АСИНХРОННЫЕ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

2. КОНСТРУКЦИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Асинхронные двигатели можно подразделить на бесколлекторные и коллекторные.

Асинхронные бесколлекторные двигатели нашли наиболее широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства благодаря сравнительной простоте и надежности в эксплуатации. Коллекторные двигатели имеют ограниченное применение в установках, где требуется регулировать скорость приводимых механизмов в широких пределах. Однако они относительно тяжелы, дороги, имеют худшие рабочие характеристики по сравнению с бесколлекторными двигателями, а главное менее надежны в эксплуатации из-за тяжелых условий коммутации тока. Эти машины относятся к специальным и в настоящей книге не рассматриваются.

Рис. 5. Асинхронный короткозамкнутый двигатель (стрелками показана схема движения охлаждающего воздуха).

Рис.6. Асинхронный двигатель с фазным ротором.

Асинхронные бесколлекторные машины имеют два основных исполнения: с короткозамкнутой обмоткой ротора (рис. 5) и с фазной обмоткой ротора — с контактными кольцами (рис. 6). С точки зрения происходящих электромагнитных процессов в асинхронном двигателе можно выделить две наиболее важные части: неподвижный статор, обеспечивающий создание вращающегося магнитного поля, и вращающийся ротор, в котором создается электромагнитный момент, передаваемый приводимому механизму. Сердечники статора набираются из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм и реже 0,35 мм, изолированных друг от друга лаковым покрытием   (в сердечниках   роторов   двигателей   малой

Рис. 7. Литая алюминиевая беличья клетка ротора короткозамкнутого асинхронного двигателя (с короткозамыкающим кольцом и вентиляционными лопатками

мощности изоляцией служит слой окалины на поверхности листа). В сердечниках статора и ротора сделаны специальные пазы, в которых размещаются соответствующие обмотки.

Одной из наиболее распространенных роторных обмоток является короткозамкнутая, так называемая беличья клетка (внешне она. напоминает беличье колесо — рис. 7). Рабочие провода этой обмотки (стержни) укладываются в пазы ротора неизолированными, благодаря чему обеспечиваются хорошее использование площади паза и хорошая теплоотдача от стержней к активной стали.

Короткозамкнутые асинхронные двигатели по конструкции ротора имеют следующие модификации: с одиночной беличьей клеткой; глубокопазные; с двойной беличьей клеткой, или двухклеточные. Конструктивное отличие этих модификаций обусловливает различие характеристик этих машин, в первую очередь пусковых, о чем более подробно будет сказано в последующих разделах.

Асинхронные двигатели с одиночной беличьей клеткой на роторе имеют пазы, выштампованные в листовой стали, овальной или круглой формы (рис. 8,а). Сверху эти пазы перекрываются мостиком толщиной 0,4—0,5 мм и заливаются алюминием. С обоих торцов ротора располагаются алюминиевые кольца, которые замыкают все отлитые в пазах стержни. Такая литая единая беличья клетка часто дополнительно снабжается с обеих сторон ротора специальными алюминиевыми крыльями (см. рис. 7). Эти крылья устанавливаются для увеличения теплоотвода от короткозамкнутого ротора и для лучшей вентиляции внутри асинхронной машины.

Рис. 8. Пазы и стержни обмоток ротора. а — одиночная беличья клетка; б— глубокий паз; в — двойная беличья клетка.

В асинхронных электродвигателях с глубокопазным ротором (рис. 8,б) беличья клетка изготавливается обычно из медных стержней прямоугольного сечения. Короткозамыкающие кольца по торцам ротора, как правило, выполняются также из меди, в которых профрезеровываются прорези в соответствии с размерами прямоугольных стержней. Стержни и кольца припаиваются друг к другу тугоплавкими припоями.

