Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Нейман, З. Б. Крупные вертикальные электродвигатели переменного тока

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
14.98 Mб
Скачать

На верхнюю часть корпуса устанавливается грузонесущая крестовина. Поэтому жесткость корпуса долж­ на быть рассчитана на дополнительные усилия от силы тяжести вращающихся частей насосного агрегата и реакции воды. Для подъема двигателя краном к корпусу приварены цапфы. По условию транспортабельности в электродвигателях с диаметром статора более четы­ рех метров корпус выполняется разъемным из двух по­ ловин.

Крепление двух частей корпуса в кольцо производит­ ся стяжными шпильками, пропущенными сквозь тол­ стые, стальные пластины, вваренные в края половинок корпуса.

10-2. СЕРДЕЧНИК СТАТОРА

Сердечник статора синхронного и асинхронного элек­ тродвигателей состоит из гладких штампованных сег­ ментов из электротехнической стали толщиной 0,5 мм с выштампованными по внутреннему диаметру открыты­

ми пазами для катушек обмотки

(рис. 10-3), сегментов

с вентиляционными распорками

и концевых сегментов

с нажимными пальцами. Сегменты собраны в пакеты и стянуты посредством нажимных фланцев и шпилек в корпусе статора.

Рис. 10-3. Сегмент сердечника статора.

90

Рнс. 10-4. Сегмент сердечника статора с вентиляционными распор­ ками.

Сегменты штампуются из электротехнических сталей марок 341, 342, 3310, 3320, 3330 и покрываются с обеих сторон лаком горячей сушки.

Пакеты сердечника разделяются между собой сег­ ментами с вентиляционными распорками, образующими радиальные вентиляционные каналы шириной по 10 мм. Сегмент с вентиляционными распорками представляет собой сложенные два штампованных листа электротех­ нической стали марки 311, к которым приварены точеч­ ной сваркой или приклепаны стальные полоски из спе­ циального нормализованного профиля двутаврового се­ чения 4Х Ю или 8Х 10 мм (рис. 10-4).

Концевые

сегменты крайних пакетов выполняются

с нажимными

пальцами. Последние изготовляются из

полосовой стали прямоугольного сечения размерами 10X16, 12X25 мм и др. На рис. 9-2 показан сердечник статора, разделенный радиальными каналами на 14 па­ кетов. Для повышения эффективности вентиляции и обеспечения более равномерного охлаждения сердечника и обмотки статора крайние пакеты сердечника в ряде случаев выполняются большей ширины, чем средние.

В некоторых типах машин нажимные пальцы не при­ крепляются к сегментам, а привариваются непосредст­ венно к торцевой раме корпуса статора и к нажимному фланцу. Сердечник в неразъемном корпусе статора удерживается с помощью стальных шпилек, пропущен-

91

Д-й Б-Б

повернуто

ных через полузакрытые пазы в спинке сегментов и через отверстия в торцевой раме и наружном фланце. После сборки сердечника нажимной фланец проварива­ ется прерывистым швом к верхней торцевой раме кор­ пуса. Через каждые несколько пакетов на шпильки

насажены

пластинчатые

 

 

сережки,

вставленные

в

 

 

вентиляционные

каналы

 

 

между пакетами и затем

 

 

приваренные

к

ребрам

 

 

корпуса.

В крупных син­

 

 

хронных

двигателях сер­

 

 

дечник

удерживается

в

 

 

корпусе

статора

посред­

 

 

ством приваренных к ра­

 

 

мам шихтовочных

клинь­

 

 

ев и установленных с обе­

 

 

их сторон стальных на­

 

 

жимных

гребенок.

С по­

 

 

мощью

стяжных

шпилек

 

 

пакеты

активной

стали

 

 

статора

опрессовываются

Рис. 10-6. Часть сердечника стато­

в монолитный

сердечник

ра

с наружной гребенкой и паль­

(рис. 10-5). Нажимная

 

цами.

гребенка состоит из сталь­

 

к ней нажимных пальцев

ного фланца

и

приваренных

(рис. 10-6). Для уменьшения добавочных потерь от по­ токов рассеяния пальцы гребенки могут изготовляться из немагнитной стали.

