Содержание 9.10. Асинхронные двигатели большой мощности 9.10.1. Асинхронные турбодвигатели серии АТД4 Серия АТД4 охватывает диапазон мощностей от 500 , до 8000 кВт. Номинальное напряжение АД основного исполнения (табл. 9.69) - 6 кВ. В АД применены: низконапорная система охлаждения с многоструйной продувкой зубцовой зоны статора; усовершенствованная термореактивная система изоляции «монолит-4» с бесклиновым креплением обмотки в пазах сердечника статора класса на-гревостойкости F с использованием в зави- симости от исполнения АД по классу В или F; литая алюминиевая клетка ротора в АД мощностью до 1000 кВт включительно; безбандажное исполнение роторов АД мощностью до 6300 кВт. В зависимости от динамического момента инерции механизма АД допускают в течение службы до 10000 пусков. Допустимые значения моментов инерции механизмов для 3000 и 10000 пусков приведены в табл. 9.70. Двигатели серии АТД4 выполнены в шести габаритах по внешнему диаметру сердечника статора (табл. 9.71). Габаритные, установочные и присоединительные размеры АД серии АТД4 приведены в табл. 9.72. Двигатели серии АТД4 имеют горизонтальное исполнение и щитовые подшипники скольжения. Сердечник статора прикреплен к торцевым щитам, выполняющим одновременно роль опор АД. На щитах консольно крепят подшипники. Сердечник статора закрывают кожухом. На кожух и торцевые щиты сверху устанавливают водовоздушный охладитель. Подшипники АД мощностью до 1000 кВт выполнены с автономной кольцевой смаз- Синхронная частота вращения 600 об/мин
Таблица 9.69. Технические данные двигателей серии АТД4 (С/= 6000 В)
Таблица 9.70. Допустимые значения момента инерции механизма, кг м2
* Допускается 7500 пусков. Таблица 9.71. Изменение мощности, кВт, двигателей АТД4 в зависимости от внешнего диаметра сердечника статора
кой, а мощностью 1250 кВт и выше — с принудительной смазкой под давлением. Обмотка ротора — короткозамкнутая, в АД мощностью 500—1000 кВт — литая алюминиевая, мощностью 1250 — 8000 кВт — из медных стержней профильного сечения, впаянных в короткозамыкающие медные кольца. Система охлаждения — симметричная нагнетательная с продувкой зубцовой зоны статора по параллельным щелевым радиальным каналам. Охлаждение роторов — с поверхности сердечника (до мощности 1000 кВт) и через аксиальные каналы, образованные расширением пазов (для мощности 1250 кВт и выше). Кроме базового исполнения АД с замкнутой системой вентиляции на напряжение сети 6000 В предусмотрены модификации с разомкнутой системой вентиляции; взры-возащищенные с заполнением или продувкой оболочки под избыточным давлением, на напряжение питающей сети 10000 В. 9.10.2. Асинхронные двигатели серий А4, АК4, ДА304 Двигатели с короткозамкнутым ротором серий А4 и ДА304 предназначены для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения (насосы, вентиля- Таблица 9.72. Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей серии АТД4
торы, дымососы и др.). Двигатели с фазным ротором серии АК4 предназначены для привода механизмов, требующих регулирования частоты вращения, а также механизмов с тяжелыми условиями пуска. Двигатели А4 и АК4 имеют защищенное исполнение (степень защиты IP23) и предназначены для работы в закрытых помещениях с нормальной окружающей средой при температуре + 40°С; АД серии ДА304 имеют закрытое обдуваемое исполнение (степень защиты IP44) и предназначены для работы на открытом воздухе и в помещениях с повышенной влажностью и запыленностью при температуре окружающей среды от + 40 до — 40 °С. Серия охватывает диапазон мощностей от 200 до 1000 кВт, частот вращения от 500 до 1500 об/мин. Основные технические данные АД напряжением 6 кВ приведены в табл. 9.73-9.75. Конструкция двигателя выполнена таким образом (рис. 9.16), что обмотка, маг-нитопровод и вентиляционные элементы внутреннего тракта полностью идентичны АД серий А4 и ДА304, при этом мощность АД серии ДА304 снижается на одну ступень. Переход от защищенного исполнения АД серии А4 к обдуваемой серии ДА304 осуществляется путем замены вентиляционного кожуха машин серии А4 на трубчатый охла- Рис. 9.16. Асинхронный двигатель серии А4 Таблица 9.73. Технические данные двигателей серии А4 напряжением 6000 В