Двухклеточный ротор (рис. 8,в) выполняется с двумя беличьими клетками. Внешняя обмотка изготавливается из латуни или специальной бронзы, благодаря чему обеспечиваются относитель­но большое ее активное сопро­тивление и сравнительно малое индуктивное. Эта обмотка выполняет функции пусковой в асинхронном двигателе. Другая обмотка ротора — внутренняя — изготавливается из меди с минимальным активным сопротивлением. Она выполняет функции основной рабочей обмотки двигателя. Обе обмотки имеют круглые пазы, однако внутренняя обмотка в ряде случаев выполняется прямоугольной или овальной формы. Короткозамыкающие торцевые кольца для обеих обмоток обычно изготавливаются из меди.

Существуют другие модификации пазов ротора (бутылочного профиля, трапецеидального профиля), однако описанные выше являются наиболее характерными для асинхронных двигателей.

Асинхронные двигатели с фазным ротором (см. рис. 6) мощностью 3—100 кВт и напряжением до 500 В обычно имеют полузакрытые пазы ,на роторе, в которые укладывается как правило трехфазная обмотка. Предварительно изолированные стержни этой обмотки заводят с торцевой стороны ротора, катушечные обмотки размещаются в открытых пазах.

Фазы роторной обмотки соединяются в звезду и реже в треугольник и подводятся к трем контактным кольцам, расположенным  на   валу   двигателя   и   изолированным друг от друга. В цепь обмотки фазного ротора с помощью контактных колец и  соприкасающихся с ними щеток  можно  вводить  добавочные  сопротивления  или э. д. с. Это используется при необходимости изменения рабочих или пусковых характеристик двигателей. Кроме того, с помощью контактных колец и щеток можно замыкать обмотку ротора накоротко. Для уменьшения износа щеток в ряде конструкций асинхронных двигателей  имеются специальные щеткоподъемные приспособления. С помощью этих устройств по окончании пуска двигателя   контактные   кольца   замыкаются   накоротко и образуют короткозамкнутый ротор, а щетки приподнимаются и не участвуют в работе.

Между ротором и статором асинхронных двигателей имеется воздушный зазор. Величина его составляет как правило 0,25—0,35 мм. Он проектируется как минимальный, допускаемый по механическим соображениям при изготовлении. Это обусловливается тем, что ротор имеет непосредственную связь со  статором  через  магнитный поток, создаваемый статором. Чем меньше воздушный зазор между ними, тем эффективнее эта связь и тем более экономичным получается асинхронный двигатель.

Обмотки статора. В пазах сердечника статора раз­мещается многофазная обмотка, которая подсоединяется к сети переменного тока. Многофазные симметричные обмотки с числом фаз т включают в себя т фазных обмоток, которые соединяются в звезду или многоугольник. Так, например, в случае трехфазной обмотки статора число фаз т=3 и обмотки могут соединяться в звезду или треугольник. Между собой обмотки фаз смещены на угол 360/т град; для трехфазной обмотки этот угол равен 120°.

Обмотки  фаз  выполняются  из  отдельных  катушек, соединенных последовательно, параллельно либо последовательно-параллельно. В данном случае под катушкой подразумеваются  несколько последовательно соединенных витков обмотки статора, размещенных в одних и тех же пазах и имеющих общую изоляцию относительно стенок паза. В свою очередь витком считаются два активных (т. е. расположенных в самом сердечнике статора) проводника, уложенных в двух пазах под соседними разноименными полюсами и соединенных друг с другом последовательно. Проводники,  расположенные вне сердечника статора и соединяющие активные проводники между собой, называются лобовыми частями обмотки. Прямолинейные части катушек обмоток, уложенные в пазы, называются сторонами катушек или пазовыми частями.

Пазы статора, в которые укладываются обмотки, образуют на внутренней стороне статора так называемые зубцы. Расстояние между центрами двух соседних зубцов сердечника статора, измеренное по его поверхности, обращенной к воздушному зазору, называется зубцовым делением или пазовым делением.

