Двигатели с h = 200...250 мм (рис. 9.12) выпускают с чугунными литыми корпусами и подшипниковыми щитами. Оребрение корпу­сов радиальное. Подшипниковые щиты имеют внутренние ребра, к которым крепят диффузоры, создающие направленный поток воздуха, заключенного в корпусе двигателя.

Корпуса двигателей с высотой оси вращения h = 280...355 мм по своей конструкции резко отличаются от рассмотренных выше (рис. 9.13). Их выполняют из гофрированной рулонной стали тол­щиной 2...2,5 мм, что уменьшает их массу по сравнению с литыми из чугуна примерно в 2,8 раза. Подшипниковые щиты в двигателях чу­гунные. Лапы для крепления к фундаменту прикреплены к корпусу сваркой либо болтами.

Обмотка статора всех двигателей с h = 45...250 мм и двигате­лей с 2р = 10 и 12,с h = 280...355 мм выполнена из круглого обмо­точного провода (см. гл. 3). В двигателях меньших мощностей с h = 45... 132 мм обмотка однослойная концентрическая, в ряде ти­поразмеров выполнена вразвалку; в двигателях с h = 160... 250 мм — одно-двухслойная, а в многополюсных двигателях с h - 280...355 мм — двухслойная концентрическая. Таким обра­зом, конструкция и схемы обмоток из круглого провода всех дви­гателей серии позволяют применять механизированные способы ее намотки.

Рис. 9.12. Двигатель серии АИ с короткозамкнутым

ротором со степенью защиты IP54, h = 225 мм:

1, 14 — подшипники; 2. 11 — подшипниковые щиты; 3 — короткозамыкаюшее кольцо ротора;

4 — лобовые части обмотки статора; 5 — коробка выводов;

6 — корпус; 7 — сердечник статора;

8 — сердечник ротора; 9 — вентиляционные лопатки ротора;

10 — диффузоры; 12 — вентилятор; 13 — кожух вентилятора;

15 — вал

Обмотка статора двигателей с h = 280...355 мм (кроме 10- и 12-полюсных) выполнена из прямоугольного обмоточного провода, двухслойная из подразделенных катушек, что позволяет укладывать их в полуоткрытые пазы статора. Лобовые части обмотки укрепле­ны бандажными кольцами. С помощью дистанционных прокладок между лобовыми частями катушек обмотки создаются промежутки для прохода охлаждающего воздуха.

Обмотки двигателей всех высот оси вращения выполнены проводом марки ПЭТМ-155 или ПЭТД-180. Для пазовой и межфазовой изоляций применяют материалы на основе фенелона, имеющие класс нагревостойкости F. Так как расчетный нагрев обмоток соответстствует классу нагревостойкости В, то при таком решении повы­силась надежность обмотки.

Обмотки короткозамкнутых роторов выполнены заливкой сплавом алюминия. Одновременно отливают и замыкающие кольца с вентиляционными лопатками. Для крепления балансировочных грузов в замыкающих кольцах роторов двигателей с h ≤ 200 мм преду­смотрены кольцевые канавки, а в двигателях с большей высотой оси вращения — штыри между вентиляционными лопатками.

Все двигатели исполнения по степени защиты IP54 охлаждаются с помощью наружного вентилятора, прогоняющего окружающий двигатель воздух вдоль ребер корпуса. Перенос тепла от обмотки статора и лобовых частей обмотки статора к внутренней поверхности и корпуса и подшипниковых щитов происходит за счет циркуля­ции воздуха, находящегося внутри корпуса. В двигателях с h = 45... 180 мм воздух перемешивается вентиляционными лопатками замыкающих колец. В двигателях с h = 200...250 мм внутри корпуса вентиляционными лопатками создается направленная циркуляция воздуха. Для этого на внутренних ребрах подшипниковых щитов с обоих торцов сердечника ротора установлены диффузоры (см. рис. 9.12).

---

Диффузоры разделяют область пониженного давления — перед вентиляционными лопатками и повышенного давления — над ло­патками. Воздух нагревается, соприкасаясь с замыкающими кольца­ми и вентиляционными лопатками ротора и лобовыми частями обмотки статора, проходит к внутренней поверхности корпуса, в полость между диффузором и внутренними ребрами подшипниковых щитов и отдает им тепло.

В двигателях с h = 280...355 мм с гофрированным корпусом (см. рис. 9.13) схема охлаждения отличается от рассмотренной выше. В сердечниках роторов этих двигателей выполнены аксиаль­ные вентиляционные каналы, а внутри корпуса установлен центробежный вентилятор. Внутренний вентилятор прогоняет нагретый от лобовых частей обмоток ротора и статора воздух в полости, образованные ребрами гофрированного корпуса и наружной поверхно­стью сердечника статора. В то же время наружный вентилятор на­правляет холодный воздух, окружающий двигатель, вдоль ребер снаружи корпуса. Этим достигается более интенсивное охлаждение воздуха, заключенного внутри корпуса. Охлажденный воздух посту­пает в аксиальные каналы ротора и вновь к лопаткам внутреннего вентилятора.

