Электродвигатель. Асинхронные и синхронные электродвигатели. Основные технические параметры, расшифровка обозначения асинхронных и синхронных электродвигателей.

Общие технические требования

Номинальные данные электродвигателей (P, U, I, n, cosφ и др.), следует относить к их работе на высоте до 1000 м над уровнем моря при температуре (t) газообразной охлаждающей среды 40 °С и охлаждающей воды 30 °С, если в стандартах или ТУ не установлена другая температура охлаждающей среды, но не более 33 °С.

Номинальные режимы работы:

а) продолжительный;
б) кратковременный с длительностью периода неизменной номинальной нагрузки 10; 30; 60; 90 мин;
в) повторно-кратковременный с продолжительностью включения (ПВ) 15; 25; 40; 60 %; продолжительность одного цикла 10 мин;
г) повторно-кратковременный с частыми пусками с ПВ 1 25; 40 и 60 %, числом включений в час 30; 60; 120; 240 при коэффициенте инерции (FI) 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4; 6,3 и 10;
д) повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением с ПВ 15; 25; 40 и 60 %, числом включен в час 30; 60; 120; 240 при FI 1,1; 1,6; 2; 2,5 и 4;



е) перемежающийся с продолжительностью нагрузки (НП) 15; 25; 40 и 60%; продолжительность одного цикла 10 мин;
ж) перемежающийся с частыми реверсами при эл. торможении с числом реверсов в час 30; 60; 120 и 240 при FI 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4;’
з) перемежающийся в двумя или более частотами вращения числом циклов в час 30; 60; 120 и 240 при FI 1,2; 1,6; 2; 2,5 и 4.

Асинхронные электродвигатели

На промышленных предприятиях наибольшее распространение получили асинхронные двигатели с короткозамкнутьм ротором. Существенным недостатком асинхронных двигателей (АД) является довольно значительное и почти не зависящее от нагрузки потребление реактивной мощности, для снижения которой асинхронные двигатели выполняют с малым воздушным зазором между ротором и статором, что усложняет эксплуатацию асинхронных двигателей.

Условия работы асинхронных двигателей в режиме пуска значительно отличаются от условий его работы в нормальном режиме. В режиме пуска в обмотках ротора и статора проходят токи, намного превышающие токи, протекающие в этих обмотках в номинальном режиме.

Длительный ток приводит к перегреву обмоток асинхронных двигателей и может вызвать сгорание обмоток и аварию асинхронных двигателей. для исключения этого следует ограничить пусковой ток АД и уменьшить время его раз гона. Наиболее распространен прямой пуск асинхронных двигателей.

Вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения, подводимого к обмотке статора АД. Работа АД при пониженном напряжении является ненормальным режимом не только из-за появления токов перегрузки, но и из-за резкого снижения вращающего момента АД, что может привести к останову асинхронного двигателя («опрокидыванию»).

Асинхронные двигатели широко применяют в приводах переменного тока, не требующих Регулирования скорости и работающих при длительной нагрузке (центробежные насосы, вентиляторы и др.), На выбор асинхронных двигателей влияет, в первую очередь, режим работы приводного механизма.

Основные технические данные асинхронных двигателей приведены ниже.

Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А* с высотой оси вращения 50—355 мм

Основное исполнение: эл. дв. с короткозамкнутым ротором, , привод механизмов основного применения в условиях умеренного климата (У) категорий размещения 2 и З для Продолжительной работы. Электродвигатели изготовляют защищенными (IР2З) и закрытыми обдуваемыми (IР44). Со степенью Защиты IР23 выпускают электродвигатели только основного исполнения; все модификации имеют исполнение IР44.




Электродвигатели могут работать при температуре воздуха от -40 до +40 °С и относительной влажности до 98 % при 25 °С.
Шкала мощностей: 0,06—400 кВт.

Электродвигатели 0,06—0,37 кВт изготовляют на 220 и 380 В; 0,55—11 кВт — на 220, 380 и 660 В; 15—110 кВт — на 220/380 и 380/660 В; 132—400 кВт — на 380/660 В.
Количество выводных концов обмотки электродвигателя до 11 кВт — 3, схема соединения обмоток Δ или У, а для электродвигателя 15 кВт и выше — 6 и Δ/У.
Электродвигатели 4АН (IР2З) допускают запыленность воздуха не более 2 мг/м3, а 4А (IР44) — не более 10 мг/м3.

