Конструкции двигателей серии 4А

Отрезок серии двигателей с короткозамкнутым ротором закрыто­го обдуваемого исполнения с высо­тами оси вращения от 160 до 250 мм охватывает диапазон мощностей от 15 до 90 кВт (в четырехполюсном исполнении). На рис. 1 показана конструкция одной из таких машин. Станина 1 и торцевые щиты 2 от­литы из чугуна. Наружный вентиля­тор 3 крепится на выступающем конце вала 4, противоположном вы­водному. Вентилятор закрыт кожу­хом из листовой стали 5. Наружный воздух засасывается вентилятором через жалюзи кожуха и прогоняет­ся вдоль ребер статины. На станине укреплена коробка выводов 6. При установке она может быть поверну­та в удобном для подводки питаю­щего кабеля направлении.

Внизу станины ребра располо­жены более редко и укорочены по сравнению с другими, что дает воз­можность несколько уменьшить вы­соту оси вращения. Сердечник ста­тора 7 выполнен из листов электро­технической стали 2013 и после опрессовки скреплен скобами 8. Сер­дечник закреплен в станине стопор­ными винтами 9, предохраняющими его от проворачивания при рез­ких толчках нагрузки. Пазы сердеч­ника – полузакрытые. Обмотка 10 – всыпная из круглого обмоточного провода марки ПЭТ-155 или ПЭТ-155М, применяемого при ма­шинной намотке. Сердечник ротора 11 выполняется из той же стали, что и статор, спрессовывается и в спрес­сованном состоянии заливается алю­минием. Одновременно с заливкой пазов отливаются замыкающие кольца 12 и вентиляционные лопат­ки. На замыкающих кольцах с обоих торцов ротора при балансировке крепятся балансировочные грузы 13.

Сердечник ротора в машинах с высотой оси вращения с h £ 250 мм крепится на валу горячей посадкой. При больших h для крепления при­меняют шпонки. Вал ротора выполнен из стали 45. Вентилятор – ли­той из алюминия. При отливке вен­тилятора в него устанавливается стальная втулка 14, которая служит для крепления вентилятора на валу.

Подшипниковые щиты крепятся к станине при помощи болтов 15. В центре щита имеются отверстия, расточенные под посадку наружных обойм подшипников 16 и 17. Точ­ность положения оси ротора отно­сительно внутренней поверхности станины обеспечивается обработкой поверхностей посадки подшипнико­вых щитов на станину и наружных обойм подшипников при одной установке щитов на станке, а по­верхностей станины под посадку щи­тов и сердечника статора при од­ной установке станины на расточном станке. Каждый из подшипников за­крыт с обеих сторон подшипниковы­ми крышками 18 и 19, препятству­ющими вытеканию смазки при рабо­те машины. Подшипниковые крыш­ки имеют развитые поверхности прилегания к валу с лабиринтными уплотнениями.

В двигателях меньшей мощно­сти устанавливаются два шарико­вых подшипника. При большей мощ­ности со стороны выводного конца устанавливают роликовый подшип­ник, а с противоположной сторо­ны – шариковый.

Станина крепится к фундамен­ту с помощью лап, имеющих отвер­стия под крепежные болты. Лапы отлиты за одно целое со станиной. Сверху станина имеет прилив с резьбовым отверстием, в которое ввинчивается рым-болт 20 для подъ­ема двигателя при монтаже.

На лапах выполнены отверстия с резьбой, в которые ввинчиваются болты 21 для подсоединения шин заземления.

Пазы роторов двигателей отрез­ка серии с высотой оси вращения 160 – 250 мм – закрытые грушевид­ные, а в двухполюсных двигателях с h= 250 мм – закрытые лопаточные.

Двигатели защищенного исполне­ния этого отрезка серии (рис. 2). отличаются от рассмотренных выше конструкцией станины 1, подшипни­ковых щитов 2 и наличием диффузо­ров 3. Наружный вентилятор в них отсутствует. Охлаждающий воздух под действием вентиляционных ло­паток на замыкающих кольцах ро­тора засасывается в жалюзи 4, рас­положенные на подшипниковых щи­тах, омывает лобовые части обмот­ки 5 и ярмо сердечника статора 6 и выбрасывается в выходные отвер­стия станины 7. Диффузоры служат для

Рис.1. Конструкция асинхронного двигателя серии 4А со степенью защи­ты IP44,

h =160 мм.