Катушки обмоток статора характеризуются определенным числом витков w1 и шагов y1. Шаг катушки определяется числом зубцовых делений, заключенных между центрами пазов, в которые укладываются проводники катушек. Шаг катушки считается полным — диаметральным, если он равен полюсному делению, т. е. y1 = τ1 = Z1/2p. Если шаг меньше полюсного деления, то он носит название укороченного. Под полюсным делени­ем τ1 (см) понимается длина окружности расточки сер­дечника статора, приходящаяся на один полюс его магнитного поля. Величина полюсного деления может быть найдена по формуле

где D1 — диаметр расточки статора, см; 2р — число полюсов обмотки статора.

Полюсное деление может быть также выражено числом пазовых делений, заключенных между осями соседних полюсов.

Центральный угол, соответствующий полюсному делению, составляет в двухполюсном электродвигателе 180, в четырехполюсном 90, в шестиполюсном 60° и т. д. Принято считать угол, соответствующий полюсному делению, равным 180 эл. град. Тогда число электрических градусов в окружности расточки для двигателя, имеющего 2р полюсов, составит 180∙2р.

Катушка с укороченным шагом может характеризоваться некоторым коэффициентом укорочения а, который выражается отношением шага катушки y1 к величине полюсного деления τ1, т. е.

Укорочение шага приводит к снижению э. д. с, индуктируемой в катушке, так как при этом обе стороны витка не находятся одновременно под центрами соседних разноименных полюсов. Однако такие исполнения катушек имеют и ряд положительных сторон: экономия меди за счет лобовых частей, облегчение укладки катушек в пазы статора. Кроме того, при этом улучшаются электрические показатели двигателя за счет снижения так называемых высших гармонических, которые увеличивают потери и ухудшают форму поля э. д. с.

Катушки одной фазы обмотки статора, расположенные в соседних пазах и соединенные друг с другом последовательно, объединяются в так называемую катушечную группу. В свою очередь катушечные группы могут соединяться внутри каждой фазы последовательно или объединяться в параллельные ветви. Параллельные ветви присоединяются к внешним зажимам фазы. Число параллельных ветвей фазы a1 является одним из показателей обмоток переменного тока.

Одним из характерных показателей обмоток статора асинхронного двигателя является также число пазов на полюс и фазу q1. Эта величина показывает, сколько катушечных сторон каждой фазы приходится на каждый полюс обмотки статора или из скольких катушек состоят катушечные группы данной обмотки. Значение q1 можно найти из выражения

где Z1 — число пазов статора; m — число фаз обмотки статора.

Для обмотки ротора соответственно

Величина q может быть как целой, так и дробной. Однако в асинхронных двигателях наибольшее распространение получили обмотки с целым числом q.

В пазы статоров машин переменного тока закладываются как однослойные, так и двухслойные обмотки. Отличие двухслойной обмотки от однослойной заключается в том, что в пазы статора закладываются стороны двух катушек, а каждая катушка устанавливается на статоре в двух слоях. Один слой катушки размещается на дне паза, а другой в части паза, прилегающей к расточке статора - к воздушному зазору (рис. 9,б, в). Лобовые части катушки также располагаются в два слоя, а соединения слоев осуществляются в головках катушек. При двухслойном выполнении обмоток статора все катушки изготовляются одинаковыми, что упрощает и удешевляет производство и делает их более технологичными.

Рис. 9. Пазы и обмотки статора. а — полузакрытый паз, обмотка однослойная; б — полузакрытый паз, обмотка двухслойная; в — открытый паз, обмотка двухслойная; г — полуоткрытый паз, обмотка однослойная; 1 — обмоточный провод; 2 — пазовая коробка; 3 — прокладка под клином; 4 — прокладка между слоями; 5 — пазовый клин.

Одним из главных преимуществ двухслойных обмоток по сравнению с однослойными является возможность существенного влияния на форму поля обмотки с помощью укорочения шага. Указанные выше преимущества двухслойных катушек обеспечили их практическое применение в подавляющем большинстве машин переменного тока средней и большой мощности.

Кроме того, необходимо отметить, что однослойные катушки обычно изготовляются с целым числом q1, а двухслойные как с целым, так и с дробным q1.

