13
Основные серии двигателей, выпускаемых отечественной промышленностью, и их характеристики Электродвигатели выпускаются сериями, а для массового применения едиными сериями. Для единых серий характерен высокий уровень унификации деталей и узлов, максимальная взаимозаменяемость. Для этого используют одни и те же штампы. Например, для того, чтобы пластины роторов и статоров использовались в машинах разной мощности, наращивание мощности достигается изменением длины пакетов пластин. Выпускаются специальные серии крановые, металлургические, судовые, тяговые и т.д. В основу разделения на тип и размер положен параметр высота оси вращения h. h=50¸355 мм Каждая h выпускается двух типов размеров с разной длиной пакета S и M, L и М, S и L. Синхронные частоты вращения n0 = 3000, 1500, 1000, 750, 500 об/мин. Изготавливаются в двух исполнениях: 1. Закрытое обдуваемое, 2. Защищенное с внутренней самовентиляцией IP23. h = 50¸132 мм изоляция класса В, h = 160¸355 мм изоляция класс F. Двигатели серии 4А. Двигатели серии 4А предназначены для широкого применения, в нефтяной промышленности они применяются на станках качалках. Двигатели серии 4А имеют ряд модификаций: 1. 4АС с повышенным скольжением. 2. 4АР с повышенным пусковым моментом, двойной беличьей клеткой. Применяются для привода ленточных транспортеров. 3. 4АК с фазным ротором. 4. 4АВ встраиваемые. 5. Многоскоростные на 2,3 и 4 частоты вращения. 6. На частоту 60 Гц (экспортные). 7. Малошумные (имеют большой скос пазов). 8. Со встроенной температурной защитой (в лобовой части терморезистор). 9. Со встроенным ЭМТ. Условия применения серии следующие: 1. Окружающая среда не взрывоопасна. 2. Нет токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров. Технические характеристики асинхронных электродвигателей серии RA Двигатели серии АИР Двигатели серии АИР разрабатывались в рамках программы «Интерэлектро». Двигатели серии АИР выпускаются с высотой оси вращения h = 45¸355 мм, Рн = 0,025¸315 кВт, Uн = 220/380 В или 380/660 В. Исполнение: Закрытое обдуваемое для всех h или защищенное с внутренней вентиляцией при h = 160¸355 мм (IP23). Отличия двигателей серии АИР от серии 4А: 1. Применяются высокопрочные алюминиевые сплавы, пластмассы и более современная система вентиляции. 2. Применяются подшипники с улучшенной характеристикой виброустойчивости. 3. По сравнению с двигателями серии 4А снижена температура на 10 – 12 оС, что обеспечило в тех же габаритах увеличение мощности электродвигателя. Асинхронные электродвигатели серии АИР Технические характеристики асинхронных электродвигателей серии АИР Высоковольтные асинхронные двигатели, с короткозамкнутым ротором Двигатели серии АН2 применяются для привода насосов и вентиляторов. Выполняются мощностью Рн от 500 до 2000 кВт, n0 = 1000, 750, 600, 500, 375 об/мин, Uн = 6000 В. Изготавливаются только с горизонтальным положением вала на двух щитовых подшипниках качения. Исполнение защищенное (IP23). Корпус статора и подшипниковые щиты сварные из листовой стали. Класс изоляции В. Имеют двойную беличью клетку: пусковую и рабочую. Пусковая (верхняя) – из латуни, Рабочая (нижняя) – из медных стержней. АД: серии 4АН32.

Основные серии двигателей, расчет

  • Upload
    serge-k

  • View
    970

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Основные серии двигателей, расчет

Основные серии двигателей,выпускаемых отечественнойпромышленностью, и их характеристики

Электродвигатели выпускаются сериями, а длямассового применения – едиными сериями. Для единыхсерий характерен высокий уровень унификации деталей иузлов, максимальная взаимозаменяемость. Для этогоиспользуют одни и те же штампы. Например, для того,

