Содержание
Предыдущий § Следующий
10.8. Единые серии машин постоянного тока
В настоящее время основными сериями машин общего назначения являются серии 2П— мощностью от 0,37 до 200 кВт и П2 — мощностью от 315 до 10 МВт. Выпускаются также серии генераторов и двигателей специального назначения: крановые, тяговые, судовые, для привода прокатных станов и т. д.
Выпускаемые двигатели должны соответствовать паспортным данным. Они проходят специальные испытания:
измерение сопротивления обмоток при постоянном токе; сопротивление не должно отличаться более чем на ±10% от номинального;
измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками;
испытание изоляции обмоток относительно корпуса и между обмоток повышенным напряжением — обычно испытательное напряжение (Уисп=2(/Ном+ + 1000 В;
испытание при повышенной частоте вращения, которая должна быть на 20% больше максимальной, указанной в паспорте, или на 20% больше номинальной, если максимальная частота вращения не указана; исключение составляют двигатели с последовательным возбуждением, испытательная частота вращения которых должка не менее чем на 50% превышать номинальную (если максимальная не указана);
проверка номинальных данных машины: частоты вращения, напряжения холостого хода и т. д.;
проверка коммутации при номинальной нагрузке и при кратковременной перегрузке по току в 1,5 раза в течение 1 мин.
Могут проводиться и дополнительные испытания, которые предусмотрены ГОСТом и специальными техническими условиями.
Единая серия 2П. Она охватывает двигатели в диапазоне мощностей 0,37... 200 кВт при высотах оси вращения 90... 315 мм. Высоты вращения, установочные и присоединительные размеры соответствуют рекомендациям МЭК.
Двигатели серии 2П являются низковольтными: номинальные напряжения
якоря ПО, 220, 340 и 440 В. Все двигатели имеют независимое возбуждение с номинальным напряжением ПО или 220 В.
Все двигатели имеют компенсационную обмотку, применение которой позволяет уменьшить габариты и получить машины с хорошей коммутацией и не склонные к возникновению кругового огня.
Станина имеет цилиндрическую форму с вырезанными окнами для выхода охлаждающего воздуха со стороны свободного конца вала и для обслуживания коллектора и щеточного аппарата — с другой стороны. Станины двигателей малых габаритов (с высотой оси вращения до 200 мм) изготовляются из стальных стандартных бесшовных труб. Станина двигателей больших габаритов — из толстолистовой стали методом вальцовки с последующей сваркой.
Подшипниковые щиты плоские, литые из чугуна, с ребрами жесткости. Для двигателей малых габаритов (с высотой оси вращения до 100 мм), они изготавливаются и из алюминиевого сплава.
Подшипники со стороны коллектора применены шариковые средней серии, упорные. Со стороны привода в двигателях больших габаритов ставятся роликовые подшипники, при малых габаритах — шариковые.
Сердечник якоря набирается из штампованных листов холоднокатаной изотропной стали толщиной 0,5 мм.
Обмотка якоря двигателей с высотой оси вращения до 200 мм — всыпная, укладывается в полузакрытые пазы. Обмотка якоря двигателей больших габаритов — катушечная, из прямоугольного провода, укладывается в открытые пазы. Изоляция провода ПЭТВ. Корпусная изоляция из композиционного материала на основе слюдопласта, типа «простынка».
Двигатели серии 2П выпускают в защищенном (1Р22) или закрытом (1Р44) исполнении.
Третья буква в обозначении марки машины (вначале пишется 2П) указывает на вид защиты и вентиляции.
Защищенные машины выполняются с самовентиляцией (буква Н) или с независимой вентиляцией от постороннего вентилятора (буква Ф).
При частоте вращения га=1500 об/мин двигатели одного габарита имеют примерно одинаковую мощность. При меньшей частоте вращения двигатели с самовентиляцией (Н) имеют меньшую мощность, чем двигатели с независимой вентиляцией (Ф), так как при малых скоростях эффективность встроенного в двигатель вентилятора уменьшается. При п>1500 об/мин мощность больше у двигателей с самовентиляцией; при га=3000 об/мин эта разница в мощностях составляет примерно 30%. Достоинством двигателей с независимой вентиляцией является то, что они допускают работу при малых скоростях без снижения вращающего момента (т. е. тока якоря и возбуждения).
Стоимость двигателя 2ПФ больше, чем двигателя 2ПН того же типоразмера (с одинаковыми высотой оси вращения и длиной), на 8%- Примерно на 8... 12% больше и масса двигателя.