Таблица 9.75. Технические данные двигателей серии ДА304 напряжением 6000 В
Таблица 9.74. Технические данные двигателей серии АК4 напряжением 6000 В дитель в серии ДА304, который устанавливают сверху на станину, дополнительно также устанавливают вентилятор и кожух внешнего цикла вентиляции. В двигателях серии А4, АК4, ДА304 применена изоляция обмотки статора типа «мо-нолит-2». Катушки изолируют непропитан-ной слюдинитовой лентой и укладывают в статор. Обмотанный статор погружают в котел и пропитывают вакуум-нагнетательным методом в эпоксидном компаунде, после чего запекают в печи. Короткозамкнутую обмотку ротора АД серии А4, ДА304 выполняют сварной из прямоугольных алюминиевых стержней и алюминиевых короткозамкнутых колец. В АД серии АК4 с фазным ротором в качестве обмоточного провода ротора используют медную шину, фазный ротор имеет полузакрытые пазы. Обмотка ротора — двухслойная стержневая волновая. Сердечник статора запрессован в станине между двумя нажимными шайбами и закреплен с помощью упорных шпонок и сварных швов. Пазы статора открытые. Сердечник ротора запрессован между двумя нажимными шайбами и закреплен призматической и кольцевой шпонками. Сердечники роторов имеют радиальные (аналогично статору) и аксиальные вентиляционные каналы. В 10- и 12-полюсных АД с высотой оси вращения 450 мм аксиальные каналы образованы ребрами в сварных валах, в остальных АД вентиляционные отверстия выполнены в листах сердечника и нажимных шайбах. Подшипниковые щиты выполнены литыми из чугуна. Двигатели имеют однорядные подшипники качения. Со стороны рабочего конца вала установлен роликовый подшипник, с противоположной стороны — шариковый. Смазка подшипников консистентная. Коробка выводов статора — штампованная из тонколистовой стали, разъемная и допускает как сухую разделку, так и заливку компаундной массой концов подводимого силового кабеля. Контактные кольца в АД серии АК4 — подвесного типа, расположены за подшипниковым щитом и закрыты кожухом. Рекомендуется применение щеток марки МГСО. Траверсы для крепления щеткодержателей стальные. Кожух контактных колец сварной штампованный с решетками для циркуляции охлаждающего воздуха. Схема вентиляции АД согласная радиальная. В АД серий А4, АК4 забор воздуха осуществляется через окна в торцах вентиля- ционного кожуха, а выброс — через боковые окна кожуха. В АД серии ДА304 вентиляция разделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя система вентиляции идентична системам, принятым в АД серий А4, АК4, при этом циркуляция воздуха осуществляется по замкнутому циклу. Нагретый воздух охлаждается, проходя между трубками воздухоохладителя. Воздух во внешнюю систему забирается из окружающей среды с помощью внешнего вентилятора, проходит по трубкам воздухоохладителя и выбрасывается в окружающую среду. Пуск АД с короткозамкнутым ротором прямой, обеспечивается при номинальном напряжении сети и при снижении напряжения сети за время пуска до 0,%UHOM. Предельно допустимые значения момента инерции, определенные из условий двух пусков с интервалом 5 мин из холодного состояния или одного пуска из горячего состояния при номинальном напряжении и среднем моменте статических сопротивлений за время пуска, равном 0,ЗМНОм> должны соответствовать приведенным в табл. 9.73-9.75. Для