На рис. 10-7 показан сердечник статора, который изготовляется отдельно от корпуса и в отличии от обыч­ ного исполнения встраивается в готовом виде в корпус и при необходимости может быть вынут из него.

Сердечник статора выполнен из штампованных сег­ ментов и разделен радиальными каналами на ряд паке­ тов. Пакеты собираются в остов сварной конструкции, выполненный из стального листа и состоящий из двух рам, ряда ребер и нажимного фланца. Сердечник за­ крепляется в остове посредством стяжных шпилек, про­ пущенных через отверстия в спинке сегментов, в раме

инажимном фланце.

Вкорпусе статора подобный сердечник устанавли­ вается уже в обмотанном виде и закрепляется в нем по­ средством планок и болтов.

93

Ф1673

Рис. 10-7. Сердечник статора выемной конструкции.

Такая конструкция применяется в электрических ма­ шинах, имеющих термореактивную изоляцию обмотки статора, в которых пропитка обмотки изоляционными лаками производится после ее укладки в пазы сердеч­ ника.

10-3. РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ СЕРДЕЧНИКА СТАТОРА

Давление при запрессовке сердечника при длине сер­

дечника L до 1 м принимает 8—10 кгс/см2.

 

При большей длине р = 10 У L, кгс/см2.

нажимного

Изгибающий момент в сечении А —А

пальца (рис. 10-6)

 

Mo = -j- (дтг) % ---- §- (1>2— Д, — h),

кгс • см,

где Di — внутренний диаметр статора, см; D%— внутрен­ ний диаметр фланцев, см; Z — число пазов статора и

94

число нажимных пальцев; коэффициент К в зависимо­ сти от отношения (.и = Di/Dz равен:

К = 1,31(1 - ^ ) ( 1 + 2 ц);

S = bhZ — площадь всех пазов, см2; h — высота паза, см;

b — ширина паза, см.

 

 

в нажимном

 

Максимальное

 

напряжение изгиба

пальце

 

■ап = 6Ма/ВН2, кгс/см2,

 

 

 

 

 

где В — ширина;

Н — высота нажимного пальца, см.

 

Усилие запрессовки

 

 

 

 

 

 

P = p(c,D23— S),

кгс,

 

где

D3— наружный

диаметр сердечника статора, см;

коэффициент Ci в зависимости от p2 = -Di/ £ > 3

определяется

из выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<V

■(1

 

 

 

Диаметр,-определяющий положение равнодействую­

щей усилия запрессовки,

 

 

 

 

 

Дц =

c2D2-S (P , +h)

CM,

 

 

 

 

CiD23- S

 

 

 

 

 

 

 

 

где

л

/ 1

3 \

 

 

 

c2= -g-

(1 ^2 )•

 

 

 

 

Изгибающий момент в сечении ББ фланца

 

 

МВ=

Р

^ Дд ^ п,

кгс - см,

 

где п — число пальцев на фланце; Dm— диаметр рас­ положения стяжных шпилек, см.

Максимальное напряжение изгиба во фланце в сече­ нии ББ

oCp — 6MB/BiHi2, кгс/см2,

где В1 — ширина фланца в сечении ББ\ Hi — высота се­ чения фланца; размер Bi — B'i2d.

Напряжение растяжения в шпильке

М*

I Г

1 2

= Т т Т

Ь ~m W ’

КГС/СМ2,

95

где т — число шпилек по окружности сердечника; F — сечение шпильки, см2; / — расстояние от оси шпильки до опоры, см.

Допускаемое напряжение изгиба в нажимных паль­ цах из стали марки Ст 3 равно 1500 кгс/см2. Допускае­ мое напряжение растяжения в шпильках из стали мар­ ки Ст 5 равно 1300 кгс/см2.

10-4. КРЕПЛЕНИЕ СТАТОРА К ФУНДАМЕНТУ

Статор крепится к фундаменту с помощью фунда­ ментных плиток и анкерных болтов. Корпус статора при­ крепляется к фундаментным плиткам болтами и, кроме того, штифтуется несколькими цилиндрическими штиф­ тами, устанавливаемыми с наружной стороны по окруж­ ности нижнего кольца корпуса статора. Механические усилия, воспринимаемые штифтами, рассчитываются ис­ ходя из момента, возникающего при коротком замы­ кании:

Мк.3 = 97 500—^ - , кгс-см,

ПХ а

где Р — мощность двигателя, кВт; п — номинальная ча­ стота вращения, об/мин; х"а — сверхпереходная реак­ тивность в долях единицы.