Однослойные обмотки (рис. 9,а, г) имеют ряд преимуществ по сравнению с двухслойными при использовании их для сравнительно малых асинхронных двигателей. В этих обмотках отсутствует изоляционная прокладка в середине паза, что существенно улучшает использование объема паза и увеличивает коэффициент его заполнения. Кроме того, при изготовлении мелких машин мощностью до 4—5 кВт с мягкими всыпными однослойными катушками, которые закладываются одновременно обеими сторонами в пазы статора, появляется возможность использования автоматических или  полуавтоматических станков для укладки обмоток. Однослойные  обмотки  нашли   применение  и   в   большом  числе двигателей старых выпусков как отечественного, так и иностранного производства, эксплуатируемых в различных отраслях промышленности.

По форме катушек двухслойные обмотки подразде­ляются на петлевые и волновые. В петлевой обмотке (рис. 10) при обходе каждой фазы совершается дви­жение петлеобразной формы, а в волновой обмотке (рис. 11) при обходе фазы — движение волно­образной формы (более подробно об этих типах обмоток см. Л. 4, 5, 6). Наибольшее распространение в асинхронных двигателях получили двухслойные петлевые обмотки.

В технической литературе схемы обмоток обычно представляются условно в виде развертки окружности на плоскости чертежа. При этом стороны катушек, уложенных в пазы, изображаются прямыми линиями. Однослойные обмотки изображаются одной линией, а двухслойные двумя линиями; сторона катушки, уложенная в верхней части паза — сплошной линией, а сторона катушки на дне паза — пунктирной линией.

Кроме описанного способа изображения схем обмотки существуют и другие: торцевой, кольцевой, упрощенный и др. [Л. 1].

По конструктивному исполнению двухслойные обмотки бывают катушечные и стержневые. Многовитковые катушечные обмотки уже рассматривались нами ранее. В противоположность катушечным стержневые обмотки являются одновитковыми и  изготовляются  из  двух полукатушек-стержней. Стержни закладываются в пазы и  затем  каждая  пара  стержней  соединяется  с  одной стороны. Катушечные обмотки выполняются петлевыми, а стержневые как правило волновыми. Стержневые обмотки нашли применение в роторах средних и крупных асинхронных машин с контактными кольцами.

С точки зрения самой технологии изготовления катушки   петлевых   обмоток   выполняются   мягкими   или жесткими

Рис. 10. Развернутая схема двухслойной петлевой обмотки.

Рис.   11.   Развернутая   схема   двухслойной волновой  обмотки. Z2 = 36; 2p = 4;  u2 = 8 и 9.

Для мягких (всыпных) обмоток используются провода круглого сечения, которые «всыпаются» в полузакрытые пазы (см. рис. 9,а), поочередно по одному проводнику. Такой способ изготовления обмоток применяется в асинхронных двигателях малой и средней мощности порядка до 100 кВт.

В машинах средней и чаще большой мощности используются жесткие обмотки из провода прямоугольного сечения. Эти провода предварительно формуются и изолируются, а затем укладываются в пазы статора.

Кратко необходимо остановиться на вопросе симмет­ричности обмоток и способе соединения фаз обмоток.

Все зависимости, характеристики, описания физических процессов, протекающих в асинхронных двигателях, и др., приводимые в настоящей книге, относятся к симметричным обмоткам.

Симметричные обмотки характеризуются тем, что наведенные во всех фазах обмотки статора э. д. с. равны по величине. При этом наведенные в каждой паре соседних фаз э. д. с. смещены во времени относительно друг друга на один и тот же угол. Как указывалось ранее, для трехфазной обмотки этот угол равен 120°.

Несимметричные обмотки статора встречаются чрезвычайно   редко   [Л.   1].   Такие случаи возможны лишь в практике ремонтных работ при необходимости перемотки существующих на производстве двигателей с изменением   числа   пар   полюсов.   Несимметрия   обмоток может привести к повышенной вибрации машины, а также увеличению токов. Это соответственно приведет к дополнительному  нагреву  и  росту  электрических  потерь. В асинхронных двигателях используются два способа соединения фаз обмоток между собой: в звезду и треугольник. Эти соединения могут выполняться как внутри машины — глухое подсоединение, так и вне двигателя — с помощью сменных перемычек на специальном щитке, установленном   на   корпусе   машины.