чтобы пластины роторов и статоров использовались в машинах разноймощности, наращивание мощности достигается изменением длиныпакетов пластин. Выпускаются специальные серии – крановые,металлургические, судовые, тяговые и т.д.В основу разделения на тип и размер положен параметр – высота осивращения h.h=50¸355 ммКаждая h выпускается двух типов размеров с разной длиной пакета S иM, L и М, S и L.Синхронные частоты вращения n0 = 3000, 1500, 1000, 750, 500 об/мин.Изготавливаются в двух исполнениях:1. Закрытое обдуваемое, 2. Защищенное с внутренней самовентиляцией IP23. h = 50¸132 ммизоляция класса В,h = 160¸355 мм изоляция класс F.Двигатели серии 4А.Двигатели серии 4А предназначены для широкого применения, в нефтянойпромышленности они применяются на станках качалках.Двигатели серии 4А имеют ряд модификаций:1. 4АС – с повышенным скольжением.2. 4АР – с повышенным пусковым моментом, двойной беличьей клеткой.Применяются для привода ленточных транспортеров.3. 4АК – с фазным ротором.4. 4АВ – встраиваемые.5. Многоскоростные на 2,3 и 4 частоты вращения.6. На частоту 60 Гц (экспортные).7. Малошумные (имеют большой скос пазов).8. Со встроенной температурной защитой (в лобовой частитерморезистор).9. Со встроенным ЭМТ.Условия применения серии следующие:1. Окружающая среда не взрывоопасна.2. Нет токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров.Технические характеристики асинхронных электродвигателей серии RAДвигатели серии АИРДвигатели серии АИР разрабатывались в рамках программы«Интерэлектро».Двигатели серии АИР выпускаются с высотой оси вращения h = 45¸355мм, Рн = 0,025¸315 кВт, Uн = 220/380 В или 380/660 В.Исполнение: Закрытое обдуваемое для всех h или защищенное свнутренней вентиляцией при h = 160¸355 мм (IP23).Отличия двигателей серии АИР от серии 4А:1. Применяются высокопрочные алюминиевые сплавы, пластмассы иболее современная система вентиляции.2. Применяются подшипники с улучшенной характеристикойвиброустойчивости.3. По сравнению с двигателями серии 4А снижена температура на 10 – 12оС, что обеспечило в тех же габаритах увеличение мощностиэлектродвигателя.Асинхронные электродвигатели серии АИРТехнические характеристики асинхронных электродвигателей серии АИРВысоковольтные асинхронные двигатели, с короткозамкнутымроторомДвигатели серии АН2 применяются для привода насосов и вентиляторов.Выполняются мощностью Рн от 500 до 2000 кВт, n0 = 1000, 750, 600, 500,375 об/мин, Uн = 6000 В. Изготавливаются только с горизонтальнымположением вала на двух щитовых подшипниках качения. Исполнениезащищенное (IP23).Корпус статора и подшипниковые щиты сварные из листовой стали. Классизоляции В. Имеют двойную беличью клетку: пусковую и рабочую.Пусковая (верхняя) – из латуни, Рабочая (нижняя) – из медных стержней.АД: серии 4АН32.

