от серии 4А в двигателях серии АИ более широко использованы высокопрочные алюминиевые сплавы и пластмассы и применена более совершенная система вентиляции, обеспечивающая снижение температуры нагрева двигателей при номинальной нагрузке на 10—20 °С относительно двигателей серии 4А. Для наиболее массового отрезка серии с высотами осей вращения от 71 до 100 мм применены подшипники с улучшенными виброакустическими характеристиками. Улучшение вентиляционного и подшипниковых узлов обеспечило двигателям серии АИ снижение уровня шума и повышение надежности.
Высоковольтные асинхронные двигатели. Для привода ряда промышленных установок требуются двигатели большой мощности: 500, 800, 1000 кВт и более. Обычно асинхронные двигатели такой мощности делают высоковольтными — на 6000 или 10 000 В. Рассмотрим некоторые серии высоковольтных двигателей большой мощности.
Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии АН2 применяют для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения, например мощных вентиляторов, насосов и т. п. Двигатели этой серии изготовляются мощностью от 500 до 2000 кВт при частоте вращения (синхронной) 1000, 750, 600, 500 и 375 об/мин. Двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть напряжением 6000 В, частотой 50 Гц. Двигатели серии АН2 изготовляются с горизонтальным расположением вала на двух щитовых подшипниках качения, имеют защищенное исполнение. Корпус статора и подшипниковые щиты сварные (рис. 18.8, а) из листовой стали. Обмотка статора петлевая двухслойная с укороченным шагом. Класс нагревостойкости изоляции В. Обмотка ротора двухклеточная (рис. 18.8, б), пусковая клетка (верхняя) выполнена из латунных стержней, рабочая клетка (нижняя) - из медных стержней. Замыкающие кольца ротора раздельные и для обеих клеток сделаны из меди. Способ охлаждения — аксиально-радиальная самовентиляция.
Асинхронные двигатели серии АН32 также являются высоковольтными (6000 В), но, в отличие от двигателей серии АН2, они имеют закрытое исполнение с принудительной
Рис. 18.8 Внешний вид (а) и конструкция (б) асинхронного
двигателя АН2
вентиляцией от постороннего вентилятора. Двигатели этой серии имеют мощность от 500 до 2000 кВт.
Асинхронные двигатели серии АТД2 изготавливаются мощностью от 1000 до 5000 кВт; напряжением питания 6000 В. В отличие от ранее рассмотренных, двигатели этой серии выполняются и со стояковыми подшипниками скольжения. Система вентиляции двигателей радиальная симметричная, разомкнутая или замкнутая.
Тепловое состояние обмоток двигателей серий АТД2 контролируется термометрами сопротивления, вставленными в лобовые части обмотки статора. Концы проводов от этих термометров выведены на зажимы коробки выводов. При температуре нагрева обмоток, превышающей допустимую, электрический сигнал от термометров можно использовать для автоматического отключения двигателя.
Крановые и краново-металлургические асинхронные двигатели. Для привода крановых механизмов общепромышленного назначения, а также других агрегатов, работа которых характеризуется частыми пусками и остановками, большими перегрузками, применяют крановые трехфазные асинхронные двигатели серий MTF (с фазным ротором) и MTKF (с короткозамкнутым ротором). Двигатели этих серий отличаются большой перегрузочной способностью (Mмакс/ Mном = 3,3 — 3,5), повышенным значением пускового момента (Мп / Мном = 3,0 — 3,5) и пониженным значением момента инерции ротора. Последнее свойство придает двигателям хорошие динамические свойства, что важно при работе в режиме частых пусков, реверсов и т. п.
Для привода механизмов, работающих в тяжелых условиях металлургического производства при повышенной температуре окружающей среды, применяют краново-металлургические трехфазные асинхронные двигатели серий МТН (с фазным ротором) и
МТКН (с короткозамкнутым ротором). Применение в двигателях изоляции и повышенной нагревостойкости класса Н обеспечивает надежную их работу в условиях повышенных
Рис. 18.9. Трехфазный асинхронный двигатель серии МТН
температур окружающей среды металлургического производства.