Для этого вида соединения к выводному щитку подводится шесть выводов — начала и концы фаз. Внешнее соединение фаз наиболее удобно с точки зрения ее эксплуатации. В таком случае начала и концы   фаз   обмоток   могут   свободно отсоединяться при необходимости и подключаться к испытательной аппаратуре.

Асинхронные двигатели широкого применения обычно выпускаются для работы на одном из двух напряжений находящихся в соотношении 1 : √3, например, 127 220 В, 220 и 380 В и реже 380 и 660 В. При меньшем из каждых двух напряжений фазы двигателя соединяются в треугольник Δ, а при большем—в звезду Y. При внешнем соединении фаз двигателя сравнительно просто можно подключить его к одному из указанных на щитке напряжении. Некоторые электродвигатели широкого применения выпускаются также па напряжение 500 В. Их фазы соединены в звезду.

Обозначения выводов обмоток асинхронных двигателей в соответствии с ГОСТ 183-66 приведены в табл.1. В асинхронных двигателях с секционированными обмотками, с  помощью  которых  возможно  изменение  числа пар полюсов, впереди прописных букв обозначений обмоток ставятся цифры, начиная с единицы. Эти дополнительные цифры показывают число полюсов данной секции. Маркировка выводов наносится на щитке рядом с выводами или чаще непосредственно на концах обмоток. Сравнительно редко, например в малых машинах, обмотки различаются с помощью разноцветных проводов. В двигателях старых выпусков могут встретиться следующие обозначения начал и концов обмоток: Н1, Н2, Н3 и К1, К2, К3 или X, У, Z и U, V, W.

Таблица   1

Наименование и схема соединения обмоток асинхронных двигателей		Обозначения выводов
		Начало	Конец
Обмотки  статора,   открытая схема	Первая фаза Вторая фаза Третья фаза	С1 С2 С3	С4 С5 С6
Обмотки статора, соединение звездой	Первая фаза Вторая фаза Третья фаза Нулевая точка	С1 С2 С3 0
Обмотки статора, соединение треугольником	Первый вывод Второй вывод Третий вывод	С1 С2 С3
Обмотки фазного ротора	Первая фаза Вторая фаза Третья фаза Нулевая точка	Р1 Р2 Р3 0
Обмотки статора однофазного двигателя	Главная обмотка Пусковая обмотка	С1 П1	С2 П2

Изоляционные материалы и провода для обмоток определяются напряжением, на которое рассчитана обмотка, условиями ее эксплуатации (температура, влажность и др.), конструктивным исполнением обмотки (однослойная или двухслойная, катушечная или стержневая, мягкая или жесткая), а также формой паза. Изоляция необходима как между витками — витковая, так и между проводом и заземленным корпусом двигателя — корпусная.

Изоляционные материалы различаются по своей нагревостойкости — способности выдерживать заданную рабочую температуру и выполнять свои функции в течение времени нормальной эксплуатации электрооборудования, в котором используется данный электроизоляционный материал.

Согласно ГОСТ 8865-70 различают семь классов нагревостойкости: Y, А, Е, В, F, Н, С. Для изоляции обмоток применяются материалы классов А, Е, В, F и Н, для которых в табл. 2 приведены допустимые температуры.

Таблица  2

Объект измерения	Допустимая температура, °С, для изоляции класса нагревостойкости
	А	E	B	F	H
Предельно допустимая для материала изоляции Средняя допустимая для обмотки Допустимое превышение над температурой окружающей среды	105 90 50	120 100 60	130 110 70	155 125 85	180 140 100

В электродвигателях старых выпусков обмотки статора выполнялись из провода марки ПБД, изолированного двумя слоями хлопчатобумажной пряжи, имеющего недостаточно теплостойкую изоляцию значительной толщины, существенно снижающую коэффициент заполнения   паза   и  тем   самым   ухудшающую   использование двигателя.