Page 2: Основные серии двигателей, расчет

Это двигатель на 6000 В. Имеет закрытое исполнение с принудительнойвентиляцией от постороннего вентилятора. Рн = 500 – 2000 кВт. АД: серии4АТД. Рн = 1000 – 5000 кВт. Uн = 6000 В / 10000 В. Тепловое состояниеэтих двигателей контролируется термосопротивлениями,вмонтированными в лобовые части. При перегреве двигателя даетсясигнал на его отключение.Машины постоянного тока серии 2ПЭто машины общепромышленного применения. В основу типизацииположена высота оси вращения h = 90 – 315 мм, nн = 750 – 4000 об/мин.Предусмотрено 11 габаритов. Каждый габарит может иметь две длинны:среднею (М) и длинную (L).Существуют четыре исполнения по способу защиты и охлаждения:1. Защищенное исполнение с самовентиляцией: 2ПИ.2. Защищенное исполнение с независимой вентиляцией от постороннеговентилятора: 2ПФ.3. Закрытое исполнение с естественным охлаждением: 2ПБ.4. Закрытое исполнение с обдувом от постороннего вентилятора: 2ПО.Двигатели имеют независимое возбуждение: 110 или 220 В. Напряжениеякоря: Uя = 110, 220, 340, 440 В.Генераторы выпускаются только защищенного исполнения. Они могутиметь независимое, параллельное или смешанное возбуждение.Независимое возбуждение может быть 110 или 220 В. Uя генератора =115, 230, 460 В.Генератор обеспечивает регулирование напряжения якоря:1. от 0 до Uн – при независимом возбуждении.2. от 0,5 Uн до Uн – при параллельном возбуждении.3. от 0,8 Uн до Uн – при смешанном возбуждении.При h = 90 – 200 мм класс изоляции В, а выше класс изоляции F.Крановая и металлургическая серия асинхронных двигателейМарки: 4MTF (с фазным ротором), 4 MTKF (с короткозамкнутымротором).Это двигатели повторно-кратковременного режима работы. Применяютсяна кранах с тяжелыми условиями работы. Основной режим работы ПВ40%.Отличия от серии 4А:1. Короткозамкнутый ротор выполнен из материала с повышеннымактивным сопротивлением (АМГ-сплав).2. Имеет повышенный пусковой момент Мп/Мн = 3¸3,5.3. Имеет повышенную перегрузочную способность Мкр/Мн = 3,3¸3,54. Имеет повышенную механическую прочность.5. Двигатели рассчитаны на частые пуски и реверсы, в том числе и наторможение противовключением.6. Большой воздушный зазор по сравнению с двигателями других серий.7. Двигатели обладают худшими энергетическими показателями cos j и hпо сравнению с двигателями общепромышленной серии.8. Двигатели имеют большую длину по сравнению с другими двигателями.Двигатели имеют как правило закрытое обдуваемое исполнение. Станинаи подшипниковые щиты чугунные. Для кранов металлургическогопроизводства используется модификация этих двигателей МТН, МТКН. Ихособенность заключается в том, что они могут быть выполнены на нестандартное напряжение 500 В. Для кранов с регулируемымэлектроприводом от ПЧ выпускаются двигатели серии: МАП 521 – 50 кВт,МАП 422 – 10 кВт.Крановая серия двигателей постоянного тока, серия Д.Двигатели серии Д могут иметь последовательное, смешанное,параллельное возбуждение.Особенности этих двигателей:1. Допускается регулирование от статических ТП без применениясглаживающих реакторов.2. Двигатели имеют шихтованные сердечники. Это выполняется с цельюулучшения коммутации.3. Двигатели предназначены для работы при высоких частотах включения(до 1000 в час).4. Двигатели выпускаются в двух вариантах: - тихоходный вариант, причастоте пусков до 1000 в час. - быстроходный вариант до 150 пусков вчас.5. Для всех обмоток применена изоляция класса Н.6. Основным номинальным режимом является кратковременный (60 мин.).Равноправным режимом является ПВ 40%.7. Параллельная обмотка рассчитана на ПВ 100% и состоит из двух групп,которые могут быть включены на 140 В (параллельно) и 220 В(последовательно).

Page 3: Основные серии двигателей, расчет

(последовательно).8. При Uя = 440В в цепь обмотки возбуждения включается резистор.9. Двигатели допускают повышение частоты вращения за счет повышенияUя.10. Допускается регулирование частоты вращения за счет ослаблениямагнитного потока, однако максимальное значение n ограничивается.11. Все двигатели имеют по четыре основных и четыре добавочныхполюса.

Page 4: Основные серии двигателей, расчет

Обозначения, применяемые примаркировке асинхронныхэлектродвигателей и их расшифровка