этих условий интервал между последующими пусками — не менее 3 ч. Количество пусков — не менее 2000 за период эксплуатации, но не более 250 в год. При среднем моменте статических сопротивлений за время пуска, равном 0,ЗМном, и моменте инерции механизма, не превышающем 10% значения предельно допустимого значения момента инерции, допустимое количество пусков в год составляет не менее 500 при общем числе пусков за время эксплуатации, равном 10000. Двигатели с фазным ротором пускаются от полного напряжения сети, при этом в цепь ротора включается пусковой реостат. Габаритные и установочные размеры АД приведены в табл. 9.76, 9.77. Имеются модификации АД серий А4, АК4, ДА304 на напряжение 10 кВ (табл. 9.78). 9.10.3. Асинхронные двигатели типа АДО Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором типа АДО выпускаются мощностью 1250-3150 кВт (табл. 9.79) на напряжение 6000 В. Двигатели типа АДО выполнены на щитовых подшипниках скольжения. Смазка подшипников автономная; кольцевая для АД мощностью 1250 кВт и принудительная под избыточным давлением для АД большей мощности. Таблица 9.76. Габаритные, установочные, присоединительные размеры и масса двигателей серии А4
Изоляция обмотки статора — на термореактивных связующих. Обмотка ротора ко-роткозамкнутая, стержни обмотки ротора имеют профильное сечение, они впаиваются в медные короткозамкнутые кольца. Предусмотрен прямой пуск при напряжении сети не ниже 0,8 номинального. Допускаются два пуска подряд из холодного состояния или один пуск после продолжительной работы АД под нагрузкой. Последующие пуски допускаются через 3 ч. Двига- тели допускают пуск механизмов с моментом инерции до 7500 кг-м2. Основные размеры АД типа АДО приведены в табл. 9.80. 9.10.4. Асинхронные двигатели типа ВАКЗ Двигатели вертикального исполнения ВАКЗ предназначены для привода главных циркуляционных насосов АЭС. Для обеспече- Таблица 9.77. Габаритные, установочные, присоединительные размеры и масса двигателей серии ДА304
Таблица 9.78. Двигатели серий А4, АК4, ДА304 на напряжение 10 кВ
Таблица 9.79. Технические данные двигателей АДО
Таблица 9.80. Основные размеры и масса двигателей типа АДО
Рис. 9.17. Асинхронный вертикальный двигатель типа ВАКЗ ния эксплуатационных режимов электропривод с АД ВАКЗ выполнен с регулировкой частоты вращения 1:10. Технические данные двигателей ВАКЗ ВАКЗ 16-64-6 ВАКЗ 15-51-6 Мощность, кВт 3400 1600 Напряжение, кВ 6 6 Ток статора, А 374 185 Частота сети, Гц 50 50 Диапазон регулирования частоты вращения, об/мин . . . . 100-990 250-990 Напряжение на кольцах ротора, В...... 1630 780 Ток ротора, А 1280 1260 Соединение обмотки ротора . . . Д Д Момент инерции ротора с маховиком, кг-м2 1700 1400 КПД, % .... 95 94,8 Коэффициент мощности .... 0,915 0,88 Кратность максимального момента 2,6 2,4 Двигатели устанавливают в помещении с ограниченным доступом персонала. Двигатели типа ВАКЗ выполнены в подвесном исполнении с двумя направляющими подшипниками и подпятником с самовентиляцией по замкнутому циклу. Соединение валов АД типа ВАКЗ и насоса выполняется посредством эластичной муфты, не передающей осевую нагрузку от насоса к АД. Для обеспечения повышенного момента инерции в нижней части АД устанавливают маховики. Вентиляцию АД выполняют по замкнутому циклу с применением водяных трубчатых охладителей, встроенных в верхнюю и нижнюю крестовины (рис. 9.17). Система вентиляции радиальная, симметричная, с входом охлаждающего воздуха сверху и снизу АД. Циркуляция воздуха осуществляется за счет самовентилирующего действия ротора. Контактные кольца находятся вне замкнутого контура машины и охлаждаются окружающим воздухом. Подпятник и направляющие подшипники выполнены сегментными, самоустанавливающимися, с