Закрытые двигатели с естественным охлаждением 2ПБ имеют мощность в 1,5... 3,0 раза меньшую, чем двигатели 2ПН того же типоразмера, так как условия охлаждения обмоток в закрытых двигателях значительно хуже, чем в защищенных. Стоимость двигателей 2ПБ на 10% выше, чем у 2ПН.
Закрытые двигатели с наружным обдувом от постороннего вентилятора 2ПО имеют мощность примерно в 1,5 раза большую, чем двигатели 2ПБ одинакового типоразмера. Стоимость двигателей 2ПО на 18% выше, чем у двигателей 2ПН, масса примерно на 10% больше. При одной и той же высоте оси вращения двигатели выпускаются одного диаметра якоря и статора, но с якорями двух разных длин и, естественно, с разными мощностями.
Характер зависимости мощности двигателей от частоты вращения и высоты оси вращения показан на рис. 10.19. При одной и той же высоте оси вращения мощность пропорциональна скорости вращения, т. е. определяется вращающим моментом. Следовательно, в данной серии масса машины определяется высотой оси вращения (рис. 10.19 кривая 1). На том же рисунке (кривая 2) показана цена машины Ц, прямо зависящая от массы М. Отношение Ц/М=6,0 ... 2,5 руб/кг. Меньшие значения ЩМ соответствуют большей высоте оси вращения, т. е. большей мощности двигателя. Тем самым еще раз доказывается, что эконо-
Рис. 10.18. Зависимость массы и цены машины серии 2П от высоты оси вращения
Рис. 10.19. Зависимость номинальной мощности машины серии 2П от высоты оси вращения
мически целесообразно применять одну крупную машину вместо нескольких машин той же суммарной мощности. Стандартные величины высоты оси вращения для машин серии 2П: 90, 112, 132, 160, 180, 200, 215, 250, 280 и 315 мм. Значения мощности, массы и цены соответствующих двигателей (при длине L) показаны на графиках рис. 10.18 и 10.19 звездочками.
Серия 4П. Разработана и внедряется новая серия 4П с широким диапазоном регулирования скорости.
Магнитопровод в поперечном сечении имеет форму многогранника, что дает возможность более компактно разместить главные и добавочные полюсы и их обмотки, чем в машине с круглой станиной. Благодаря этому многогранная машина имеет мощность на 15 ... 20% большую, чем машина с круглой станиной тех же габаритов, так как при той же высоте вращения диаметр якоря больше.
Для увеличения мощности в двигателях серии 4П при заданной высоте оси вращения длина якоря больше, чем в двигателях серии 2П.
Изоляция обмоток якоря и статора имеет нагревостойкость классов Н и F.
Улучшено охлаждение, особенно статора.
Применена компенсационная обмотка и полностью расслоенный магнитопровод статора для повышения диапазона регулирования скорости путем ослабления магнитного поля и чтобы обеспечить удовлетворительную коммутацию при переходных процессах.
Все перечисленные улучшения привели к тому, что при одной и той же высоте оси вращения двигатели серии 4П имеют мощность, в 1,5... 2,0 раза большую, чем двигатели серии 2П.
Серия ПИ. В настоящее время в рамках международной организации по научно-техническому и экономическому сотрудничеству Интерэлектро разрабатывается унифицированная серия двигателей постоянного тока ПИ. В разработке двигателей этой серии участвуют НРБ, ВНР, ПНР, СРР, СССР, ЧССР и СФРЮ.
При разработке этой серии должна быть обеспечена унификация главных выходных параметров двигателей, их характеристик, установочно-присоедини-тельных размеров.
В рамках серии ПИ установлены единые требования к технико-экономическим параметрам, а также к системам защиты, индикаторных устройств и т. д Рекомендации МЭК являются обязательными.
В то же время не ставится задача создания однозначной конструкции деталей и сборочных единиц. Конкретные решения по конструкции двигателей унифицированной серии ПИ могут приниматься странами индивидуально, в зависимости от специфики их технико-экономических условий
Серия ПИ включает в себя двигатели постоянного тока с высотами оси вращения от 71 до 355 мм, с тремя длинами в габарите
Диапазон номинальных мощностей при га = 1500 об/мин от 0,25 до 250 кВт.