В двигателях серий А, АО, А2, АО2 и A3 буква А означаетбрызгозащищенное исполнение, АО — закрытое обдуваемое, перваяцифра после букв — номер серии. Число после первого дефисахарактеризует типоразмер; первая цифра в нем указывеет габарит(условный номер наружного диаметра сердечника статора), вторая —условный номер длины. Цифра после второго дефиса соответствуетчислу полюсов. Например, АО2-62-4 — асинхронный трехфазныйэлектродвигатель в закрытом обдуваемом исполнении, второй единойсерии, шестого габарита, второй длины, четырехполюсный.Электродвигатели 1—5-го габаритов во второй серии выпускают только взакрытом обдуваемом исполнении, что повышает их надежность: срокслужбы закрытой машины малой мощности увеличивается в 1,5—2 разапо сравнению с защищенной.Двигатели единых серий А, АО и А2, АО2 основного исполнения имеюткороткозамкнутый ротор с литой алюминиевой обмоткой. На их базе былсоздан ряд модификаций двигателей. При обозначении модификаций кбуквенной части добавляется буква для электродвигателей: сповышенным пусковым моментом — П (например, АОП2-62-4); сповышенным скольжением—С, для текстильной промышленности — Т, сфазным ротором — К.Асинхронные двигатели с повышенным пусковым моментомпредназначены для привода механизмов с большими нагрузками в периодпуска. Двигатели с повышенным скольжением применяются длямеханизмов с неравномерным ударным характером нагрузки и механизмовс большой частотой пусков и реверсов.Для двигателей общего назначения с алюминиевой обмоткой статора в конце обозначения добавляется буква А (например, АО2-42-4А). Вдвигателях на несколько частот вращения в цифры, характеризующиечисла полюсов, вносят все их значения, разделенные косыми линиями:например АО-94-12/8/6/4 — трехфазный асинхронный двигатель серии АО9 габарита, 4-й длины на 12, 8, 6 и 4 полюсов.Буква Л (например, АОЛ2-21-6) обозначает, что корпус и щиты отлиты изалюминиевого сплава.Обозначение типоразмера двигателя серии 4А, например 4АН280М2УЗ,расшифровывается следующим образом: 4 — порядковый номер серии,А — вид двигателя (асинхронный), Н — защищенный (отсутствие данногознака означает закрытое обдуваемое исполнение), 280 — высота осивращения (три или две цифры), мм, S, М или L - установочный размер подлине станины, 2 (или 4, 6, 8, 10, 12) — число полюсов, УЗ —климатическое исполнение (У) и кате азмещения (3).После первой буквы А может стоять вторая А (например, 4АА63), котораяозначает, что станина и щиты выполнены из алюминиевого сплава, илиX—станина алюминиевая, щиты чугунные; отсутствие этих знаковсвидетельствует о том, что станина и щиты чугунные или стальные.В обозначении двигателей с фазным ротором ставится буква К, например4АНК.При одних и тех же размерах станины сердечник статора может иметьразные длины. В этом случае в обозначении типоразмера после букв S,M, JL и непосредственно после высоты вращения, если эти буквыотсутствуют, ставятся знаки А (меньшая длина сердечника) или В (большая длина), например 4А90LА8, 4A90LB8, 4А71А6, 4А71В6.Климатические исполнения двигателей обозначаются следующимибуквами:У — для умеренного климата, ХЛ — для холодного климата, ТВ — длявлажного тропического климата, ТС — для тропического сухого климата, Т— для тропического как сухого, так и влажного климата, О — для всехрайонов на суше (общеклиматическое исполнение), М — для морскогоумеренного холодного климата, ТМ — для тропического морскогоклимата, . ОМ — для неограниченного района плавания, В — для всехрайонов на суше и море.Категории размещения обозначаются цифрами: 1 — для работы наоткрытом воздухе, 2 — для помещений со сравнительно свободнымдоступом воздуха, 3 — для закрытых помещений, где колебаниятемпературы, влажности, а также воздействие песка и пыли существенноменьше, чем на открытом воздухе, 4 — для помещений с искусственнорегулируемыми климатическими условиями (например, закрытыеотапливаемые и вентилируемые производственные помещения), 5 — для

