Асинхронные электродвигатели переменного тока

5.1. Общие сведения

Наиболее распространенными на судах, являются короткозамкнутые асинхронные двигатели, которые благодаря отсутствию коллектора и скользящих контактов отличаются высокой надежностью и взрывобезопасностью. Они меньше по массе и размерам и значительно дешевле двигателей постоянного тока.

На судах применяют и асинхронные двигатели с фазным ротором. При помощи колец и щеток в цепь ротора можно включать реостат для уменьшения пускового тока и регулирования частоты вращения. Принципиальные схемы двигателей показаны на рис.1

Рис.5.1. Принципиальные схемы асинхронных двигателей:

а – с короткозамкнутым ротором; б – с фазным ротором

В электроприводах с тяжелыми условиями работы (частые пуски, реверсы, переменная нагрузка) применяют асинхронные двигатели с глубокопазной короткозамкнутой обмоткой на роторе или с двумя короткозамкнутыми обмотками из проводников с различным сопротивлением. Такая конструкция обмоток ротора позволяет увеличить пусковой момент двигателя и уменьшить пусковой ток.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым и фазным роторами, разрабатывались и выпускались в виде единых серий: А-АО (1949-1951 гг.), А2-АО2 мощностью 0,6...100 кВт (1958-1960 гг.); А-АК мощностью 100...1000 кВт (1952-1956 гг.); А2-АК2 мощно­стью 100...1000 кВт (1964-1965 гг.); АЗ-АОЗ мощностью 132...500 кВт, 4А и АИ (АИР) мощностью 0,06...400 кВт (до настоящего времени); АИ — асинхронный фирмы «Интерэлектро».

В последние годы освоен выпуск новых серий асинхронных двигателей серий RA (0,37... 100 кВт), 5А (5АН) (0,37...400 кВт) и 6А. Разра­ботка 4А, АИ, RA, 5А и 6А базировалась, помимо отечественных стандартов, на рекомендациях МЭК (Международной электротехнической комиссии). Так серия 4А имеет 17 габаритов, число ступеней мощности составляет 33, высоты осей вращения — 50...355 мм.

По конструкционному исполнению электрические машины классифи­цируются по группам исполнения (СТ СЭВ 246-76):

1— на лапах с подшипниковыми щитами;

2— с фланцем на подшипниковом щите или щитах;

3— без лап с подшипниковыми щитами с фланцем на одном из них;

4— то же, с фланцем на станине;

5— без подшипников;

6— с подшипниковыми щитами и стояковыми подшипниками;

7— со стояковыми подшипниками, но без подшипниковых щитов;

8— с вертикальным валом, не входящие в группы 1-4;

9— специального исполнения; по использованию концов вала:

- без конца;

- с одним цилиндрическим концом;

- с двумя цилиндрическими концами;

- с одним коническим концом;

- с двумя коническими концами;

- с одним фланцевым концом;

- с двумя фланцевыми концами;-

- с фланцевым концом на одной стороне и цилиндрическим концом на другой стороне вала;

- прочие.

Асинхронные двигатели различаются по степени защиты (например: IP23, IP44), способу охлаждения (например: 1С 01, 1С 0141), способу монта­жа (например: IM 1001). IP — означает International Protection, 23 — защищенное, 44 — закрытое исполнение. 1С — International Cooling, 01 — машина с самовентиляцией, 1С 0141 — машина, обдуваемая наружным венти­лятором, расположенным на ее валу. IM — International Mounting; IM 1001 — машина на лапах, с двумя подшипниковыми щитами, с горизонтальным расположением вала, с цилиндрическим концом.

По степени защиты от соприкосновения к токоведущим частям машины и самой машины от попадания посторонних предметов внутрь машины подразделяются следующим образом (ГОСТ 17494-72 и ГОСТ 14254-80):

- открытая;

- защищенная от прикосновения и попадания посторонних предметов;

- каплезащищенная (защищенная от капель, прикосновения и попадания посторонних предметов);

- брызгозащищенная (защищенная от брызг, прикосновения и попадания посторонних предметов);

- защищенная от водяных струн, прикосновения, попадания посторонних предметов и вредных отложений пыли;

- защищенная от захлестывания морской водой, а также прикоснове­ния, попадания посторонних предметов и вредных отложений пыли;

- защищенная от проникновения воды внутрь при кратковременном погружении в воду;

- защищенная от проникновения воды внутрь при неограниченно длительном погружении;

- взрывозащищенная и др.