разделения областей с понижен­ным давлением (перед вентиляцион­ными лопатками) и с повышенным давлением (выше вентиляционных лопаток).

Двигатели отрезка серии с высо­тами оси вращения 280, 315 и 355 мм имеют существенные конструктив­ные отличия от рассмотренных выше.

На рис. 3 показана конструк­ция короткозамкнутого двигателя в закрытом обдуваемом исполнении. Такие двигатели в указанном диа­пазоне осей вращения выполняются в четырехполюсном исполнении мощностью от 110 до 315 кВт. Сер­дечник статора 1 шихтуется и спрес­совывается непосредственно в ста­нине между двумя нажимными шай­бами 2, после чего закрепляется

Рис. 2. Асинхронный двигатель серии 4А со степенью защиты IP23, h =180 мм.

а - общий вид двигателя; б - продольный и поперечный разрезы двигателя.

Рис. 3. Асинхронный двигатель серии 4А со степенью защиты IP44 (с продуваемым ротором), h =315 мм.

а - общий вид двигателя; б - продольный и поперечный разрезы двигателя.

кольцевыми шпонками 3. Усилие от нажимных шайб передается на лис­ты сердечника через нажимные пальцы 4, чем достигается равно­мерное распределение давления на всю торцевую поверхность, включая зубцы сердечника.

Обмотка статора 5 этих двигате­лей выполнена из прямоугольного провода и укладывается в полуот­крытые пазы. Лобо­вые части обмотки закреплены с по­мощью дистанционных прокладок и бандажных колец 6.

Наиболее интересной в рассмат­риваемых двигателях является кон­струкция ротора 7, которая была разработана и запатентована при проектировании этих машин. Ротор выполнен продувным, т. е. по его аксиальным каналам проходит на­ружный воздух, обеспечивая значи­тельно более интенсивное охлажде­ние, чем в машинах обычных испол­нений. Для того чтобы воздух не проникал к обмоткам машины, т. е. для выполнения условий, налагае­мых принятым исполнением IP44 с точки зрения защиты от воздействия окружающей среды, в аксиальные отверстия ротора вставлены трубки 8, вторые концы которых закрепле­ны в отверстиях дисков 9, насажен­ных на вал ротора 10. Наружный воздух прогоняется через аксиаль­ные каналы ротора тем же вентилятором 11 который служит и для об­дува наружной поверхности двига­теля. Торцевые щиты 12 имеют жа­люзи 13 для прохода воздуха к трубкам и выхода его наружу. Для предотвращения возможности про­никновения наружного воздуха, про­дуваемого через ротор, внутрь ма­шины предусмотрены направляю­щие кольца 14, на поверхности соприкосновения которых с вращаю­щимися дисками 9 выполнены уплотнения.

Сердечник ротора крепится на валу с помощью шпонки 15. Место посадки сердечника на вал фиксиру­ется буртиком вала и упорным коль­цом 16.

Коробка выводов 17 расположе­на сбоку станины. Масленка 18, со­единенная трубой маслопровода 19 с подшипниковым узлом, позволяет производить смазку подшипника 20, не снимая кожуха 21 наружного вентилятора.

В остальном конструкция закры­тых обдуваемых двигателей второго отрезка серии не существенно отли­чается от рассмотренной выше кон­струкции двигателя меньшей мощ­ности такого же исполнения (см. рис. 1).

Двигатели защищенного испол­нения с короткозамкнутыми и фаз­ными роторами с высотами оси вра­щения 280 – 355 мм по конструкции корпуса отличны от описанных вы­ше двигателей.

На рис. 4, 5 показаны двига­тели соответственно с короткозамкнутым и фазным роторами (номера позиции на рисунках одинаковые).