Page 5: Основные серии двигателей, расчет

отапливаемые и вентилируемые производственные помещения), 5 — дляработы в помещениях с повышенной влажностью (например,невентилируемые и неотапливаемые подземные помещения, помещения,в которых возможно длительное наличие воды или частая конденсациявлаги на стенах и потолке).ГОСТ 17494—72 на электрические машины устанавливают степенизащиты персонала от соприкосновения с токопроводящими илидвижущимися частями, находящимися внутри машины и, кроме того, отпопадания твердых посторонних тел и воды.Электродвигатели общего применения в основном изготовляют двухстепеней защиты: 1Р23 (или IP22 для двигателей постоянного тока) иIP44: первая из них характеризует машины в защищенном исполнении,вторая — в закрытом.Буквенно-цифровое обозначение степени защиты состоит из латинскихбукв IP и двух цифр. Первая из этих цифр характеризуй степень защитыперсонала от соприкосновения с токопроводящими и вращающимисячастями, находящимися внутри машины, а также степень защиты самоймашины от попадания в нее твердых посторонних тел; вторая цифра — отпроникновения воды внутрь машины.В обозначении IР23 первая цифра 2 указывает, что в машине обеспеченазащита от возможного соприкосновения пальцев человека стокопроводящими и движущимися частями и попадания внутрь твердыхпосторонних тел диаметром не менее 12,5 мм. Цифра 3 указывает наобеспечение защиты от дождя, падающего на машину под углом не более60° к вертикали, а в обозначении IP22 вторая цифра — от капель воды,падающих под углом не более 15° к вертикали.В обозначении IP44 первая цифра 4 указывает на обеспечение защиты отсоприкосновения инструмента, проволоки и других подобных предметовтолщиной более 1 мм с токопроводящими частями внутри машины, атакже от попадания внутрь предметов размерами не менее 1 мм. Втораяцифра 4 обозначает защиту от водяных брызг любого направления.

Page 6: Основные серии двигателей, расчет

Где применяются и как устроеныуниверсальные коллекторные двигатели

Назначение коллекторных электродвигателейУниверсальные коллекторные двигатели применяются впромышленных и бытовых электроустановках(электрифицированный инструмент, вентиляторы,холодильники, соковыжималки, мясорубки, пылесосы и др.).Они рассчитаны для работы как от сети постоянного тока(110 и 220 В), таи и от сети переменного тока частотой 50 Гц(127 и 220 В). Эти двигатели имеют большой пусковой момент исравнительно малые размеры.Устройство коллекторных электродвигателейПо своему устройству универсальные коллекторные двигателипринципиально не отличаются от двухполюсных двигателей постоянноготока с последовательным возбуждением.

В универсальных коллекторных двигателях не толькоякорь набирается из листовой электротехническойстали, но и неподвижная часть магнитопровода(полюса и ярмо).Обмотка возбуждения этих двигателей включается с

обеих сторон якоря. Такое включение (симметрирование) обмоткипозволяет уменьшить радиопомехи, .создаваемые двигателем.Вращающий момент создается за счет взаимодействия тока в обмоткеякоря (ротора) с магнитным потоком возбуждения.Технические характеристики коллекторных электродвигателей

Эти двигатели выпускаются на сравнительно небольшиемощности - от 5 до 600 Вт (для электроинструмента - до800 Вт) на частоты вращения 2770 - 8000 об/мин.Пусковые токи таких двигателей невелики, поэтому их всеть включают непосредственно без пусковых

сопротивлений. Универсальные коллекторные двигатели имеют минимумчетыре вывода: два для подключения к сети переменного тока и два дляподключения к сети постоянного тока.К. п. д. универсального двигателя на переменном токе ниже, чем напостоянном. Это вызвано повышенными магнитными и электрическимипотерями. Величина тока, потребляемого универсальным двигателем приработе на переменном токе, больше, чем при работе этого же двигателяна постоянном токе, так как переменный ток помимо активнойсоставляющей имеет еще и реактивную составляющую.Регулирование частоты вращения коллекторныхэлектродвигателейЧастоту вращения таких двигателей регулируют,изменяя подводимое от сети напряжение, например,автотрансформатором, а у двигателей небольшоймощности - реостатом. Однофазный коллекторныйдвигатель нельзя пускать в ход при малой нагрузке, потому что он можетпойти "вразнос".

Page 7: Основные серии двигателей, расчет

Как расшифровываются буквенные ицифровые обозначения асинхронныхэлектродвигателей серии 4А?

