Глава 11 Проектирование машин постоянного тока (967525), страница 2
Текст из файла (страница 2)
(пазы овальные полузакрытые, обмотка двухслойная всыпная из круглого
эмалированного провода, напряжение до 600В)
| Высота оси ращения. | Позиция на рис. | Материал | Число слоев | Односторонняя | ||
| Толщина, мм | ||||||
| Класс нагревостойкости | ||||||
| В | F | Н | |||||
| Пленкостеклопласт | ||||||
| 80-112 | 1 2 | Изофлекс | Имидофлекс | 0,35 0,35 | 1 1 | 0,35 0,35 |
| Пленкостеклопласт | ||||||
| 132-200 | 1 2 | Изофлекс | Имидофлекс | 0,25 0,25 | 2 2 | 0,25 0,25 |
Примечание. Прокладку между катушками в лобовых частях обмотки выполняют из изофлекса.
Концы обмоток якоря впаивают в петушки коллекторных пластин. Траверса щеткодержателей крепится с помощью болтов к подшипниковому щиту со стороны коллектора. Щеткодержатели изолированы от подшипниковых щитов текстолитовыми кольцами. Аксиальную принудительную вентиляцию двигателя осуществляют со стороны привода. Воздух забирается через жалюзи, выполненные в защитной ленте со стороны коллектора, и выбрасывается через отверстия в защитной ленте со стороны привода (выходного вала). Для рационального распределения охлаждающего воздуха над активными частями машины предусмотрен диффузор.
Со стороны коллектора на валу предусмотрено балансировочное кольцо. В подшипниковых щитах со стороны привода и со стороны коллектора установлены шариковые или роликовые подшипники. Концы обмоток якоря и возбуждения выводят к болтам панели, размещенной в коробке выводов.
В конце 70-х годов было начато проектирование ив 1984 г. завершено освоение новой серии 4П двигателей постоянного тока, на базе которых создаются регулируемые электроприводы с высокими динамическими и эксплуатационными показателями для нужд станкостроения и других областей машиностроения. Двигатели серии III имеют диапазон регулирования частоты вращения 1:5 при регулировании магнитным потоком двигателя и 1:1000 при тиристор-ном регулировании напряжения в цепи якоря [5, 16].
Конструктивно эти двигатели выполнены закрытыми, со степенью защиты IР44, с полностью шихтованным магнитопроводом стартера, запрессованным в круглый чугунный или алюминиевый корпус. Способ охлаждения — IС0041 (без вентиляции) или IС0141 с поверхностным охлаждением посредством вентилятора, установленного на валу двигателя. При прямоугольном сечении пакета статора двигатели выполняют без корпуса, способ охлаждения — IС06 или IС05.
По условиям эксплуатации серия 4П выпускается для нормальных условий и для тяжелых условий эксплуатации, соответствующих их работе в механизмах экскаваторов, буровых установок, в оборудовании металлургического производства, в крановом оборудовании и др. Структура серии 4П приведена в табл. 10.7.
Закрытые и обдуваемые двигатели мощностью до 10 кВт с регулированием частоты вращения магнитным потоком составляют почти 2/3 общей потребности народного хозяйства в машинах постоянного тока.
Для повышения технологичности конструкции двигателей серии 4П и использования в их производстве технологического оборудования, созданного под серию 4А асинхронных двигателей, магнитопровод статора этих машин унифицирован с пакетом статора асинхронных машин. При такой конструкции магнитопровода статора машин серии 4П обмотка возбуждения укладывается в два паза в пределах полюсной дуги основного потока, а во всех остальных пазах равномерно располагается компенсационная обмотка. Распределение обмоток возбуждения и компенсационной обмотки в пазах магнитопровода статора позволяет обеспечить полную компенсацию реакции якоря не только в режимах номинальной нагрузки, но и при больших кратностях перегрузки по току якоря.
Распределение обмоток по пазам статора одновременно улучшает теплоотдачу обмоток, позволяет увеличить плотность тока в обмотках возбуждения, компенсационной и добавочных полюсов и довести их до уровней, установленных для статорных обмоток асинхронных машин. При применении шихтованного магнитопровода статора машин постоянного тока уменьшается магнитная несимметрия и повышается коммутационная надежность двигателей в стационарных и динамических режимах, улучшаются динамические показатели машины при питании от тиристорных преобразователей напряжения.