В защищенном исполнении двигатели с короткозамкнутым ротором выпускаются в диапазоне осей вращения от 200 до 355 мм со степенью защиты IP23. Корпуса и подшипниковые щиты двигателей несколько отличны по своей конструкции от двигателей исполнения IP54. Это связано с изменением системы вентиляции. Двигатели имеют двустороннюю радиальную систему вентиляции. Нагнетательными элементами служат вентиляционные лопатки на замы­кающих кольцах. Как и в двигателях исполнения по степени защиты IP54, лопатки служат также радиаторами, отводящими тепло от пазовой части стержней обмотки ротора. В двигателях с h = 200...250 мм (см. рис. 9.4) воздух засасывается через жалюзи в подшипниковых щитах торцов ротора, направляется диффузорами на

Рис. 9.13. Двигатель серии АИ с короткозамкнутым ротором со степенью защиты

IP54, h = 280 мм, с гофрированной станиной:

1 — вал; 2, 17 — подшипники; 3. 15 — подшипниковые щиты; 4 — коробка выводов;

5 — лобо­вые части обмотки статора; 6 — нажимное кольцо статора;

7 — гофрированная станина; 8 — сер­дечник статора; 9 — сердечник ротора;

10 — короткозамыкающие кольца; 11 — вентиляционные лопатки;

12 — внутренний вентилятор; 13 — масленка для смазки подшипника;

14 — кожух вен­тилятора; 16 — наружный вентилятор;

18 — втулка вентилятора (стрелками показаны направле­ния потоков охлаждающего воздуха)

вентиляционные лопатки ротора, охлаждает обмотку ротора и отбрасывается лопатками на лобовые части обмотки статора, обдувает внешнюю поверхность сердечника статора и выходит наружу через жалюзи в средней части корпуса двигателя. Корпуса двигателей этого отрезка серии отлиты из чугуна и внутри имеют продоль­ные ребра, которые служат для установки сердечника статора. Сер­дечник закреплен на ребрах эксцентрично по отношению к корпусу, и площадь поперечного сечения вентиляционных каналов сверху сердечника больше, чем снизу.

---

Корпуса двигателей с h = 280...355 мм, так же как и в аналогич­ных двигателях серии 4А (см. рис. 9.9), состоят из сварной полуста­нины, выполненной из стального листа, и штампованного из листо­вой стали верхнего кожуха. На полустанине имеются четыре вертикальные стойки, соединенные с основанием продольными планками, а сверху между собой продольными ребрами. В кольце­вых проточках боковых ребер располагаются подшипниковые щиты. Сердечник статора устанавливают нижней половиной на цен­трирующие заточки внутренних стоек и крепят с помощью массив­ных нажимных колец. Вентиляция двигателей — радиальная двусто­ронняя. Циркуляция охлаждающего воздуха имеет такую же схему, как в двигателях исполнения со степенью защиты IP23 меньших вы­сот оси вращения.

Асинхронные двигатели с фазными роторами выпускают как модификации серии АИР (АИС) в диапазоне высот оси вращения 160...355 мм в исполнениях по степени защиты IP44 — АИРФ (АИСФ) и IP23 — АИРНФ. Обмотки фазных роторов двигателей мощностью до 50...60 кВт выполнены из круглого провода, двух­слойные, равнокатушечные с укороченным шагом. Пазы ротора — трапецеидальные, полузакрытые. В двигателях большей мощности обмотки стержневые волновые, пазы с параллельными стенками, полузакрытые с узким шлицем. В пазовой части обмотка закреплена клиньями, в лобовой части — бандажами из стальной проволоки или нетканой (бандажной) стеклоленты.

Напряжение на кольцах ротора у большинства двигателей при­мерно равно линейному напряжению обмотки статора.

Двигатели с фазными роторами со степенью защиты IP54 имеют ребристый корпус и охлаждаются наружным вентилятором, как и двигатели с короткозамкнутыми роторами. Контактные кольца рас­положены внутри корпуса (рис. 9.14) в полости, отделенной от ста­тора перегородкой с лабиринтными уплотнениями, предотвращаю­щими попадание пыли от щеток на обмотки статора и ротора.