На рис. 18.9 показано устройство двигателя серии MTF. Контактные кольца двигателя выполнены медными и применены «мягкие» медно-графитовые щетки марки M1, что обеспечивает небольшое переходное сопротивление. Исполнение по способу защиты — закрытое IP44, способ охлаждения — наружный обдув IC0141.
Контрольные вопросы
1.Какие способы охлаждения применяются в электрических машинах?
2.Какие применяются формы исполнения электрических машин по способу защиты и как они маркируются?
3.Какие формы исполнения по способу монтажа применяются в электрических машинах?
4.Что такое серия электрических машин?
5.Какой диапазон мощности охватывает серия 4А и каковы формы их конструктивного исполнения по защите и вентиляции?
6.Какие существуют модификации серии 4А и каково их назначение?
7.Почему асинхронные двигатели большой мощности делают высоковольтными?
8.Каковы области применения асинхронных двигателей краново-металлургических серий, и какими особыми свойствами обладают эти двигатели?
9.Почему в двигателях для привода механизмов металлургического производства применена изоляция класса Н?
- Введение § в.1. Назначение электрических машин и трансформаторов
- § В.2. Электрические машины — электромеханические преобразователи энергии
- § В.З. Классификация электрических машин
- Трансформаторы
- Глава 1 • Рабочий процесс трансформатора § 1.1. Назначение и области применения трансформаторов
- § 1.2. Принцип действия трансформаторов
- §1.3. Устройство трансформаторов
- § 1.4. Уравнения напряжений трансформатора
- § 1.5. Уравнения магнитодвижущих сил и токов
- § 1.6. Приведение параметров вторичной обмотки и схема замещения приведенного трансформатора
- § 1.7. Векторная диаграмма трансформатора
- § 1.8. Трансформирование трехфазного тока и схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов
- § 1.9. Явления при намагничивании магнитопроводов трансформаторов
- § 1.10. Влияние схемы соединения обмоток на работу трехфазных трансформаторов в режиме холостого хода
- § 1.11. Опытное определение параметров схемы замещения трансформаторов
- § 1.12. Упрощенная векторная диаграмма трансформатора
- § 1.13. Внешняя характеристика трансформатора
- § 1.14. Потери и кпд трансформатора
- § 1.15. Регулирование напряжения трансформаторов
- Контрольные вопросы
- Глава 2 • Группы соединения обмоток и параллельная работа трансформаторов § 2.1. Группы соединения обмоток
- § 2.2. Параллельная работа трансформаторов
- Глава 3. Трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы § 3.1. Трехобмоточные трансформаторы
- § 3.2. Автотрансформаторы
- Глава 4. Переходные процессы в трансформаторах § 4.1. Переходные процессы при включении и при внезапном коротком замыкании трансформаторов
- § 4.2. Перенапряжения в трансформаторах и защита от перенапряжений
- 4.7. Начальное распределение напряжения по длине обмотки при заземленной (а) и изолированной (б) нейтралях
- Глава 5. Трансформаторные устройства специального назначения § 5.1. Трансформаторы с плавным регулированием напряжения
- § 5.2. Трансформаторы для выпрямительных установок
- § 5.3. Трансформаторы для автоматических устройств
- § 5.4. Трансформаторы для дуговой электросварки
- § 5.5. Охлаждение трансформаторов
- Контрольные вопросы
- 2 Раздел
- Глава 6
- § 6.1. Принцип действия синхронного генератора
- Эта формула показывает, что при неизменной частоте вращения ротора форма кривой
- § 6.2. Принцип действия асинхронного двигателя
- Контрольные вопросы
- Глава 7
- § 7.1. Устройство статора бесколлекторной машины и основные понятия об обмотках статора
- § 7.2. Электродвижущая сила катушки
- § 7.3. Электродвижущая сила катушечной группы
- § 7.4. Электродвижущая сила обмотки статора