Двигатели четырехполюсные, с шихтованным статором Изоляция нагрево-стойкости класса F Возбуждение электромагнитное, независимое
Двигатели серии ПИ предназначены для питания от полупроводниковых преобразователей при коэффициенте пульсации тока якоря не более 15%
Диапазон регулирования частоты вращения путем ослабления поля (уменьшением тока возбуждения) у двигателей с компенсационной обмоткой — до 1 5, причем мощность сохраняется постоянной в диапазоне 1 3
У двигателей без компенсационной обмотки диапазон 1 2
Двигатели выдерживают нагрузку двукратным током в течение 15 с и скорости изменения тока якоря при переходных режимах до 200 1т„/с
Основные данные двигателей серии ПИ при /1=1500 об/мин приведены в табл 10 1
Таблица 10 1
Серия Д. Металлургические и крановые двигатели постоянного тока мощностью 2,5... 185 кВт предназначены для работы в подъемно транспортных механизмах и электроприводе металлургических агрегатов в условиях повышенной влажности, запыленности и вибрации
Двигатели мощностью 2,5 37 кВт выполняются с цилиндрической неразъемной станиной При мощности 55 кВт и выше станина делается граненой разъемной, что позволяет извлекать для ремонта якорь, не снимая двигателя с механизма, в который он встроен Это ускоряет и удешевляет ремонт
Двигатели серии Д изготавливаются на напряжения 220 и 440 В, они четырехполюсные, изоляция нагревостойкости класса Н
Компенсационной обмотки двигатели не имеют.
Основные данные двигателей серии Д приведены в табл. 10 2
Серия П2. Двигатели этой серии имеют мощность от 315 до 10 000 кВт. Они выполняются закрытыми с принудительной вентиляцией Эта серия менее распространена, наряду с ней выпускаются в большом количестве специализированные машины большой мощности
Двигатели для приводов прокатных станов. Выпускаются специальные двигатели мощностью до 10 000 кВт в одноякорном исполнении и до 16 000 кВт — в двухъякорном Это закрытые машины с принудительной вентиляцией, напряжение на якоре — 600 и 930 В, возбуждение независимое
Балансирные машины (МПБ) Предназначены для испытания других электрических машин, для них характерен широкий диапазон изменения скорости Они работают в качестве тормозного генератора или приводного двигателя Имеют тахогенератор и устройство для измерения момента
|
Таблица 10.2 |
||||||
|
Двига- |
Мощ- |
Частота |
Максимальная частота |
Масса, |
а |
|
|
тель |
ность, кВт |
Ток. А |
вращения, об/мин |
вращения, об/мин |
кг |
Р в нон» *» кгУкВт |
|
Тихоходные |
||||||
|
Д12 |
2,5 |
14,6 |
1140 |
3600 |
130 |
16,5 |
|
Д21 |
4,5 |
26 |
1000 |
3600 |
200 |
12,3 |
|
Д22 |
6,0 |
33 |
1070 |
3600 |
225 |
11,2 |
|
Д31 |
8,0 |
44 |
820 |
3600 |
310 |
8,82 |
|
Д32 |
12,0 |
65 |
740 |
3300 |
365 |
6,83 |
|
Д41 |
16,0 |
86 |
670 |
3000 |
540 |
7,5 |
|
Д806 |
22,0 |
116 |
635 |
2600 |
635 |
7,05 |
|
Д808 |
37,0 |
192 |
565 |
2300 |
885 |
5,9 |
|
Д810 |
55,0 |
280 |
540 |
2200 |
1250 |
5,6 |
|
Д812 |
75,0 |
380 |
500 |
1900 |
1770 |
6,2 |
|
Д814 |
ПО |
550 |
490 |
1700 |
2240 |
5,87 |
|
Д816 |
150 |
740 |
470 |
1600 |
2800 |
5,6 |
|
Д818 |
185 |
920 |
440 |
1500 |
3745 |
5,96 |
|
Быстроходные |
||||||
|
Д21 |
5,5 |
31 |
1400 |
3600 |
200 |
14,1 |
|
Д22 |
8,0 |
43,5 |
1450 |
3600 |
225 |
11,3 |
|
Д31 |
12,0 |
64 |
1310 |
3600 |
310 |
11,0 |
|
Д32 |
18,0 |
94 |
1140 |
3300 |
365 |
7,0 |
|
Д41 |
24,0 |
124 |
1060 |
3000 |
540 |
7,9 |
|
Д806 |
32,0 |
165 |
980 |
2600 |
635 |
7,5 |
|
Д808 |
47,0 |
240 |
770 |
2300 |
885 |
6,3 |
 |
|
|
|