баббитовой поверхностью трения и размещены в масляных ваннах верхней грузонесущей и нижней опорной крестовин. Сегменты подпятника установлены на регулируемые по высоте винтовые опоры со сферической головкой. Смазка выполняется автономной, с постоянным объемом масла в масляных ваннах. Внутри масляных ванн циркуляция масла осуществляется за счет напорного действия радиальных отверстий во втулках подпятника и направляющего подшипника. Для охлаждения масла в ванны встроены маслоохладители из U-образных трубок, внутри которых циркулирует охлаждающая вода. Во избежание попадания масла на крышку насоса в нижней части крестовины АД предусмотрены дренажные камеры. Трехфазный токоподвод к обмотке ротора размещается в центральном отверстии вала. Каждая фаза обмотки ротора соединяется с токоподводом тремя изолированными шпильками через радиальные отверстия в валу, а с контактным кольцом — шиной через изолированные шпильки. Обмотка ротора АД типа ВАКЗ выполнена двухслойной волновой и уложена в полузакрытый паз. Лобовые части обмотки ротора бандажируют с помощью немагнитной стальной проволоки. Пуск АД осуществляется от системы асинхронно-вентильного каскада на минимальную частоту вращения при пониженном до 3 кВ напряжении на статоре. При частоте вращения 960 об/мин допускается работа АД с замкнутым накоротко ротором при максимальных моментах сопротивления насосов. Двигатели типа ВАКЗ допускают самозапуск агрегата после перерыва питания до 1,2 с при напряжении 0,6 —1,0[/ном. 9.10.5. Вертикальные асинхронные двигатели серии ВАН Двигатели серии ВАН (табл. 9.81) изготовляются в вертикальном подвесном исполнении с подпятником, расположенным в верхней крестовине, двумя направляющими подшипниками в верхней и нижней крестовинах и с фланцевым концом вала для присоединения к насосу. Вентиляция выполняется по разомкнутому циклу. Холодный воздух поступает из окружающей среды сверху через отверстия в верхней крестовине и снизу из фундаментной ямы. Напор воздуха создается вращающимся ротором и прикрепленным к остову ротора центробежными вентиляторами. Нагретый воздух выводится через круглые отверстия в корпусе статора. Пуск АД прямой от полного напряжения сети. Угонная частота вращения пу — = 1,3ином допускается длительностью не более 5 мин. В допускаемую нагрузку на подпятник входят нагрузки от силы тяжести ротора АД и колеса насоса и реакции воды. Сердечники роторов АД серии ВАН состоят из пакетов электротехнической стали, разделенных радиальными вентиляционными каналами шириной по 10 мм. В АД 14-го и частично 15-го габаритов каждый пакет собирается из штампованных цельных листов стали. В остальных АД серии пакеты сердечника ротора собираются из штампованных сегментов. Пакеты электротехнической стали стянуты в монолитный сердечник двумя нажимными стальными кольцами, закреп- Таблица 9.81. Технические данные асинхронных вертикальных электродвигателей серии ВАН 14 —17-го габаритов Синхронная частота вращения 1000 об/мин Синхронная частота вращения 750 об/мин
Синхронная частота вращения 600 об/мин
Синхронная частота вращения 500 об/мин
Синхронная частота вращения 375 об/мин
ленными на остове ротора малых машин шпонками, а больших — шпильками, пропущенными через отверстия в сегментах. Обмотка ротора одноклеточная и состоит из медных стержней колбовидного профиля, концами впаянных тугоплавким припоем в медные короткозамкнутые кольца. Вал ротора кованый с фланцем на конце. На валу внизу под ротором расположена стальная втулка нижнего направляющего подшипника, а наверху — стальная втулка подпятника. Подпятники АД серии ВАН -сегментные. В АД 14-го габарита серии ВАН в качестве направляющих подшипников применены шарикоподшипники, расположенные в специальных гнездах верхней и нижней крестовин. В АД 15-го габарита применены направляющие подшипники скольжения кольцевого типа из двух половин с рабочей поверхностью, залитой баббитом. В АД 16-го и 17-го габаритов применены сегментные направляющие подшипники. Система смазки направляющих подшипников - замкнутая без внешней циркуляции. Охлаждение масла осуществляется встроенными водяными маслоохладителями. Для охлаждения может применяться морская вода. В этом случае трубки маслоохладителей изготовляют из мельхиора, а груб-ные доски — из цветного сплава (латуни). 