- § 7.5. Зубцовые гармоники эдс
- Глава 8
- § 8.1. Трехфазные двухслойные обмотки с целым числом пазов на полюс и фазу
- Если половину катушечных групп каждой фазной обмотки соединить последовательно в одну ветвь, а затем две ветви соединить параллельно, то получим последовательно –
- § 8.2. Трехфазная двухслойная обмотка с дробным числом пазов на полюс и фазу
- Для этой обмотки эквивалентные параметры будут
- § 8.3. Однослойные обмотки статора
- § 8.4. Изоляция обмотки статора
- Глава 9
- § 9.1. Магнитодвижущая сила сосредоточенной обмотки
- § 9.2. Магнитодвижущая сила распределенной обмотки
- Например, амплитуда основной гармоники мдс
- С учетом изложенного амплитуда мдс обмотки фазы статора
- Мдс однофазной обмотки статора прямо пропорциональна переменному току в этой
- § 9.3. Магнитодвижущая сила трехфазной обмотки статора
- § 9.4. Круговое, эллиптическое и пульсирующее магнитные поля
- § 9.5. Высшие пространственные гармоники магнитодвижущей силы трехфазной обмотки
- 3 Раздел
- Асинхронные машины
- Однофазные и конденсаторные асинхронные двигатели
- Глава 10
- § 10.1. Режим работы асинхронной машины
- § 10.2. Устройство асинхронных двигателей
- Глава 11
- §11.1. Основные понятия
- § 11.2. Расчет магнитной цепи асинхронного двигателя
- § 11.3. Магнитные потоки рассеяния асинхронной машины
- § 11.4. Роль зубцов сердечника в наведении эдс и создании электромагнитного момента
- Контрольные вопросы
- Глава 12
- §12.1. Уравнения напряжений асинхронного двигателя
- § 12.2. Уравнения мдс и токов асинхронного двигателя
- § 12.3. Приведение параметров обмотки ротора и векторная диаграмма асинхронного двигателя
- Глава 13
- §13.1. Потери и кпд асинхронного двигателя
- § 13.2. Электромагнитный момент и механические характеристики асинхронного двигателя
- Результаты расчета
- § 13.3. Механические характеристики асинхронного двигателя при изменениях напряжения сети и активного сопротивления обмотки ротора
- § 13.4. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- § 13.5. Электромагнитные моменты от высших пространственных гармоник магнитного поля асинхронного двигателя
- Контрольные вопросы
- Глава 14
- § 14.1. Основные понятия
- § 14.2. Опыт холостого хода
- Для асинхронных двигателей с фазным ротором в опыте холостого хода определяют
- § 14.3. Опыт короткого замыкания
- § 14.4. Круговая диаграмма асинхронного двигателя
- § 14.5. Построение рабочих характеристик асинхронного двигателя по круговой диаграмме
- § 14.6. Аналитический метод расчета рабочих характеристик асинхронных двигателей
- Коэффициент мощности двигателя
- Глава 15
- §15.1. Пуск двигателей с фазным ротором
- § 15.2. Пуск двигателей с короткозамкнутым ротором
- § 15.3. Короткозамкнутые асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми характеристиками
- § 15.4. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей Частота вращения ротора асинхронного двигателя
- Глава 16
- §16.1. Принцип действия и пуск однофазного асинхронного двигателя
- § 16.2. Асинхронные конденсаторные двигатели
- § 16.3. Работа трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети
- § 16.4. Однофазный двигатель с экранированными полюсами
- Глава 17
- § 17.1. Индукционный регулятор напряжения и фазорегулятор
- § 17.2. Асинхронный преобразователь частоты
- § 17.3. Электрические машины синхронной связи
- § 17.4. Асинхронные исполнительные двигатели
- § 17.5. Линейные асинхронные двигатели
- Глава 18
- §18.1. Нагревание и охлаждение электрических машин
- § 18.2. Способы охлаждения электрических машин
- § 18.3. Конструктивные формы исполнения электрических машин
- § 18.4. Серии трехфазных асинхронных двигателей
- Глава 21.