Затем были   освоены   обмоточные   провода   с   более тонкой  и  более  теплостойкой  изоляцией — эмалевой  и комбинированной   (эмалево-волокнистой)   марок ПЭВ-2, ПЭМ-2, ПЭЛБО и др.

Последние годы для обмоток двигателей применяются провода с изоляцией классов F и Н марок ПЭТВ, ПСД, ПСДК и ПЭТ-155.

В асинхронных двигателях со всыпной обмоткой статора диаметр одиночного провода выбирается из технологических соображений не более 1,6—1,8 мм. При больших токах применяется параллельное соединение двух проводов.

В таких машинах основными изоляционными материалами класса А являются лакоткани, стеклолакоткани класса Е — пленки типа лавсан, классов В, F, Н — слюдяные материалы (миканиты, микаленты, микафолии).

Для защиты основных изоляционных материалов от механических повреждений употребляются электрокартон и электронит. Для повышения электрической и механической прочности, влагостойкости и улучшения теплоотдачи обмотки пропитываются в электроизоляционных лаках: маслянобитумных, глифталемасляных, кремнийорганических и др. [Л. 2, 4, 7]. Для защиты обмоток от механических повреждений и воздействия некоторых химических реагентов, а также для создания гладкой поверхности, затрудняющей оседание и накопление грязи и пыли, обмотки снаружи покрывают эмалью или специальным покровным лаком.

Изоляция роторных обмоток асинхронных двигателей с контактными кольцами мощностью до 3 кВт аналогична изоляции всыпных обмоток статора. При мощностях 3— 100 кВт и напряжением до 550 В обмотки выполняются петлевыми, катушечными, жесткими из изолированного провода прямоугольного сечения типов ПЭТВП, ПЭТВ, ПСД для серий АОК2 габаритов 4—7 или волновыми, стержневыми из голой шинной меди для серий АК2, АОК2 габаритов 8—9 (о сериях машин см. ниже). Более подробно об изоляции роторных обмоток см. [Л. 2, 4, 7]. Сердечник статора закрепляется в металлической станине, которая изготавливается обычно из серого чугуна, стали или силумина.

Сердечник ротора асинхронного двигателя насаживается непосредственно на вал или на сварную втулку, закрепляемую на валу. Концы вала опираются на два подшипника.

По способу крепления и конструкции подшипниковых узлов исполнения асинхронных двигателей подразделя­ются на восемь групп, которые делятся на 49 видов, включающих в себя 161 форму исполнений [Л. 4]. Условное обозначение форм исполнения машин состоит из пяти знаков: первый — буква М, второй и третий определяют вид машины, четвертый — ее исполнение, пятый— форму и количество выходных концов вала.

Пример условного обозначения: M101K ГОСТ 2479-65, вид машины — на лапах с двумя подшипниковыми щитами; исполнение — горизонтальное лапами вниз; с одним концом вала, форма конца вала коническая.

Наибольшее распространение среди низковольтных асинхронных двигателей до 100 кВт получили следующие виды машин:

М10 — на лапах с двумя подшипниковыми щитами;

М21, М22 — на лапах с двумя подшипниковыми щитами и с фланцем па подшипниковом щите;

М30 — без лап с фланцем на подшипниковом щите, фланец со стороны конца вала;

M40 — без лап с фланцем   на    станине,   фланец   со стороны конца вала;

М50 — встраиваемые с двумя подшипниковыми щитами и с креплением по образующей наружной поверхности станины;

М53 — встраиваемые, без станины и подшипниковых щитов.

Третья цифра — нуль в условном обозначении показывает, что машина может работать в любом положении.

Существует строго определенный ряд значений высот осей вращения двигателей до опорной плоскости машины, а также исполнения концов валов: длинные — короткие, цилиндрические — конические [см. Л. 4].