9.10.6. Асинхронные двигатели типов АОК2-560 и АОК2-630 Двигатели с фазным ротором типа АОК2 с высотами осей вращения 560 и 630 мм предназначены для приводов механизмов с тяжелыми условиями пуска и механизмов, требующих регулирования частоты вращения. Они рассчитаны на пуск при полном напряжении сети с включением пускового реостата в цепь ротора. Режим работы — S1. Исполнения АД: по способу монтажа — IM1001, по способу защиты от влияния окружающей среды — IP44 (наружного вентилятора — IP22); способ охлаждения - IC0151. Двигатели оборудованы встроенными нагревателями, которые включаются на время длительных остановок при температуре окружающей среды меньшей 1 °С. В обозначении АД после названия серии (АОК2 — асинхронный, обдуваемый, с контактными кольцами) последовательно указываются: высота оси вращения, мм, условная длина двигателя (Мк - меньшая L — большая), число полюсов, климатические исполнения и категория размещения. Обмотка статора АД соединена в звезду и имеет шесть выводов на четыре изолятора, размещенных в коробке выводов, которая расположена на корпусе справа, если смотреть со стороны привода. Левое расположение коробки выводов должно быть оговорено в заказе. Технические данные двигателей АОК2-560 АОК2-630 Мк-10У1 И0У1 Мощность, кВт .... 200 500 Напряжение, В .... 6000 6000 Частота тока, Гц . . . 50 50 Ток статора, А .... 26,5, 61 Коэффициент мощности 0,8 0,82 КПД, %...... 91,2 93.4 Ток ротора, А .... 250 360 Напряжение на кольцах ротора, В..... 510 865 Номинальное скольжение 0,021 0,018 Отношение максимального момента к номинальному ..... 2,2 2 Момент инерции, кг-м2 44 128 Двигатели на номинальное напряжение 3000 В выпускаются с такой же обмоткой статора, что и двигатели на 6000 В, но с удвоенным числом параллельных ветвей; соответственно в 2 раза увеличивается ток статора. Двигатели допускают крен и дифферент до 18°. Срок службы до капитального ремонта — не менее 5 лет, до списания — не менее 20 лет. 9.10.7. Асинхронные двигатели типа АКСБ 15-го габарита Двигатели типа АКСБ с фазными роторами предназначены для привода насосов буровых установок с регулируемой частотой вращения. Допустимый диапазон регулирования при М = Мном — от п = ином до п = = 0,5ином. Двигатели рассчитаны на режим работы S1. Исполнения АД типа АКСБ: по способу монтажа — IM1001, по степени защиты от влияния окружающей среды — IP23 (контактные кольца и коробка выводов — IP44); способ охлаждения — IC01. В обозначении после букв АКСБ (асинхронный, с фазным ротором, специального исполнения, буровой) указываются последовательно условный габарит (15); длина маг-нитопровода статора, см; число полюсов; напряжение, кВ; климатическое исполнение и категория размещения (УХЛ2). Техниче- Таблица 9.82. Технические данные двигателей типа АКСБ-15
ские данные АД типа АКСБ приведены в табл. 9.82. Изоляция обмотки статора масловодо-стойкая, термореактивная, класса нагрево-стойкости не ниже В. Для контроля теплового состояния обмотки и сердечника статора встроены шесть термометров сопротивлений. Средний срок службы двигателей 20 лет. Расчетный срок службы подшипников 10000 ч. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|