По способу охлаждения электрические машины подразделяются в за­висимости от наличия вентилятора на машины с естественным и искусствен­ным охлаждением. Машины с искусственным охлаждением в свою очередь могут быть с самовентиляцией (имеют вентилятор на валу) и с независимой вентиляцией (вентилятор вращается собственным двигателем).

В зависимости от способа обдувания машины бывают обдуваемые (только с внешней поверхности машины) и продуваемые (с циркуляцией воздуха внутри машины).

Машины подразделяются по климатическим условиям эксплуатации. Используются следующие обозначения климатического исполнения машин, эксплуатируемых на суше, реках, озерах для климатических районов: с уме­ренным климатом — У; с холодным климатом — ХЛ; с влажным тропическим ТВ; с сухим тропическим — ТС; с сухим влажным — Т; общеклиматическое исполнение — О.

Примеры обозначения асинхронных двигателей:

5А250М-4 — асинхронный двигатель 5 серии; 250 — высота оси вращения, мм; М — длина средняя корпуса по установочным размерам; 4 — число полюсов (1500 об/мин).

RA100M4 — российский асинхронный двигатель; 100 — высота оси вращения, мм; М — длина средняя корпуса по установочным размерам; 4 — число полюсов (1500 об/мин).

AHP132S6 — асинхронный двигатель Интерэлектро (международная организация стран СЭВ), Р — вариант увязки мощностей и установочных размеров; 132 — высота оси вращения, мм, S — длина малая корпуса по установочным размерам; 6 — число полюсов (1000об/мин).

4A200L4Y3, 4AH200L4Y3 — асинхронный двигатель 4 серии; закрытый обдуваемый, Н — защищенного исполнения; 200 — высота оси вращения, L — большая длина корпуса по установочным размерам, 4— число полюсов (1500 об/мин). У — для районов с умеренным климатом, 3 — категория размещения [1].

Некоторые серии трёхфазных асинхронных двигателей указаны в табл.5.1.

Таблица 5.1.

Некоторые серии трехфазных асинхронных двигателей

Серия, тип, высота оси вращения	Рн, кВт	n(синхр), об/мин	Uн, В	Исполнение, область применения
Двигатели с короткозамкнутым ротором
RA (71...280 мм)	0,37-100	750; 1000; 1500; 3000	220/380	защищенные и закрытые, обдуваемые, широкого применения
А (315 мм)	90-200	750; 1000; 1500; 3000	220/380 380/660	закрытые, обдуваемые, широкого применения
АН (21...335 мм)	0,37-400	750; 1000; 1500; 3000	220/380 380/660	защищенные и закрытые, обду­ваемые, широкого применения
АИР (50...355мм)	0,19-315	750; 1000; 1500; 3000	220,380, 380/660, 220,380, 660	открытое, защищенное, закры­тое, обдуваемое, продуваемое, широкого применения
4А (56...355 мм)	0,06-400	500; 600; 750; 1000; 1500; 3000	220/380, 380/660, 220, 380	защищенные и закрытые, обду­ваемые, широкого применения
4АР	15-45	750; 1000; 1500	380/660, 220/380	закрытые, обдуваемые, с повы­шенным пусковым моментом
4АС	0,3-63 при ПВ= 40%	750; 1000; 1500; 3000	220,380, 220/380 380/660	закрытые, обдуваемые, с повы­шенным скольжением
АН-2 (15-17-й габари­ты)	500-2000	370; 500; 600; 750; 1000	6000	защищенные, для привода ме­ханизмов, не требующих регу­лирования частоты
АТД2	500-5000	3000	6000	с замкнутым или разомкнутым циклом вентиляции, для приво­да быстроходных механизмов
Двигатели с фазным ротором
4АНК, 4АК 5АНК,	15-400 45-400	750; 1000; 1500 600; 750; 1000; 1500	220/380, 380/660 220/380, 380/660	защищенные (4АНК) или зак­рытые (4АК), общего назначе­ния защищенные или закрытые, общего назначения