Контактные кольца двигателей исполнения IP23 с высотой оси вращения 160...200 мм (рис. 9.15) установлены на выступающем кон­це вала, противоположном рабочему, и закрыты кожухом с отвер­стиями для прохода охлаждающего воздуха. Контактные кольца с токоотводами запрессованы в пластмассу. В пластмассовой части колец (рис. 9.16, а) имеются отверстия для прохода охлаждающего воздуха и вентиляционные лопатки для засасывания воздуха в про­странство между кольцами. Выводные концы обмотки ротора подходят к контактным кольцам через внутреннее отверстие на валу ротора.

Рис. 9.14. Двигатель серии АИ с фазным ротором со степенью

защиты IP54, h =180 мм:

1— вал; 2, 10 — подшипниковые щиты; 3 — контактные кольца; 4 — корпус; 5 — коробка выдов;

6 — сердечник статора; 7 — сердечник ротора; 8 — лобовые части обмотки ротора;

9 — лобовые части обмотки статора; 11 — вентилятор;

12 — кожух вентилятора; 13 — втулка вентилятора

---

Рис. 9.15. Двигатель серии АИ с фазным ротором со степенью защиты IP23,

h =180 мм, с аксиальной вентиляцией:

1 — вал; 2,9 — подшипниковые щиты; 3 — коробка выводов; 4 — сердечник статора;

5 — сердеч­ник ротора; 6 — лобовые части обмотки статора;

7 — лобовые части обмотки ротора; 8 — венти­лятор;

10 — кожух контактных колец; 11 — контактные кольца

Рис. 9.16. Контактные кольца асинхронного двигателя с фазным ротором:

а — с посадкой на вал; б — консольное крепление; 1 — контактные кольца;

2 — вентиляцион­ные лопатки; 3 — отверстия для прохода охлаждающего воздуха

Вентиляция двигателей — аксиальная. Центробежный вентиля­тор установлен рядом с сердечником ротора со стороны, противо­положной рабочему концу вала. Охлаждающий воздух засасывается через жалюзи в подшипниковом щите, омывает лобовые части об­моток ротора и статора, наружную поверхность сердечника стато­ра, лобовые части обмоток с другого торца сердечника и выбрасы­вается вентилятором через жалюзи в нижней части подшипникового щита. Часть воздуха проходит через аксиальные каналы в сердечни­ке статора и отводит тепло, выделяющееся в роторе.

В двигателях с h = 255...355 мм (см. рис. 9.5) вентиляция — ради­альная, двусторонняя. Роторные вентиляторы расположены с двух сторон сердечника ротора. Контактные кольца укреплены на высту­пающем конце вала и закрыты кожухом. В двигателях с h = 280 мм их крепят консольно к несущему фланцу, установленному на валу с помощью трех шпилек (рис. 9.16, б). Токоподводы к обмотке ротора проходят через центральное отверстие в валу.

Большинство двигателей других модификаций и специализи­рованных исполнений серии АИ выпускают со степенью защиты IP54 в тех или иных диапазонах высоты оси вращения. Они отли­чаются от рассмотренных либо отдельными конструктивными элементами, например, встроенным электромагнитным тормозом, либо схемами обмоток (многоскоростные двигатели), материалом заливки пазов или размерными соотношениями зубцовой зоны (двигатели с повышенным скольжением или пусковым момен­том), либо усиленными уплотнениями вала, подшипниковых щи­тов, вводного устройства, а также защитными и лакокрасочными покрытиями и т. п. (двигатели тропического или химического ис­полнения).

Кроме единых серий асинхронных двигателей общего назначения выпускается ряд серий двигателей специального назначения, например крановые двигатели серии МТ, взрывозащищенные серии 2ВР и др. Асинхронные двигатели малой мощности для ручного электрифицированного инструмента, бытовой техники и специализированные для различного вида автоматических систем выпускаются электротехнической промышленностью в массовом количестве [15].

Вопросы проектирования асинхронных двигателей общего назначения рассматриваются ниже, в основном, на базе общесоюзных серий АИ и 4А.

---

9.4. НОВАЯ СЕРИЯ РА

Разработка новой серии асинхронных машин Российские асинхронные (РА) на Ярославском электромашиностроительном заводе (ЯЭМЗ) началась в 1992 г. Если до распада СССР созданием единых общесоюзных серий занимались около десятков НИИ и разработка единой серии занимала несколько лет, то коллективу ЯЭМЗ пришлось создавать новую серию в течение одного года [11].

В новую серию были заложены решения, позволившие изготавливать двигатели для любых требований потребителя. Это удалось создать благодаря применению конструкции станины со съемными лапами, которые фиксируются по четырем направлениям. Примене­ние съемных лап, хотя и увеличивает трудоемкость, но позволяет несколько исполнений машины объединить в одной конструкции (фланцевое В5, на лапах ВЗ и на лапах с фланцем В35). Это приводит к значительной экономии оборотных средств завода, а потребитель может заменить повреж­денную лапу новой, в то же время в конструкциях с постоянно прилитыми лапами их поломка приводит к замене всего двигателя.