- Параллельная работа синхронных генераторов.
- § 21.1. Включение генераторов на параллельную работу.
- § 21.2. Нагрузка генератора, включенного на параллельную работу.
- § 21.3. Угловые характеристики синхронного генератора
- Индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси [см. (20.24)]
- § 21.4. Колебания синхронных генераторов
- § 21.5. Синхронизирующая способность синхронных машин
- Удельный синхронизирующий момент
- § 21.6. U-образные характеристики синхронного генератора
- § 21.7. Переходные процессы в синхронных генераторах
- §22.1. Принцип действия синхронного двигателя
- § 22.2. Пуск синхронных двигателей
- § 22.3. U–образные и рабочие характеристики синхронного двигателя
- § 22.4. Синхронный компенсатор
- Глава 23 • Синхронные машины специального назначения
- § 23.1. Синхронные машины с постоянными магнитами
- § 23.2. Синхронные реактивные двигатели
- § 23.3. Гистерезисные двигатели
- § 23.4. Шаговые двигатели
- § 23.5. Синхронный генератор с когтеобразными полюсами и электромагнитным возбуждением
- § 23.6. Индукторные синхронные машины
- Раздел 5 коллекторные машины
- Глава 24
- § 24.1. Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока
- § 24.2. Устройство коллекторной машины постоянного тока
- Глава 25
- § 25.1. Петлевые обмотки якоря
- § 25.2. Волновые обмотки якоря
- § 25. 3. Уравнительные соединения и комбинированная обмотка якоря
- § 25.4. Электродвижущая сила и электромагнитный момент машины постоянного тока
- § 25.5. Выбор типа обмотки якоря
- Глава 26
- § 26.1. Магнитная цепь машины постоянного тока
- § 26.2. Реакция якоря машины постоянного тока
- 26.4. Магнитное поле машины и распределение магнитной индукции
- § 26.3. Учет размагничивающего влияния реакции якоря
- § 26.4. Устранение вредного влияния реакции якоря
- § 26.5. Способы возбуждения машин постоянного тока
- Глава 27
- § 27.1. Причины, вызывающие искрение на коллекторе
- Из одной параллельной ветви в другую
- § 27.2. Прямолинейная коммутация
- § 27.3. Криволинейная замедленная коммутация
- Замедленной (а) и ускоренной (б) видах коммутации
- § 27.4. Способы улучшения коммутации
- Зазоре машины с добавочными полюсами в
- Генераторном (г) и двигательном (д) режимах
- Добавочных полюсов
- § 27.5. Круговой огонь по коллектору
- И расположение между щетками (б)
- § 27.6. Радиопомехи от коллекторных машин и способы их подавления
- Контрольные вопросы
- Глава 28
- § 28.1. Основные понятия
- § 28.2. Генератор независимого возбуждения
- § 28.3. Генератор параллельного возбуждения
- § 28.4. Генератор смешанного возбуждения
- Глава 29
- § 29.1. Основные понятия
- § 29.2. Пуск двигателя
- § 29.3. Двигатель параллельного возбуждения
- § 29.4. Регулирование частоты вращения двигателей параллельного возбуждения
- § 29.5. Режимы работы машины постоянного тока
- § 29.6. Двигатель последовательного возбуждения
- § 29.7. Двигатель смешанного возбуждения
- § 29.8. Потери и коэффициент полезного действия коллекторной машины постоянного тока
- § 29.9. Машины постоянного тока серий 4п и 2п
- § 29.10. Универсальные коллекторные двигатели
- Глава 30
- § 30.1. Электромашинный усилитель
- § 30.2. Тахогенератор постоянного тока
- § 30.3. Бесконтактный двигатель постоянного тока
- § 30.4. Исполнительные двигатели постоянного тока