По способу защиты от воздействий окружающей среды также существуют различные формы конструктивных исполнений асинхронных двигателей. Эти исполнения определяются тем, в каком помещении установлен двигатель и условиями его эксплуатации (табл. 3).

Наибольшее распространение среди рассматриваемых низковольтных асинхронных электродвигателей до 100 кВт получили следующие исполнения:

защищенное, когда вращающиеся и токоведущие части защищены от случайных   внешних   механических воздействий, а машина — от попадании в нее посторонних предметов;

закрытое обдуваемое, когда внутренняя часть двигателя защищена от проникновения внешнего воздуха.

Таблица  3

Род помещения и условия эксплуатации	Исполнение электродвигателя
Сухое без грязи, пыли, едких газов и паров,   с нормальной  температурой	Открытое
То же,   но  при  опасности попадания крупных или мелких предметов	Защищенное; открытое с добавочной сеткой
Пыльное или влажное	Закрытое, с вентиляцией по трубопроводам из чистой атмосферы
На открытом воздухе	Брызго-, капле- и влагозащищенное
При воздействии  высокой температуры	Закрытое с теплостойкой изоляцией
Сырое  и содержащее едкие газы	Закрытое с вентиляцией из чистой атмосферы или с противокислотной изоляцией
Наличие взрывоопасной  атмосферы	Взрывобезопасное

 

Существуют и другие специальные исполнения конструкций двигателей: брызго- и каплезащищенное, пылезащищенное, взрывозащищенное, газонепроницаемое, химостойкое, морозостойкое, тропическое и др. Эти исполнения имеют сравнительно меньшее распространение [Л. 4].

По способу охлаждения асинхронные двигатели могут подразделяться по следующим признакам:

1.       В зависимости от наличия вентилятора:

двигатели с естественным охлаждением без вентиляторов (открытые машины);

двигатели с самовентиляцией с вентилятором на валу (защищенные пли закрытые машины);

двигатели с независимой вентиляцией от внешнего вентилятора (закрытые машины).

2. В зависимости от расположения искусственно охлаждаемых поверхностей:

обдуваемые закрытые машины только с внешним принудительным охлаждением  (малые двигатели);

продуваемые защищенные или закрытые машины — воздух принудительно охлаждает активные части (сред­ние и крупные двигатели).

3. В зависимости от направления движения воздуха относительно активных частей в машинах с внутренней вентиляцией (аксиальная, радиальная, аксиально-радиальная вентиляция).

4. В зависимости от способа охлаждения нагретого в двигателе воздуха (разомкнутая — протяжная система вентиляции пли замкнутая).

Остановимся более подробно па тех конкретных единых сериях асинхронных двигателей, которые выпускаются в настоящее время отечественной промышленностью.
* Общая характеристика и структура единой серии асинхронных электродвигателей А2 и А02. С 1949 по 1951 г. отечественной пормышленностью взамен ранее выпускаемых различных типов асинхронных двигателей (АД, АДО, И, МА-8, МА-200, МТО, Р-51, ТАГ, ТН и др.) была разработана и стала выпускаться единая серия двигателей А и АО. Однако в конце 50-х годов возникла необходимость в разработке новой единой серии двигателей А2 и А02. Эта серия машин отличается от предыдущей единой серии более высокими энергетическими показателями, лучшими эксплуатационными характеристиками и большей надежностью.

Двигатели единых серий имеют твердую шкалу мощностей с 18-ю ступенями: 0,6—0,8—1,1—1,5—2,2—3,0— 4,0—5,5—7,5—10—13—17—22—30—40—55—75—100 кВт. Наиболее распространенные синхронные частоты вращения 3000, 1500, 1000, 750 об/мин (реже 600 об/мин). Двигатели одного типоразмера, выпускаемые различными заводами, имеют унифицированную конструкцию и одинаковые основные размеры. Типоразмер определяется внешним диаметром и длиной сердечника статора.