В серии RA станины для высот оси вращения 71...132 мм включительно — алюминиевые, получаемые экструзией, щиты также алюминиевые (рис. 9.17). Для высот оси вра­щения, больших 132 мм, ста­нины и щиты выполняют чу­гунными. Все станины имеют горизонтально-вертикальное оребрение, что позволяет увеличить теплоотдачу при снижении массы двигателя,

Рис. 9.17. Асинхронный двигатель новой серии РА

а также улуч­шает эстетичность его формы. Особенно этому способствует экструзионная станина (см. рис. 9.17).

Внутренний диаметр сердечника статора D₁ выбран так, что при фиксированном наружном диаметре D_н1 оптимизирован весь ряд мощностей для нескольких высот оси вращения. Так, например, если для высот оси вращения 160 и 180 мм (D_н1 = 273 мм) при полюсности 2р = 6 выбран внутренний диаметр D₁ = 185 мм, то для после­дующего наружного диаметра 296 мм (высота оси вращения 200 и 225 мм) сохраняется тот же внутренний диаметр 185 мм, но уже для полюсности 2р = 4. Такая унификация предусмотрена для всей се­рии РА (табл. 9.6).

Таблица 9.6. Унификация серии РА

Dн1, мм	Н, мм	Мощность на валу Р2ном, кВт, при синхронной скорости
		3000 об/мин		1500 об/мин		1000 об/мин		750 об/мин
		DIN	ГОСТ	DIN	ГОСТ	DIN	ГОСТ	DIN	ГОСТ
120	71	А 0,37 В 0,55	А 0,75 В 1,1	А 0,25 В 0,37	А 0,55 В 0,75	А 0,18 В 0,25	А 0,37 В 0,55	А 0,09 В 0,12	А 0,25 —
120 (140)	80	А 0,75 В 1,1	А 1,50 В 2,2	А 0,5 В 0,75	А 1,1 В 1,5	А 0,37 В 0,55	А 0,75 В 1,1	А 0,18 В 0,25	А 0,37 В 0,55
140	90	S 1,5 L 2,2	— L 3,0	S 1,1 L 1,5	— L 2,2	S 0,75 L 1,1	— L l,5	B 0,37 L 0,55	LA 0,75 LB 1,1
150 (140)	100	— L 3,0	S 4,0 L 5,5	LA 2,2 LB 3,0	S 3,0 L 4,0	— L 1,5	— L 2,2	LA 0,75 LB 1,1	— L 1,5
176 (206)	112	М 4,0	М 7,5	М 4,0	М 5,5	М 2,2	MA 3,0 MB 4,0	М 1,5	МА 2,2 MB 3,0
206	132	SA 5,5 SB 7,5	— M l 1,0	S 5,5 М 7,5	S 7,5 M l 1,0	S 3,0 МА 4,0 MB 5,5	S 5,5 M 7,5	S 2,2 М 3,0	S 4,0 М 5,5
273	160	MA 11,0 MB 15,0 L 18,5	S 15,0 М 18,5	M l 1,0 L 15,0	S 15,0 L 18,5	М 7,5 L 11,0	S 11,0 M 15,0	МА 4,0 MB 5,5 L 7,5	S 7,5 M l1,0
296 (273)	180	М 22,0 —	S 22,0 М 30,0	М 18,5 L 22,0	S 22,0 М 30,0	— L 15,0	M 18,5 —	— L 11,0	М 15,0 —
296	200	LA 30,0 LB 37,0	М 37,0 L 45,0	— L 30,0	М 37,0 L 45,0	LA 18,5 LB 22,0	М 22,0 L 30,0	— L 15,0	М 18,5 L 22,0
344 (296)	225	— M 45,0	— М 55,0	S 37,0 М 45,0	— М 55,0	— M 30,0	— М 37,0	S 18,5 M 22,0	— М 30,0
400 (344)	250	— M 55,0	S 75,0 М 90,0	— М 55,0	S 75,0 М 90,0	— M 37,0	S 45,0 М 55,0	— M 30,0	S 37,0 М 45,0
400	280	S 75,0 M 90,0	S 110 М 132	S 75,0 М 90.0	S 110 М 132	S 45,0 М 55,0	S 75,0 М 90,0	S 37,0 M 45,0	S 55,0 М 75,0

---

Смотрите также файлы

• Глава 11 Проектирование машин постоянного тока.doc

• Глава 12 Системы автоматизированного проектирования электрических машин.doc

• Обложка.doc

• Огавление.doc

• Предисловие.doc