Напряжение среза в штифте

 

 

А/к з

1 2

 

 

 

 

5= Ж

-

кгс/ см >

 

 

где

L — размер

от оси двигателя до

середины

штифта,

см;

т —число

штифтов;

b —длина

штифта,

см; d

диаметр штифта, см.

 

 

 

 

10-5. ОБМОТКА СТАТОРА

Вертикальные синхронные и асинхронные двигатели выполняются с катушечными петлевыми двухслойными обмотками с укороченным шагом. Катушки состоят из ряда витков обмоточной меди прямоугольного сечения марки ПБД или ПСД с двусторонней изоляцией толщи­ ной 0,33 мм или медного проводника с усиленной изоля­ цией марки ПЭТВСД с двусторонней толщиной 0,5— 0,55 мм. Каждый виток состоит из одного или несколь­ ких проводников. По ширине паза располагается не бо­ лее двух проводников. Для катушек обмоток на напря-

%

Определяем значения каждого из членов уравнения Бернулли:

Zi = 0;

22 — 6 -\- Н М\

р, = 10000 нГ/м2;

р/, =

2 500 кГ/м2;

у =

1 000 кГ/м*;

f =

1 000 кГ/м3-,

а, =

1;

а, =

1;

0,060 • 4 3,4 м/сек;

щ = 0.

"

4Q

 

 

Vi ~

iztfi ~

г,- 0Д52

 

 

v.{

0,59

м.

 

 

-2_ =

Подставляя найденные значения в уравнение Бернулли, получаем

 

10 =

6 + Я + 2 ,5 +

0,59,

 

откуда

 

Н =0,91 м.

 

 

3

 

 

 

Задача 19. Определить расход насоса при следующих данных:

1.Высота установки насоса над уровнем моря 700 м.

2.Высота вала насоса над

поверхностью

воды

в водоеме

h = 6 м.

трубы

d — 0,1

м.

3.

Диаметр

4.

Вакуум в насосе йеок=

вод. ст.

Задача

решается

Решение.

так же, как и предыдущая. За плоскость сравнения принимаем горизонтальную плоскость, сов­ падающую с поверхностью воды в водоеме.

Уравнение Бернулли соста­ вляем для первого и второго се­ чения, пренебрегая сопротивле­ ниями.

уИз уравнения Бернулли

 

, I Pi

I

W

+ г2

=

Рг

a2V2-

 

 

2g

 

 

"1+ T

+

-S

 

 

 

определяем скорость

в трубе

v2> а

расход

Q, зная скорость

определим по

формуле

 

 

Q = о2ш.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим значения каждого из членов уравнения Бернулли

2\ —0;

 

 

 

 

Pi

Р м п - ^ Л ю О - 7 000:

Л = 9500 кГ/м2;

 

 

 

7 = 1 000 {кГ/мН

 

 

 

 

 

= 2 500 кГ/м2;

г»! = 0.

 

 

 

 

 

 

1 =

1 000 кГ/м3;

 

 

 

 

 

 

 

ai =

l;

 

 

 

 

 

 

 

V., =

? .

Подставляя найденные значения в уравнение Бернулли, получим

 

 

9,5 =

6 + 2,5 +

vif

 

 

 

 

 

____

 

2s '

 

 

 

v2 =

 

9,81 = 4,43 м/сек,

 

откуда расход будет

равен

 

 

 

 

 

 

 

Q = що = 4,43 — °-£ i- =0,03477 м*/сек = 34,77 л/сек.

101

шаблонных катушек, укладываемых в открытые пазы сердечника статора. Витки катушки выполняются из нескольких параллельных проводников марки ПСД. Витковая изоляция выполнена из одного слоя микалеиты ЛМЧ толщиной 0,13 мм вполнахлеста. Двусторонняя толщина витковой изоляции по ширине паза 0,52 мм. Для многовптковых однорядных обмоток при напряже­ нии 6000 В вптковая изоляция может выполняться из одного слоя микаленты толщиной 0,13 вполнахлеста через виток. Витковая изоляция может также выпол­ няться путем наложения слюдопластовой ленты ЛСФЧ толщиной 0,13 мм на маслянобитумном лаке (ВТУ 30-15). Лента на основе слюдопласта по сравнению с микалентной более эластична, лучше затягивается при изо­ лировке и более однородна по толщине. Запас длитель­ ной электрической прочности выше, интенсивность иони­ зации ниже.