Обозначение всех типов двигателей рассматриваемых серий начинается с буквы А, что означает «асинхронные». Последующие буквенные обозначения показывают особенности конструктивного исполнения двигателей: АО — с короткозамкнутым ротором в закрытом обдуваемом исполнении, АК — с фазным ротором в защищенном исполнении и др. Цифра 2 показывает номер данной серии в отличие от выпускаемых  ранее  серий  двигателей А, АО, АК. Двигатели серии А2 выполняются с короткозамкнутым ротором в защищенном исполнении. Двигатели А2 и А02 являются основными исполнениями единых серий.   Обычно  двигатели  А2 и А02  изготавливаются со   станиной   и    подшипниковыми    щитами    из чугуна. Если эти узлы изготавливаются из алюминиевого сплава, то двигатели обозначаются АОЛ2.

В обозначении типа двигателя после цифры 2 ставится черточка и далее двумя цифрами указывается типоразмер: первая цифра — габаритный номер, вторая — порядковый номер длины сердечника; затем вновь ставится черточка и указывается число полюсов, например АОЛ2-12-2.

Кроме основных исполнении в сериях А2 и А02 предусмотрены следующие электрические модификации, имеющие дополнительные обозначения:

с короткозамкнутым ротором с повышенным пусковым моментом, к обозначению типа добавляется буква П (например, АОП2-62-4);

с короткозамкнутым ротором с повышенным скольжением, к обозначению типа добавляется буква С (например, АОС2-41-4);

с короткозамкнутым ротором с повышенными энергетическими показателями, к обозначению типа добавляется буква Т (например, АОТ2-32-6);

с фазным ротором, к обозначению типа добавляется буква К (например, АОК2-72-6);

с алюминиевой обмоткой статора, в конце полного обозначения добавляется буква А (например, А02-42-4А);

с короткозамкнутым ротором на несколько частот вращения; в цифровые обозначения числа полюсов вносятся все их значения, разделенные косыми линиями (например, А02-72-12/8/6/4).

Электродвигатели серии имеют также следующие специализированные исполнения:

тропическое (например, А02-72-4Т);

химостойкое (например, А02-61-4Х);

влагоморозостойкое  (например, А02-82-2В);

малошумное (например, А02-32-2Ш);

для станков нормальной и повышенной точности (на­пример, А02-62-2С1 и А02-62-2С2);

для работы при частоте 60 Гц (например, АО2-72-4-60);

для встраиваемых двигателей  (например, АВ2-62-4);

Для двигателей со станиной и щитами из алюминиевого сплава (например, АОЛ2-11-4).

По способу защиты от воздействий окружающей среды в единой серии предусматриваются два основных исполнения: закрытое обдуваемое для серии А02 с 1-го по 9-й габариты и защищенное для серии А2 с 6-го по 9-й габариты. (Закрытые двигатели имеют внешний ра­диальный вентилятор, насаженный на конец вала со сто­роны, противоположной приводимому механизму. Двигатели защищенного исполнения имеют двустороннюю радиальную вентиляцию.

Обмотка короткозамкнутого ротора изготовляется из алюминиевого сплава. Всыпная обмотка статора выполняется   из   мягких   секций,   наматываемых   проводом марки:

ПЭТВ — для двигателей 1—9-го габаритов при нормальном исполнении и 1—5-го габаритов при влагоморозостойком исполнении;

ПСДТ — для двигателей 1—9-го габаритов при химостойком исполнении;

ПСД— для двигателей 6—9-го габаритов при влагоморозостойком исполнении.

Обмотка статора располагается в полузакрытых пазах. Для всех двигателей 1-го и 2-го габаритов и для двигателей 3-го и 4-го габаритов серии А02 применена однослойная обмотка; для остальных двигателей — двухслойная обмотка.

Основные технические данные  асинхронных двигателей единых серий приведены в приложениях.

Следует указать, что в настоящее время для обеспечения высокого технического уровня отечественного производства разработана и внедряется новая серия асинхронных двигателей 4А, имеющая более широкую унификацию узлов и меньшие габариты. На компактности конструкции в значительной мере сказалось применение более тонких и более теплостойких материалов для пазовой изоляции и изоляции обмоточных проводов.