ВСТУП
Асинхронні двигуни є основними перетворювачами електричної енергії в механічну, вони становлять основу привода більшості механізмів, які використовуються у всіх галузях людської діяльності.
Такий стан асинхронні двигуни отримали завдяки надзвичайно вдалому сполученню комплексу експлуатаційних і конструктивних характеристик. Здатність автоматично змінювати момент обертання відповідно до зміни моменту опору на валу та високому коефіцієнту корисної дії, з одному боку, і відносній простоті та дешевизні в сполученні з високою експлуатаційною надійністю та безпекою при мінімальному обслуговуванні – з іншої.
Асинхронні двигуни загального призначення середньої потужності (від 1 до 400 кВт) на низьку напругу – є найбільш поширеними та випускаються у вигляді серій. Парк цих електродвигунів у промислово розвинених країнах досягає 90 % по кількості, а споживання ними електроенергії становить більше 80 %.
Потреби народного господарства задовольняються, головним чином, двигунами основного виконання єдиних серій загального призначення, тобто застосовуваних для приводу механізмів, що не вимагають особливих умов до пускових характеристик, ковзання, енергетичних показників, шуму і т.ін. Разом з тим, у єдиних серіях передбачають також електричні і конструктивні модифікації двигунів, модифікації для різних умов навколишнього середовища, призначені для задоволення додаткових специфічних вимог окремих видів приводу і умов їх експлуатації.
Хоча вимоги до асинхронних двигунів з боку приводів не є жорсткими, їх
повсюдне використання вимагає підвищення енергетичних показників.
Тому ведучі електромашинобудівні підприємства більшості країн, які виробляють асинхронні двигуни постійно проводять роботу по поліпшенню технічних характеристик асинхронних двигунів та зменшенню їх вартості.
З огляду приведеного вище зрозуміло, що тема дипломного проекту, яка присвячена проектуванню асинхронних двигунів, є актуальною.
1 Огляд асинхронних двигунів, що випускаються серійно
1.1 Характеристика основних серій асинхронних двигунів
1.1.1 Зараз в промисловості двигуни випускаються серійно. Вони мають подібну конструкцію та деякі габаритні розміри і розділяються за номінальною потужністю, висотою осі обертання вала та частотою обертання.
На підприємствах нашої країни випускаються чотири основних серії асинхронних двигунів: АИР, АД, АДТ та ML, також випускаються та оновлюються серії: А, 5А, 5АИ, 5АМ, 4А, 4АМ. Основними підприємствами, що випускають двигуни цих серій є: ОАО «Укрелектромаш», ОАО «ВЕМЗ» та ОАО «Eldin».
Двигуни таких серій випускаються на потужності від 0,18 – 5,5 кВт, та синхронною частотою обертання від 750 – 3000 об/хв. Загальній вид двигуна серії АИР показано на рисунку 1.1
Рисунок 1.1 – Трифазний асинхронний двигун серії АИР
Крім загальнопромислових двигунів випускаються двигуни спеціального призначення, такі , як: багатошвидкісні двигуни, двигуни зі збільшеним ковзанням, двигуни для АЕС та багато інших. Також випускаються однофазні асинхронні двигуни.
Трифазні асинхронні двигуни серії АИР призначені для комплектації електроприводів різних механізмів у всіх галузях промисловості і аграрного комплексу. Виготовляються на частоту 50 та 60 Гц, напругою 220-660 В (АИР 71 – 220-440 В). Ступінь захисту електродвигуна IP 54, клас ізоляції F. Допускаються такі монтажні виконання: лапи (IM1081), фланець (IM3081, 3681), комбіновані (IM2081, 2181), із другим вільним кінцем валу (IM1082, 2082, 2182, 3082, 3682), вмонтовані (IM5010). Кліматичні виконання: У2, У3, У5, УХЛ2, УХЛ4, Т2. Може мати спеціальне виконання: хімічностійке (Х2), морське (ОМ2), із вбудованим температурним захис-
том (Б), підвищеної точності (П).
Двигуни серії АД призначенні для приводу механізмів, які широко використовуються в промисловості і сільському господарстві при виробництві станків, транспортерів, конвеєрів, холодильних і вакуумних установок, підйомних механізмів, систем промислової вентиляції, насосної техніки і т.ін.
Переваги електродвигунів серії АД:
1) механічні характеристики (Mmax , M1) забезпечують високу перевантажувальну здатність та стабільний запуск механізмів під навантаженням за рахунок оптимальних обмоткових даних;
2) енергетичні показники (ККД та cosφ) гарантують економію активної та реактивної потужності при експлуатації механізмів у споживача за рахунок оптимального розкрою, вибору розмірів активних частин, величини повітряного проміжку і конструктивних особливостей обмоток двигуна;
3) масогабаритні показники забезпечують зручність при встановленні і експлуатації та досягаються за рахунок використання новітніх програм електромагнітних, аеродинамічних і механічних розрахунків, оброблених спеціалістами в процесі багаторічного досвіду проектування асинхронних двигунів;
4) сервіс-фактор забезпечує стабільну, надійну, тривалу роботу двигуна при перевантаженні механізмів на 15 % за рахунок ефективного охолодження і використання ізоляції не нижче класу «F» при реальних перегрівах обмотки статора не вище норми для ізоляції класу «В» (допустимий перегрів – 800 С).
Електродвигуни серії АДТ призначенні для приводу механізмів, які використовуються в промисловості та сільському господарстві. Вони використовуються при виробництві електронасосів, вентиляторів, побутової техніки і т.ін. Енергетичні показники: підвищений ККД (до 69 %), низький рівень реактивних струмів (cosφ до 0,79) забезпечує стабільну роботу енергосистеми споживача і значно знижує ризик перенапруження в мережі, підвищення кратності пускового та максимального моменту. Має знижений рівень шуму (не більше 56 дБ) досягається за рахунок використання підшипників підвищеної точності і оптимальній системі вентиляції. Також є відмінність у конструкції корпусу. За рахунок того, що станина поєднана із заднім підшипниковим щитом і кожухом вентиляторного вузла, підвищилась жорсткість конструкції. Середній моторесурс – 20 000 годин.
Двигуни серії ML призначенні для комплектації електроприводів різноманітних механізмів у всіх галузях промисловості та аграрного комплексу. Електродвигуни серії ML по настановно-приєднувальним розмірам відповідають стандартам РС3031 та повністю взаємозамінні з двигунами серій 4А, АИР, А, АИ та АДМ. Відрізняються: підвищеним ККД, збільшеною на 15 % перевантажувальною здатністю, збільшеним до 30 000 годин середнім ресурсом до капітального ремонту, зниженим рівнем шуму.