Глава 1 Общие вопросы проектирования электрических машин (Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф. Проектирование электрических машин), страница 4

Первой общесоюзной серией машин постоянного тока с нормализованной шкалой номинальных мощностей и частот вращения была серия П, созданная в 1956 г.

В 1974 г. в серии 2П впервые были применены установочно-присоединительные размеры двигателей, увязанные с номинальной мощностью, в соответствии с рекомендациями Международной электротехнической комиссии (МЭК). По сравнению с серией П в двигателях серии 2П при одной и той же высоте оси вращения увеличена в 3—5 раз, а диапазон регулирования — в 1,6 раза.

Стремление удовлетворить потребность в широко регулируемых двигателях для гибких автоматизированных систем и робототехники привело к созданию в 1984 г. двигателей серии 4П. В двигателях этой серии применены компенсационная обмотка, шихтованный магнитопровод, квадратная станина, изоляция класса нагревостойкости F и форсированное охлаждение [3].

За счет улучшения конструкции, форсированного охлаждения и применения изоляционных материалов, допускающих более высокие превышения температуры, удалось в течение 50 лет снизить расход материалов в 3 раза (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Снижение массы двигателей постоянного тока:

1 —станина круглая; 2 — станина квадратная, улучшенная вентиляция;

3 — форсированное охлаждение

В серии 4П проведена унификация по деталям, сборочным единицам и в целом конструкции машин постоянного тока с асинхронными двигателями серий 4А и АИ. Это позволяет обеспечить дальнейшую кооперацию производства двигателей и снизить их себестоимость.

Многочисленные конструкции асинхронных и синхронных машин представлены в гл. 8 и 9.

1.4. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН.

Почти все электрические машины имеют вращательное движение, причем вращается одна часть машины – ротор.

Независимо от рода питания (постоянного или переменного тока) электрические машины можно разделить на явно- и неявнополюсные.

К неявнополюсным машинам относятся асинхронные машины и быстроходные синхронные машины (турбогенераторы и турбодвигатели).

Явно выраженные полюсы располагают либо на роторе (синхронные машины), либо на статоре (машины постоянного тока). В специальных случаях машины постоянного тока могут быть с вращающимися обмотками возбуждения, а синхронные машины – с неподвижными. Такие машины принято называть обращенными.

За 100 лет промышленного применения электрических машин их конструкция претерпела значительные изменения. На рис. 1.3, дана одна из первых конструкций машины постоянного тока, сконструированной З. Граммом и изготовленной фирмой «Альянс» в середине семидесятых годов ХIХ века. В этой машине на станине 1 укреплены электромагниты 2 с полюсными наконечниками 3, между которыми вращается якорь 4. Щетки скользят по коллектору 5.

Рис. 1.3. Машина постоянного тока:

а — фирма «Альянс»

На рис. 1.3, представлен общий вид машины постоянного тока серии ПН, которая выпускалась в СССР после Отечественной войны. На рис. 1.3, дана конструкция машины серии 2П, которая выпускалась в начале 70-х годов ХХ в.

Рис. 1.3. Машины постоянного тока:

б — серии ПН; в — серии 2П

Конструкция машины новой серии 4П показана на рис. 1.3, . Эта унифицированная конструкция, имеющая ряд деталей, заимствованных от серии асинхронных машин 4А, выпускается с середины 80-х годов ХХ в.

Рис. 1.3. Машина постоянного тока:

г — серии 4П

Условия, в которых работают электрические машины, классифицируют по ряду признаков (направление оси вала, чистота окружающего воздуха, его температура, влажность и т.п.), в зависимости от которых выпускают машины различных конструктивных исполнений.

При эксплуатации электрических машин возникает необходимость устанавливать их не только в горизонтальном, но и в вертикальном положениях. В зависимости от способа крепления, направления оси вала и конструкции подшипниковых узлов конструктивные исполнения машин по способу монтажа делят на девять конструктивных групп (ГОСТ 2479), каждая из которых подразделяется, в свою очередь, на несколько форм исполнения. Условное обозначение содержит буквы латинского алфавита IМ и четыре цифры. Первая цифра определяет группу конструктивного исполнения ( от 1 до 9), вторая и третья – способ монтажа и направление конца вала, четвертая – исполнение конца вала (от 0 до 8).

Структура условного обозначения конструктивного исполнения электрических машин по способу монтажа:

IM

Группы конструктивных исполнений:

1 – на лапах с подшипниковыми щитами (с пристроенным редуктором);

2 – на лапах с подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипниковом щите (или щитах);

3 – без лап, с подшипниковыми щитами, с фланцем на одном подшипниковом щите (или щитах), с цокольным фланцем;

4 – без лап с подшипниковыми щитами, с фланцем на станине;

5 - без подшипниковых щитов;

6 – на лапах с подшипниковыми щитами и стояковыми подшипниками;

7 – на лапах со стояковыми подшипниками (без щитов);

8 – с вертикальным валом, кроме групп от IМ1 до IМ4;

9 – специального исполнения по способу монтажа.

Исполнения концов вала (концом вала называется его часть, выступающая за подшипник):

0 – без конца вала;

1 – с одним цилиндрическим;

2 – с двумя цилиндрическими;

3 – с одним коническим;

4 – с двумя коническими;

5 – с одним фланцевым;

6 – с двумя фланцевыми;

7 – с фланцевым со стороны привода и цилиндрическим на противоположной стороне;

8 – все прочие исполнения концов вала.

Примеры условного обозначения форм конструктивного исполнения электрических машин приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Примеры условного обозначения форм

конструктивного исполнения электрических машин

Примечание. Под стороной вала D понимается сторона, обращенная к приводному механизму для двигателей, а для генераторов – сторона, обращенная к турбине или дизелю. При двух концах вала D – сторона вала с концом большего размера, а при равных диаметрах для машин на лапах с коробкой выводов, расположенных не сверху, - сторона, с которой коробка выводов видна справа. N – сторона вала, противоположная D.