Таблица 11.5. Изоляция обмотки якоря машин постоянного тока (пазы открыты, обмотка из прямоугольного провода, h= 225...315 мм, напряжение 600 В)
| Часть обмотки | Позиция на рис. | Материал, марка | Толщина, мм | Число слоев | Двусторонняя толщина изоляции | |||||||
| Класс нагревостойкости | Класс нагревостойкости | по ширине | по высоте при | |||||||||
| B | F | H | B F,H | B | F,H | 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| Пазовая
| 1 | Слюдопластофолий ИФГ-Б | Синтофолий F | Синтофолий H | 0,15 0,16 | 4,5 оборота | 3,5 оборота | 1,1 | 2,2 | 2,2 | 2,2 | 2,2 |
| 2 | То же | То же | То же | 0,15 0 ,16 | 0—6 | 0,3 | 0,6 | 0,9 | ||||
| 3 | Стеклолакоткань ЛСП | 0,15 | 1 | 1 | 0,3 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | |||
| Стеклотекстолит | ||||||||||||
| 4 | СТ | СТЭФ | СТК | 0,5 | 1 | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||
| 5 | СТ | СТЭФ | СТК | 0,5 | 1 | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||
| 6 | СТ | СТЭФ | СТК | 0,5 | 1 | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||
| Допуск на укладку обмотки | 0,3 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | |||||||
| Общая толщина изоляции в пазу (без витковой, без высоты клина или без высоты бандажной канавки) | 1,7 | 4,8 | 5,1 | 5,4 | 5,7 | |||||||
| Лобовая
| 7 | Стеклослюдинитовая лента | Пленка полиамидная марки ПМ 0,05 | 0,15 | 1 вполнахлеста | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | ||
| 8 | Стеклянная лента ЛЭС | 0,1 | То же | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | |||
| Общая толщина изоляции катушки в лобовой части (без витковой) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||
Эти двигатели допускают работу без включения в цепь якоря дополнительного сглаживающего реактора. При номинальной мощности допустима пульсация тока до 15%, а при увеличении коэффициента пульсации до 45% мощность двигателя должна быть снижена на 10%.
На рис. 11.4 показана конструкция двигателя постоянного тока типа 4ПО, в которой детали и узлы максимально унифицированы с конструкциями асинхронных машин. Приняты одинаковыми внешние диаметры пакетов стали статоров и длины пакетов в обеих конструкциях. Подшипниковые щиты на стороне, противоположной коллектору, станины, коробки выводов, вентиляционные и подшипниковые узлы, используемые в конструкциях серии 4А, могут быть применены в двигателе серии 4П. Поэтому операции штамповки листов, сборки пакетов статора и ротора, запрессовки их в станину и на вал осуществляются на оборудовании, предназначенном для производства асинхронных двигателей.
Воздушный зазор в рассматриваемых конструкциях выполняется равномерным, без увеличения его под краями главных полюсов. Исполнение двигателя по степени защиты IР44 повышает надежность этих двигателей в эксплуатации. Конструкция изоляции обмоток якоря и статора двигателей серии 4П соответствует изоляции асинхронных машин серии 4А и машин постоянного тока серии 2П. Класс нагревостойкости изоляции обмоток: F — для магнитной системы и Н — для якоря.
Рис. 11.4. Машина постоянного тока серии 4П:
1 — корпус; 2 — магнитопровод статора; 3 — щит подшипниковый передний;
4 — сердечник якоря; 6 - кожух, 7 – коробка выводов; 8 — коллектор; 9 — токосъемное устройство
Таблица 11.6. Изоляция обмотки якоря двигателей постоянного тока (пазы прямоугольные, открытые, обмотки двухслойная петлевая, волновая, лягушачья разрезная с жёсткими формированными катушками из провода марки ПСД (Класс нагревостойкости F) и ПСДК (Класс нагревостойкости H), h=355…500 мм, напряжение 1000В.