Буквы и цифры, обозначающие марку двигателя, расшифровываютсяследующим образом:начальная цифра указывает порядковый номер серии — 4; следующая зацифрой буква (А) указывает род двигателя — асинхронный;вторая буква — исполнение двигателя по способу защиты от окружающейсреды (Н — защищенный IP23, для закрытых двигателей буква непроставляется);третья буква — исполнение двигателя по материалу станины и щитов (А— станина и щиты алюминиевые; X — станина алюминиевая, щиты —чугунные; отсутствие буквы означает, что станина и щиты чугунные илистальные);три или две последующие цифры — высоту оси вращения в мм от 50 до365;последующие буквы — установочные размеры по длине станины (S —короткая, М — средняя, L — длинная).В двигателях с одинаковыми длинами станины, но с разными длинамисердечников статора применены дополнительные обозначениясердечников: А — короткие, В — длинные.Последующие цифры — 2, 4, 6, 8, 10, 12 — число полюсов;конечные буквы и цифры указывают на климатическое исполнение икатегорию размещения.Так, марка 4АН180М2УЗ обозначает, что это трехфазный асинхронныйкороткозамкнутый двигатель четвертой серии, защищенного исполнения,со станиной и щитами из чугуна, с высотой оси вращения 180 мм, сустановочным размером по длине станины М, двухполюсный,климатического исполнения У, категории 3.

Page 8: Основные серии двигателей, расчет

Как выбрать тип электродвигателя

Требования к электродвигателю при выбореЭлектродвигатель должен наиболее полно отвечатьтехнико-экономическим требованиям, т. е.отличаться простотой конструкции, надежностью вэксплуатации, наименьшей стоимостью, небольшимигабаритами и массой, обеспечивать простоеуправление, удовлетворять особенноститехнологического процесса и иметь высокие энергетические показателипри различных режимах работы.Выбор электродвигателей для нерегулируемых приводов малойи средней мощности

В нерегулируемых приводах малой и среднеймощности используют в большинстве случаевтрехфазные асинхронные двигатели скороткозамкнутым ротором, конструктивноеисполнение которого согласуют с необходимымипусковыми условиями производственного агрегата.Если эти двигатели не могут обеспечить условия

пуска, применяют трехфазные асинхронные двигатели с фазнымротором, благодаря которому можно не только получить увеличенныйначальный пусковой момент, но и добиться его снижения до заданногозначения.Выбор электродвигателей для нерегулируемых приводовбольшой мощностиВ установках средней и большой мощности в тех жеодноскоростных тихоходных приводах приотносительно редких пусках целесообразноиспользовать трехфазные синхронныедвигатели, отличающиеся от аналогичныхтрехфазных асинхронных машин не только болеевысоким к. п. д., но и допускающие регулирование коэффициентамощности с целью компенсации реактивной мощности всей установки.Выбор электродвигателя по номинальной частоте вращения

При выборе номинальной частоты вращениядвигателя следует исходить из того, что при всехпрочих равных условиях двигатели повышеннойбыстроходности имеют меньшие габариты, массу,стоимость и отличаются более высокимиэнергетическими показателями, чем аналогичныеим тихоходные. Однако слишком высокаябыстроходность вынуждает вводить сложное

передаточное устройство между валами двигателя и рабочей машины, врезультате чего преимущества быстроходного двигателя могут свестисьна нет.Окончательный вариант привода рабочей машины с малогабаритнымбыстроходным двигателем и достаточно сложным передаточнымустройством или с тихоходным двигателем, отличающимся повышеннымигабаритами, соединенным с рабочей машиной муфтой, выбирают врезультате технико-экономического расчета и сопоставлений обоихвариантов с учетом удобства монтажа, ухода и эксплуатациипроизводственного агрегата.Выбор электродвигателей для установок с необходимостьюрегулирования частоты вращенияВ случае необходимости регулирования частоты вращения механизма вшироком диапазоне могут использоваться двигатели постоянного тока,сервоприводы и асинхронные электродвигатели с короткозамкнутымротором, работающие в комплекте с частотными преобразователями.Электродвигатели постоянного тока применяют втех приводах, где требуется большой диапазонрегулирования скорости, большая точностьподдержания скорости вращения привода,регулирования скорости вверх от номинальной.Сейчас, электроприводы с двигателями постоянноготока постепенно вытесняются асинхронными частотно-регулируемымиэлектроприводами. Преобразователи частоты позволяют широкоприменять регулируемые асинхронные электроприводы там, гдераньше применялись нерегулируемые электроприводы или регулируемыеэлектроприводы постоянного тока.Регулируемые привода с асинхронными двигателями позволяют снизить

Page 9: Основные серии двигателей, расчет

эксплуатационные затраты, повысить перегрузочную способность,надежность и снизить требования к среде эксплуатации.