Изоляция по классам нагревостойкости выполняется для двигателей с высотами оси вращения 50—132 мм — класса В, 160—355 мм — класса F.
Электродвигатели со степенью защиты IР54 пылезащищенного исполнения предназначены для эксплуатации в помещениях классов В-IIа и П—II согласно ПУЭ.

Модификации основного исполнения:

1) с повышением пусковым моментом — привод механизмов с большой нагрузкой в момент пуска: компрессоры, дробилки и др.;
2) с повышенным скольжением — привод механизмов с большим моментом инерции, с нагрузкой пульсирующего характера с большой частотой пусков и реверсов;
3) с повышенными энергетическими показателями (η, cosφ) — привод механизмов с круглосуточной работой, при которой особое значение имеет повышение η;
4) с фазным ротором — по условиям пуска и плавного регулирования частоты вращения;
5) малошумные — повышенные требования по уровню шума;
6) многоскоростные — ступенчатое регулирование частоты вращения;
7) встраиваемые — для встраивания в станки и механизмы;
8) по условиям окружающей среды — пылезащищенные, химически стойкие и др.;
9) со встроенной защитой — охватывают весь диапазон высот осей вращения (56—355 мм);
10) повышенной точности — для особо точных станков.

Обозначения типоразмера электродвигателя:

Основное исполнение: 4АА56В2УЗ или 4АН2806У3; 4 — порядковый номер серии; А — асинхронный; Н — обозначение электродвигателя защищенного исполнения IР2З; отсутствие данного знака означает обдуваемое исполнение IР44; А — станина и щиты из алюминия; Х — станина алюминиевая, щиты чугунные; отсутствие знаков означает, что станина и щиту чугунные или стальные; 50— 355 — высота оси вращения, мм; S, L, М — установочные размеры по длине станины; А, В — обозначения длины сердечника (А — первая длина, В—вторая); 2, 4, 6, 8, 10, 12—число полюсов; У - климатическое исполнение электродвигателя; 3— категория размещения.

В обозначениях типоразмера в таблице опущены: индексы материалов станин и щитов (А, Х), число полюсов, климатическое исполнение У и категория размещен 3.

Серия асинхронных электродвигателей АИ более экономична по сравнению с серией 4А. Ряд мощностей электродвигателей этой серии, кВт: 0,37; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3; 4; 5,5; 7.5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75; 90; 110; 132; 160; 200; 250; 315; 400.




Синхронные электродвигатели

В системах промышленного электроснабжения наиболее целесообразна установка крупных синхронных двигателей (СД) напряжением выше 1 кВ. Они применяются в тех случаях, когда необходимо иметь строго постоянную частоту вращения или нужен мощный двигатель с малой частотой вращения. Имея такие эксплуатационные качества, как высокая перегрузочная способность, большие, чем у АД, КПД и повышенную устойчивость при снижении напряжения, синхронный двигатель успешно используется в мощных установках продолжительного режима (например, для привода насосов в системах водоснабжения и канализации). Когда синхронный двигатель по своей мощности могут обеспечить регулирование напряжения или режима реактивной мощности в узле нагрузки, они должны иметь автоматическое регулирование возбуждения.

Следует отметить, что у синхронных двигателей с тиристорным возбуждением быстро можно погасить поле ротора, что облегчает использование их в схемах электроснабжения с АВР, а также для быстрой ресинхронизации, которую осуществляют по необходимости при выпадении СД из синхронизма. Наиболее распространен прямой пуск синхронных двигателей с невозбужденным ротором. Синхронныех двигателеи имеют более высокую производительность рабочего агрегата, чем АД, поскольку скорость СД не зависит от нагрузки в нормальных режимах работы.

Основные технические данные синхронных двигателей напряжением выше 1 кВ приведены ниже.

Обозначение синхронных двигателей: С синхронный; Д — двигатель; Н — нормальный; З — закрытый; Т — трехфазный; УХЛЗ — климатическое исполнение и категория размещения. У всех двигателей серии СДН cosφ=0,9. Возбуждение, управление пуском и остановом электродвигателей серии СlН осуществляются от тиристорных возбудителей.