| Часть обмотки | Позиция | Материал | Толщина, мм | Число слоев | Двусторонняя толщина изоляции, мм | |||||||
| Наименование, марка | Класс нагревостойкости | по ширине | по высоте | |||||||||
| Класс нагревостойкости | ||||||||||||
| F | H | F | H | F | H | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
| Пазовая
| 1 | Стеклянная лента ЛЭС | Полиимидная пленка ПМ | 0,1 | 0,05 | 1 впритык | 1 вполнахлеста | 0,02 | 0,2 | 0,4 | 0,4 | 0,8 |
| 2 | Бумага фенилоновая | — | 0,05 | 1 впритык | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,4 | |||
| 3 | Полиимидная пленка | ПМ | 0,05 | 3 вполнахлеста | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 1,2 | |||
| 4 | Бумага фенилоновая | 0,05 | 1 впритык | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | ||||
| 5 | Стеклянная лента ЛЭС | 0,1 | 1 вполнахлеста | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,8 | ||||
| 6 | Бумага фенилоновая | 0,2 | 1 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | ||||
| 7 | Стеклостекстолит | СТК | 0,5 | 1 | — | — | — | — | 0,5 | |||
| 8 | То же | СТК | 0,5 | 1 | — | — | — | — | 0,5 | |||
| 9 | « | СТК | 0,5 | 1 | — | — | — | — | 0,5 | |||
| Допуск на укладку | — | — | — | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,5 | ||||
| Общая толщина изоляции в пазу (без витковой, без высоты клина) | — | — | 2,1 | 2,1 | 2,3 | 2,3 | 5,8 | |||||
| Лобовая
| 10 | Стеклянная лента ЛЭС | Полиимидная пленка ПМ | 0,1 | 0,05 | 1 впритык | 1 вполнахлеста | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| 11 | Бумага фенилоновая | 0,5 | 1 впритык | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | ||||
| 12 | Полиимидная пленка ПМ | 0,05 | 1 вполнахлеста | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | ||||
| 13 | Бумага фенилоновая | 0,05 | 1 впритык | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | ||||
| 14 | Стеклянная лента ЛЭС | 0,1 | 1 вполнахлеста | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | ||||
| Общая толщина изоляции катушки в лобовой части (без витковой) | — | — | 1,2 | 1,2 | 1,4 | 1,4 | 1,5 | |||||
Таблица 11.7. Структура двигателей серии 4П
| Исполнение | Тип | Высота оси вращения, мм | Номинальный вращающий момент, Н-м | Способ охлаждения | Степень защиты |
| Закрытые обдуваемые с нормальным регулированием | 4ПО | 80 | 2,3 | IС0141 | IР44 |
| 3,5 | |||||
| 4,7 | |||||
| 100 | 5,6 | ||||
| 7,1 | |||||
| 9,5 | |||||
| 112 | 14 | ||||
| 19 | |||||
| 132 | 25 | ||||
| 35 | |||||
| 160 | 47 | ||||
| Закрытые с естественным охлаждением | 4ПБ | 100 | 1,2 | IР44 | |
| 1,6 | |||||
| 2,4 | |||||
| 112 | 7,1 | IС0041 | |||
| 9,5 | |||||
| 132 | 14 | ||||
| 19 | |||||
| 160 | 25 | IС0041 | |||
| 35 | |||||
| Широкорегулируемые с принудительной вентиляцией | 4ПФ | 112 | 53 | IР23 | |
| 71 | |||||
| 132 | 95 | ||||
| 118 | |||||
| 140 | |||||
| 160 | 190 | ||||
| 236 | |||||
| 280 | |||||
| 180 | |||||
| 355 | |||||
| 475 | IС05, | ||||
| 200 | 560 | ||||
| 710 | IС06 | ||||
| 225 | 850 | ||||
| 1000 | |||||
| 1250 | |||||
| 250 | 1500 | ||||
| 280 | 1700 | IС06 | |||
| 2120 | |||||
| Крупные двигатели для тяжелых условий эксплуатации | 355 | 3000 | IР23 | ||
| 3750 | |||||
| 4750 | |||||
| 450 | 6000 | ||||
| 9500 | |||||
| 15000 |
Сравнение степени использования объема двигателей постоянного тока серии 4П и асинхронных двигателей серии 4А показывает, что мощность двигателя постоянного тока унифицированной конструкции равна приблизительно 2/3 номинальной мощности «синхронного двигателя серии 4А при той же высоте оси вращения. Однако по сравнению с двигателями серии 2П достигнуто значительное снижение расхода активных материалов на единицу мощности. Например, в диапазоне мощностей от 15 кВт до 20 кВт расход обмоточной меди в двигателях новой серии на 20...30 % меньше, чем в двигателях серии 2П [5, 16].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