Сервопривод - это система привода, которая вшироком диапазоне регулирования скоростиобеспечивает динамичные, высокоточные процессы иобеспечивает хорошую их повторяемость. Этосистема, предназначенная для отработки момента,скорости и позиции с заданной точностью и динамикой.Классический сервопривод состоит из двигателя,

датчика позиции и системы управления, имеющей три контурарегулирования (по позиции, скорости и тока).В настоящее время, сервоприводы применяются там, гденедостаточно точности регулирования обычных общепромышленныхпреобразователей частоты. Применение высококачественныхсервоприводов необходимо в высокопроизводительном оборудовании,где главным критерием является производительность.Выбор конструкции электродвигателяКонструкцию двигателя выбирают, исходя из условийокружающей среды с учетом особенностейсоединения двигателя с рабочей машиной. Основноевнимание при этом уделяют защите обмоток итокопроводящих частей двигателя от вредныхвоздействий окружающей среды в связи с наличиемпыли, влаги, едких паров, высокой температуры, атакже взрывоопасных смесей, когда необходимо предусматриватьсоответствующие меры защиты самой среды от взрыва,обусловливаемого искрообразованием в машине. Предприятия-изготовители выпускают открытые, защищенные и закрытые двигатели.Выбор формы исполнения электродвигателяФорма исполнения двигателя определяется положением вала и формойего свободного конца, числом и родом подшипников, способом установкии крепления машины и т. п. В большинстве случаев применяют двигателис горизонтальным валом, лежащим в двух подшипниках, укрепленных вщитах двигателя, и лапами для его крепления, иногда используютфланцевые двигатели, у которых на одном из щитов имеется фланец длякрепления к рабочей машине, а также встраиваемые двигатели, которыенепосредственно встраивают в рабочую машину, образуя с ней единыйпроизводственный агрегат.

Page 10: Основные серии двигателей, расчет

Универсальные коллекторные двигатели

Универсальные коллекторные двигатели - этоэлектродвигатели малой мощностипоследовательного возбуждения ссекционированной обмоткой возбуждения,благодаря чему они могут работать как напостоянном, так и на переменном стандартных

напряжениях примерно с одинаковыми свойствами и характеристиками.Такие электродвигатели используют для привода маломощныхбыстроходных устройств и многих бытовых приборов. Они допускаютпростое, широкое и плавное регулирование скорости.По своему устройству эти двигатели отличаются от двигателейпостоянного тока общего применения конструкцией статора, магнитнуюсистему которого собирают из топких изолированных друг от друга листовэлектротехнической стали с выступающими полюсами, на которыхразмещают по две секции обмотки возбуждения. Эти секции соединяютпоследовательно с якорем и располагают по обе стороны от его выводов,что снижает радиопомехи от ценообразования на коллекторе подщетками, которое при питании двигателя от сети переменного напряженияособенно усиливается из-за существенного ухудшения условийкоммутации. В зависимости от конструкции двигателя обмотка возбуждения можетбыть соединена с якорем внутри машины или может иметьсамостоятельные наружные зажимы, что удобнее для изменениянаправления вращения якоря путем перемены мест проводов,подходящих к его зажимам или к зажимам обмотки возбуждения. Якорьуниверсальных двигателей устроен так же, как и якорь машин постоянноготока, а обмотка его присоединена к коллекторным пластинам, к которымприжаты щетки.Пуск этих двигателей выполняют непосредственным включением в сетьпостоянного или переменного напряжения, которое соответствуетноминальному напряжению, указанному в ее табличке.Скорость якоря универсального коллекторного двигателяпоследовательного возбуждения прямо пропорциональна напряжению наего зажимах и обратно пропорциональна амплитуде магнитного потока,зависящей от нагрузки на валу электродвигателя.Механические характеристики у таких электродвигателей отличаются взависимости от того на каком напряжении (переменном или постоянном)работает электродвигатель, так как при питании от сети постоянногонапряжения присутствует только падение напряжения, созданноесопротивлениями обмоток возбуждения и якоря постоянному току, в товремя как при присоединении к сети переменного напряжения возникаетеще значительное индуктивное падение напряжения на обмоткахвозбуждения и якоря. Кроме этого, при переменном токе при малойскорости якоря имеет место значительный сдвиг фаз между напряжениеми током, что резко снижает момент на валу двигателя.Для получения примерно одинаковых механических характеристик напеременном и постоянном токе включают секционированную обмоткувозбуждения двигателя на постоянный ток полностью, а при включении напеременный ток - частично, для чего двигатель присоединяют ксоответствующей сети зажимами с обозначениями "+" и " - " или зажимамис обозначениями "~".При номинальных режимах, отвечающих питанию от сети постоянного ипеременного напряжений, номинальная скорость якоря одинакова. Однакопри перегрузке двигателя, присоединенного к сети переменногонапряжения, скорость якоря уменьшается сильнее, а при разгрузкевозрастает быстрее, чем при работе его от сети постоянного напряжения.При холостом ходе скорость якоря может превысить номинальную в 2,5 -4 раза и выше, а это не допустимо из-за значительных центробежных сил,которые могут разрушить якорь. По этой причине режим холостого ходадопустим только для двигателей малой номинальной мощности сотносительно большими механическими потерями, ограничивающимискорость якоря. Двигатели с незначительными механическими потерямивсегда должны нести нагрузку не менее 25% номинальной.Регулирование скорости якоря осуществляют изменением напряжения назажимах машины, а также шунтированием обмотки возбуждения илиобмотки якоря резистором. Из этих способов полюсное регулирование,осуществляемое параллельным включением обмотки возбуждениярегулируемого резистора, является наиболее экономичным.Основным преимуществом универсальных коллекторных двигателей по