Корпусная непрерывная мнкалентная изоляция кату­ шек выполняется из многих слоев микаленты толщиной 0,13 мм марки ЛМЧ ББ по ГОСТ 4268-66 (9 слоев — при напряжении 6,3 кВ, 13 слоев — при 10,5 кВ), нало­ женных вполнахлеста по всей длине катушки. При наложении изоляции катушка неоднократно впрессовы­ вается и подвергается вакуум-компаундному процессу в специальных котлах. Этот процесс заключается в том, что обмотка сушится в котле под вакуумом и затем под давлением пропитывается в том же котле битумным компаундом. Поверх микаленты накладывается впритык стеклянная лента толщиной 0,2 мм марки ЛЭС 0,2X20,

ГОСТ 5937-68.

На рис. 10-10 представлена конструкция микалентной компаундированной изоляции на 10 кВ. В отличие от обмотки на 6 кВ витковая изоляция катушек на 10 кВ выполняется из двух слоев микаленты толщиной 0,13 мм вполнахлеста. Двусторонняя толщина 1,04 мм. Поверх микаленты накладывается впритык асбестовая лента толщиной 0,5 мм. Активные части и примерно половина длины выступающих из сердечника прямых частей ка­ тушки покрываются полупроводящим (сажевым) лаком с удельным поверхностным сопротивлением 104—105 Ом. Остальные прямые части и уголки катушки покрывают­ ся полупроводящим лаком с удельным поверхностным

сопротивлением 108—10° Ом. Материалы,

применяемые

в компаундированной изоляции, относятся

по нагрево­

98

стойкости к классу В. Однако, учитывая температуру размягчения битумного компаунда, максимальная допу­ стимая температура обмотки статора не должна превы­ шать 105°С. Готовые катушки покрываются сверху мас­ лостойкой эмалью. После изолировки готовые катушки

Рис. 10-9. Конструкция микалентнои изоляции катушечной обмотки на напряжение 6000 В.

/ — внтковая

изоляция (один

слой

микаленты толщиной 0,13

мм вполнахле-

ста); 2 — корпусная изоляция

(мнкалента с

односторонней толщиной 2.6 мм);

3 — стеклолента

толщиной 0,2

мм

впритык;

4 — электрокартон

или

гетинакс

толщиной 2

мм;

5 — провод медный марки

ПСД;

в — электрокартон

или ге­

 

тинакс толщиной 0.5

мм; 7 —

клин

гетинаксовый.

 

Рис. 10-10.

Конструкция микалентнои изоляции

катушечной обмотки

 

 

 

на напряжение 10 000 В.

 

 

 

 

/ — витковая

изоляция

(2 слоя микаленты толщиной

0,13

мм вполнахлеста);

2 — корпусная изоляция

(мнкалента

с односторонней

толщиной 3,7

мм);

3 —

асбестовая

лента толщиной

0,5 мм

впритык; 4 — гетинакс

толщиной 2

мм;

5 — провод

 

медный марки

ПСД; 6 — гетинакс толщиной

0,5 мм;

7 — клин

 

 

 

 

гетинаксовый.

 

 

 

 

Рис. 10-11.

Конструкция термореактивпой

непрерывной изоляции ка­

 

 

 

тушечной

обмотки.

 

 

 

/ — провод

медный марки

ПСД; 2 — витковая

изоляция

(стеклослюдинитовая

лента толщиной 0,09

мм,

один

слой

вполнахлеста);

 

3 — лента

стеклянная

ЛЭС-0,1, один слой

впритык;

4 — корпусная

изоляция

(стеклослюдинитовая

лента толщиной 0,13

мм,

8

слоев

вполнахлеста);

5 — лента

стеклянная

ЛЭС-0,1, один слой

впритык;

6 — стеклотекстолит

толщиной

2 мм; 7 —

стеклотекстолит

толщиной 2 мм; 8 — клин стеклотекстолитовый.

7*

99

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