Жесткая, сварная из стального проката станина 1 охватывает толь­ко нижнюю половину сердечника статора 2, который крепится в ней с помощью массивных нажимных ко­лец 3. Корпус 4 выполнен из листо­вой стали. Подшипниковые щиты 5 также крепятся к станине только нижней половиной. Подшипники 6 и 7 заключены в капсулы, монти­руются с крышками 8 и 9 до сборки двигателя и в собранном виде уста­навливаются в подшипниковые щиты.

Рис. 4. Асинхронный двигатель серии 4А со степенью защиты IP23, с короткозамкнутым ротором (4АН315М4У3), h =315 мм.

а - общий вид двигателя; б - продольный и поперечный разрезы двигателя.

Охлаждающий воздух засасыва­ется в двигатель через жалюзи 10 на торцевых щитах, направляется диф­фузорами 11 на вентиляционные ло­патки 12 ротора 13, омывает лобо­вые части обмотки 14 и сердечник статора и выбрасывается в жалюзи на боковых сторонах корпуса.

Отказ от цельной станины суще­ственно уменьшил общую массу двигателей, а выполнение корпуса в виде параллелограмма вместо тра­диционной для электрических ма­шин цилиндрической формы позво­лил улучшить условия охлаждения двигателей без увеличения их габа­ритных размеров.

Обмотка статора у всех двигате­лей этого отрезка серии, кроме ма­шин с 2 р= 10 и 12, выполнена из прямоугольного провода и уклады­вается в полуоткрытые пазы. Лобовые части ка­тушек прочно закрепляют, привязы­вая их к бандажным кольцам 15. В многополюсных машинах обмот­ка статора выполняется всыпной из круглого провода и укладывается в полузакрытые пазы.

В короткозамкнутыхроторахдвигателей с h ³ 280 мм выполняют закрытые пазы (при 2 р ³ 4 – трапе­цеидальные, сужающиеся к верхней части; при 2 р= 2 – лопаточные).

В фазных роторах (рис. 5) при прямоугольных с малым раскры­тием пазах выполняют стержневую волновую обмотку. Выводные концы обмотки ротора 16 проходят к кон­тактным кольцам 17 через внутрен­нее отверстие в конце вала ротора. Контактные кольца располагаются на пластмассовой втулке 18, которая консольно крепится к торцу вала. Весь щеточный узел закрыт кожу­хом 19, на котором расположена ко­робка зажимов 20 для соединения щеток с пусковым реостатом.

Потребность народного хозяйст­ва в асинхронных двигателях мощ­ностью 500 – 1000 кВт и более зна­чительно меньше, чем в двигателях до 100 кВт. Крупные двигатели, как правило, предназначены для приво­дов определенного типа силовых аг­регатов и имеют значительно более узкое назначение, чем двигатели ма­лой и средней мощности. Они выпус­каются отдельными сравнительно небольшими сериями, значительно отличаются друг от друга конструк­цией и характеристиками. К таким сериям относится, например, серия

Рис. 6. Асинхронный двигатель серии АДТ мощностью 1250 кВт, 2 р =2, U =6000 B.

АДТ, охватывающая диапазон мощ­ностей от 500 до 2750 кВт в двухпо­люсном исполнении двигателей. Двигатели этой серии (рис. 6) вы­полняются в основном на высокое номинальное напряжение, равное 6000 и 10000 В, однако двигатели меньшей мощности (500 – 800 кВт) выпускаются также и на напряже­ние 380/660 В.

Для тихоходных приводов с тя­желыми условиями пуска, а также для приводов, требующих регулиро­вания частоты вращения, применя­ют двигатели серии АН-2. В серию входят крупные многополюсные асинхронные двигатели мощностью от 315 до 2000 кВт при частоте вра­щения от 250 до 1000 об/мин. Они имеют два основных исполнения: с фазными роторами – АКН-2 и с короткозамкнутыми роторами – АН-2. Двигатели этой серии исполь­зуются в приводах шахтных подъ­емов (двигатели с фазными ротора­ми), угольных и цементных шаро­вых мельниц, мощных дымососов и т. п.