Page 11: Основные серии двигателей, расчет

Основным преимуществом универсальных коллекторных двигателей посравнению с асинхронными и синхронными двигателями является то, чтоони развивают значительный начальный пусковой момент благодаряпоследовательной обмотке возбуждения и позволяют без примененияповышающего редуктора получить скорость якоря значительно вышесинхронной.Быстроходность универсальных коллекторных двигателей ограничивает ихразмеры и массу.Номинальный к. п. д. этих машин зависит от их номинальной мощности,быстроходности и рода тока. Так, у двигателей номинальной мощностьюот 5 до 100 Вт он составляет от 0,25 до 0,55, а в машинах номинальноймощностью до 600 Вт его значение доходит до 0,70 и выше, причемработа двигателей на переменном токе всегда сопровождаетсяпониженным к. п. д., что вызвано повышенными магнитными иэлектрическими потерями. Номинальный коэффициент мощности этихдвигателей составляет 0,70 - 0,90.

Page 12: Основные серии двигателей, расчет

ÅïñîððçÃéð

ó

ó

ó

ó

ó

TKN TKmaxò

TKN

TN St÷

TKN >= TN * St øï÷

TN [Nm] = 9550*PKN / n øî÷

PKN �

n óï

TKmaxTS ó

TN ó

TKmax S*SZ*St + TN*St øí÷

TS = TAS*MA*SA øì÷

TS = TLS*ML*SLôøë÷

MA

M = JL /(JA + JL) øê÷

ML

ML = JA /(JA + JL) øé÷

JAJL

St, SZ , S SL

ó

ó

ó

ó

ø×ÛÝóÒ±®³³±¬±®»²÷æ

Page 13: Основные серии двигателей, расчет

Åïñîððçà éï

Pn

JA

TNóïÃô

TN ã

TAS ã îòëöTNz ãê Åïñ Ã

ÔÒ

Ô

� �� sæ

TKN >= TLN * St ã èððöïòì ã ïïîð

TKN TKmax.

TKmax S*SZ*St

TS = TAS*MA*SA

M = JL /(JA + JL) ã êôèñøîôç õ êôè÷ ã ðôé

SA

TS ã îïîîôëöðôéöïôè ã îêéìôíë

SZ

Støõêðp�÷ ã ïôì

TKmax ã îêéìôíëöïöïôì ã íéììôðçô

ó

õìðp Ý õêðp Ý õèðp Ý

ͬ ïôð ïôî ïôì ïôè

ïðð îðð ìðð èðð

ÍÆ ïôð ïôî ïôì ïôè

¡

ïôë ïôè îôë

ó

ó

ó

î

î

î