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

В подпятнике обычно изолируется вращающийся диск путем установки между диском и основанием втулки подпятника изоля­ ционной прокладки из калиброванного по толщине гетинакса или приклейки к диску прокладки из стеклоткани (рис. 15-'1). Болты, крепящие диск к основанию втулки, изолируются бакелитовыми или стеклотканевыми трубками. В направляющих подшипниках изоляци­ онные прокладки устанавливаются между сегментами и башмаками. Болты, крепящие сегмент к башмаку, изолируются втулками и шай­ бами (рис. 16-2).

Глава семнадцатая

СЕРИИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВСДН 15—17-ГО ГАБАРИТОВ И ВДС 260—ВДС 375

17-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Для привода гидравлических насосов заводом «Уралэлектротяжмаш» имени В. И. Ленина изготовляются две серии вертикальных синхронных двигателей трехфазного тока 50 Гц на мощности от 630 до 12 500 кВт, с напря­ жениями 6 и 10 кВ, с о б ф = 0,9 (опереж.). Первая серия синхронных двигателей ВСДН 15—17-го габаритов 630— 3200 кВт, 375—750 об/мин выполняется в трех габари­ тах по внешнему диаметру сердечника статора. Вторая серия содержит машины больших мощностей и меньших частот вращения и выполняется в трех следующих габа­ ритах: ВДС 260, ВДС 325 и ВДС 375.

Синхронные двигатели имеют следующие размеры сердечников:

Электродвигатель ВДС 375 (20-й габарит) является предельным по условию транспортабельности.

Напряжение. Вертикальные синхронные электродви­ гатели выполняются на напряжения 6 и 10 кВ. Начиная с мощности 2000 кВт большинство электродвигателей выполняется на напряжение 10 кВ.

По сравнению с двигателями на напряжение 6 кВ у двигателей 10 кВ к. п. д. на 0,3—1,0% ниже, масса больше и стоимость на 15—30% выше (большие значе­ ния относятся к машинам меньших мощностей).

180

Решающими факторами при выборе напряжения яв­ ляются технико-экономические показатели питающей его подстанции: капитальные затраты на сооружение, стои­ мость потерь электроэнергии, стоимость установки про­ межуточного трансформатора и пр.

Возбуждение синхронных двигателей обеспечивается от возбудителей, расположенных на валу двигателей, от отдельно стоящих машинных возбудительных агрегатов или от статических тиристорных возбудителей. Все эти типы возбудителей согласно ГОСТ 183-66 обеспечивают форсировку возбуждения при потолочном напряжении (1,4-f-1,6) <УномПрименение тиристорных возбудителей увеличивает экономичность всей установки за счет умень­ шения эксплуатационных расходов по обслуживанию и ремонту, снижения расхода электроэнергии. Например, тиристорный возбудитель ТВУ 150/7-11, выполненный в виде одного шкафа, заменяет комплект оборудования, состоящий из электромашинного возбудителя (или от­ дельного агрегата, состоящего из быстроходного возбу­ дителя и асинхронного двигателя), станции управления синхронным двигателем, станции управления асинхрон­ ным двигателем агрегата, ящика резисторов и шунтозого регулятора к-возбудителю. Общая масса такого комп­ лекта оборудования для электродвигателя мощностью 1000—2000 кВт составляет около 2500 кг для электрома­ шинного возбудителя и 1500 кг для возбудительного аг­ регата. Масса тиристорного возбудителя 980 кг. Пло­ щадь пола, занимаемая тиристорным возбудителем, в 3 раза меньше площади, занимаемой комплектом обо­ рудования отдельно стоящего электромашинного возбу­ дительного агрегата.

Пусковые характеристики вертикальных синхронных двигателей ВСДН 15—17-го габаритов и ВДС 325 — ВДС 375 рассчитаны для пуска насосов в утяжеленных условиях. Например, пуск насосов осевого типа произ­ водится при открытой задвижке трубопровода, когда камера рабочего колеса заполнена водой и момент со­ противления к концу пуска близок к номинальному. Пуск насосных агрегатов с центробежным насосами, хотя и производится при закрытой задвижке, но также утяже­ лен, так как выполняются при заполненной водой камере рабочего колеса насоса. Как правило, вертикальные элек­ тродвигатели мощностью до 8000 кВт имеют прямой пуск от полного напряжения сети с включением обмотки воз­

181

буждения на возбудитель через разрядное сопротивле­ ние.

Двигатели мощностью 10 000 кВт и выше обычно пу­ скаются от пониженного через реактор напряжения.

Пусковые характеристики синхронного двигателя 10 000 кВт, 250 об/мин для привода осевого насоса типа ОП 10-160 при пуске от номинального напряжения сети и через реактор приведены в гл. 26. На рис. 17-1 даны пусковые характеристики синхронного двигателя из се­

рийных режимах возможен обратный сток воды через

с повышенной частотой вращения. Ввиду этого синхрон­ ные вертикальные двигатели допускают кратковременное вращение (до 5 мин) в обратную сторону с яу=1,ЗяНом.

17-2. СЕРИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ВСДН

15-17-ГО ГАБАРИТОВ

Электродвигатели серии ВСДН изготовляются в вер­ тикальном подвесном исполнении с подпятником сколь­ жения, расположенным в верхней крестовине, двумя на-

182

Т а б л и ц а 17-1

Номинальные данные синхронных вертикальных электродвигателей серии ВСДН 15—17-го габаритов

00

правляющими подшипниками скольжения — по одному в верхней и нижней крестовинах и с фланцевым концом

отдельно стоящих машинных возбудительных агрегатов или от тиристорных возбудителей. Пуск электродвига­ телей— асинхронный от полного напряжения сети. Вен­ тиляция электродвигателей осуществляется по разомкну­ тому циклу. Напор воздуха создается вращающимся явнополюсным ротором и вентиляционными крыльями, прикрепленными к остову ротора. Холодный воздух по­ ступает в машину снизу из фундаментной ямы через нижнюю крестовину и сверху через окна в верхней кре­ стовине. Выброс нагретого воздуха осуществляется через Отверстия в корпусе статора. Типовая конструкция элек­ тродвигателя серии ВСДН представлена на рис. 9-11. Верхняя крестовина является грузонесущей, выполняет­ ся цельносварной из толстых стальных листов. Цен­ тральная цилиндрическая часть крестовины служит мас­ ляной ванной, где размещаются подпятник, направляю­ щий подшипник и маслоохладители. К основанию и ци­ линдрической части крестовины приварены четыре лапы. Нижняя крестовина состоит из центральной цилиндриче­ ской части, служащей масляной ванной для направляю­ щего подшипника, и четырех приваренных лап. На цен­ тральной части крестовины размещены четыре винтовых домкрата, служащих для установки и подъема ротора. Подпятник воспринимает вертикальные усилия от силы тяжести вращающихся частей электродвигателя и насо­ са и реакции воды. Подпятник выполняется с неподвиж­ ными сегментами и вращающимся стальным со шлифо­ ванной поверхностью трения диском, прикрепленным к нижней торцевой плоскости втулки подпятника. Каж­ дый сегмент устанавливается на своей кулачковой регу­ лируемой опоре со сферическим концом и имеет рабочую поверхность, залитую баббитом. Между вращающимся диском и основанием втулки подпятника прикреплена изоляционная прокладка.

Направляющие подшипники выполняются из рядасамоустанавливающихся сегментов, расположенных вокруг цилиндрической части стальной втулки, насаженной на рал электродвигателя. Самосмазка осуществляется за

185

счет погружения подпятника и масло полностью, а сег­ ментов направляющего подшипника — частично пример­ но на 1/3 высоты сегмента. Масло в ваннах крестовин охлаждается с помощью встроенных трубчатых масло­ охладителей. Контроль температуры подпятника и на­ правляющих подшипников производится четырьмя тер­ мосигнализаторами, пристроенными к масляным ваннам крестовин.

Обмотка статора выполняется двухслойной, петлевой, с сокращенным шагом и состоит из шаблонных катушек,

к медным сегментам, соединяющим все стержни в клет­ ку одного полюса.

Полная короткозамкнутая обмотка получается путем соединения отдельных сегментов между собой планками и болтами.

Вал электродвигателя стальной, кованый, снабжен фланцем для непосредственного соединения с валом на­ соса при помощи стяжных болтов.

Габаритные присоединительные размеры и массы вертикальных синхронных двигателей серии ВСДН 15—17-го габаритов приведены на рис. 17-2 и в табл. 17-2.

186

товляются в подвесном исполнении с подпятником и на­ правляющи^ подшипником скольжения, расположенным в верхней крестовине, и вторым направляющим подшип­ ником скольжения в нижней крестовине, с фланцевым концом вала для присоединения к валу насоса и непо­ средственно пристроенным к валу электродвигателя воз­ будителем. Вентиляция электродвигателя — радиальная с осевым входом воздуха — производится по замкнутому циклу с охлаждением воздуха водяными охладителями, непосредственно пристроенными к корпусу статора. Цир­ куляция воздуха внутри машины обеспечивается вра­ щающимся явнополюсным ротором и прикрепленными к нему с обеих сторон вентиляционными крыльями. Воз­ буждение электродвигателя осуществляется от непосред-

187

ственно пристроенного к нему вертикального возбудите­ ля или от отдельного тиристорного возбудителя. Оба ти­ па возбудителей обеспечивают не менее чем двукратную форсировку напряжения.

Пуск электродвигателей ВДС 260 и ВДС 325 — пря­ мой асинхронный от полного напряжения сети. Электро­ двигатели ВДС 375 имеют реакторный пуск от понижен­ ного напряжения.

Устойчивость работы электродвигателей характеризу­ ется высокими значениями максимальных (опрокидыва­ ющих) моментов, находящихся в пределах (1,8 ч- 2,4) М„ом, что предохраняет электродвигатели от выпа­ дения из синхронизма при кратковременном понижении напряжения сети до 0,75 UH0M. Реактивные сопротивле­ ния синхронных двигателей серии ВДС 325 — ВДС 375 имеют значения (в среднем): лг^ =1,1, х 'а = 0,33, x"d = 0,2 (в относительных единицах).

Технические данные и пусковые характеристики ряда типов электродвигателей из серии ВДС 260 — ВДС 375, выпускаемых заводом «Уралэлектротяжмаш», приведены в табл. 17-3. Конструкция синхронного электродвигателя типа ВДС 325 приведена на рис. 11-1.

Верхняя крестовина является грузонесущей и выпол­ няется цельносварной из стальных листов. К основанию крестовины и центральной цилиндрической части при­

крестовины расположены: сегментный регулируемый под­ пятник, сегментный регулируемый направляющий под­ шипник и маслоохладители.

Нижняя крестовина также сварная из листовой ста­ ли. Центральная цилиндрическая часть крестовины слу­ жит масляной ванной для размещения направляющего подшипника и трубчатых маслоохладителей. Каждая из четырех лап крестовины снабжается площадкой для установки гидравлических масляных или винтовых дом­ кратов, служащих для подъема ротора при демонтаже подпятника и других работах по сборке и разборке элек­ тродвигателя.

Система смазки подпятника и направляющих под­ шипников замкнута внутри ванн с постоянным объемом масла, без внешней циркуляции. Охлаждение масла осу­ ществляется встроенными маслоохладителями. Масло­ охладители могут выполняться для работы на морской

188

to