5.2.3 Электродвигатели переменного тока

Основные типы электродвигателей, их сравнительные характеристики у области применения приведены [11].

Электродвигатели переменного тока по массе на 50 % меньше и требуют в 4,5 раза меньшего расхода меди по сравнению с электродвигателями постоянного тока. К основным типам современных электродвигателей переменного тока отно­сятся следующие.

Электродвигатели единой серии. Электродвигатели трехфазного тока еди­ной серии 4А мощностью от 0,06 до 400 кВт с высотой оси вращения от 50 до 355 мм предназначаются для привода типов оборудования, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению и т. д. при температуре окружающего воздуха от —40 до +40 °С. По степени защиты они изготов­ляются закрытыми обдуваемыми (1Р44) и защищенными (1Р23).

Электродвигатели со степенью защиты 1Р44 выпускаются в трех исполнениях:

на лапах — М100 (основное исполнение), с лапами и фланцевым щитом — М200 и лишь с фланцевым щитом — МЗ00. Двигатели со степенью защиты 1Р23 выпуска­ются только в основном исполнении.

Многоскоростные электродвигатели имеют синхронные частоты вращения:

1500/3000, 750/1500, 1000/1500, 750/1000, 500/1000, 1000/1500/3000, 750/1500/3000, 750/1000/1500, 500/750/1000/1500 об/мин.

Выпускаются электродвигатели для работы от сети частотой 50 и 60 Гц.

В числе модификаций производятся малошумные двигатели для работы в приводах с повышенными требованиями к уровню шума в соответствии с ГОСТ 16372—77 для машин 3-го класса; встраиваемые электродвигатели, кото­рые поставляются как в основном, так и в специализированных исполнениях; электродвигатели со встроенной температурной защитой для привода механизмов, работающих со значительными перегрузками, частыми пусками и т. д.; электро­двигатели тропического, влаго-, морозостойкого и химически стойкого исполнений.

Приведем пример условного обозначения электродвигателя: 4АНХ315МВ4УЗ. Здесь 4 — номер серии; А — асинхронный; Н — защищенный (способ защиты от окружающей среды), при отсутствии этой буквы — закрытый обдуваемый; Х — сочетание чугуна и алюминия в качестве материалов станины и щитов (А — станина и щиты алюминиевые), при отсутствии букв Х и А — станина и щиты чугунные или стальные; 315 — высота (мм) оси вала; М — установочный размер подлине станины (либо S или L); В — длина сердечника статора (или А) при условии сохранения установочного размера, отсутствие букв А и В означает только одной длины сердечника; 4 - число полюсов; У3 - климатическое исполнение и категория размещения. Основные данные и размеры электродвигателей можно найти в [1].

5.3Кинематические схемы приводов

5.3.1 Общие требования к кинематическим схемам

Выбор и обоснование кинематических схем является первым этапом проекти­рования передачи. Кинематическая схема строится в зависимости от назначения и условии работы оборудования. Передачи, устанавливаемые между двигателем и рабо­чим (исполнительным) органом, призваны исполнять целый ряд функций, главными из которых являются:

• понижение или повышение скорости на рабочем (исполнительном) органе;

• повышение или понижение крутящего момента;

• изменение траектории или характера движения;

• изменение направления движения (реверсирование);

• изменение плоскости движения;

• суммирование или разделение движений и моментов от нескольких двига­телей;

• регулирование скорости;

• предохранение деталей и сборочных единиц оборудования от поломок при перегрузках.

Выбор кинематической схемы во многом зависит от двигателя, используемого для привода, и требований, предъявляемых к рабочему (исполнительному) органу оборудования (характер и траекто­рия движения, скорость, крутящий момент и т. д.). Двигатели, в зависимости от формы траектории движения его ведущего органа, могут быть

• с вращательным движением;

• с возвратно-поступательным движением.

Рабочие (исполнительные) органы по форме траектории разделяются на:

• вращательные;

• возвратно-поступательные;

• с качательным и сложным движениями.

По характеру движения рабочие (исполнительные) органы разделяются на:

• с монотонным движением;

• с разнообразным движением;

• с циклическим движениями.

В оборудовании с монотонным движением рабочего органа скорость постоянна и длительное время направлена в одну сторону. Двигатель в таких машинах непо­средственно соединен с рабочим органом или между ними устанавливается какая-либо передача (зубчатая, цепная, ременная и т. д.). Примерами таких машин могут служить подъемники, конвейеры и т. д.

Оборудование с разнообразным движением имеют переменный силовой и скорост­ной режимы, которые изменяются вручную или автоматически. В таком оборудовании между двигателем и рабочим (исполнительным) органом должна быть установлена управляемая передача (коробка скоростей, вариатор и т. д.). Примерами устройств с разнообразным движением служат различные станки. Оборудование, относящиеся к этой группе, характеризуются тем, что движение их рабочего органа происходит по установленному циклу, определяемому условиями работы оборудования или харак­тером технологического процесса. По такому принципу работают механизм газораспределения ДВС. В кинематические схемы таких машин обычно включаются механизмы, позволяющие задавать и регулировать работу машины, кулачковые, кулисные механизмы, механизмы мальтийского креста, рычажные механизмы и т. д.

Изменение скорости движения и момента от двигателя к рабочему органу определяется передаточным числом u, которое и является одним из основных параметров передачи. Передаточные числа для всех возможных сочетаний движе­ний двигателя и рабочего органа определяются по формулам, приведенным и таблице 5.2.

Если скорость рабочего органа постоянна (монотонное движение), то переда­точное число также постоянно. В целом ряде машин в процессе работы скорость рабочего органа может меняться (разнообразное и цикличное движение); в этом случае и передаточное число будет переменным. Оно может меняться плавно или ступенчато (при изменении режима работы машины), сохраняясь постоянным длительное время при работе машины в заданном режиме; в последнем случае отношение наибольшей скорости рабочего органа к наименьшей называется диапазоном регулирования. Иногда в специальных машинах скорость рабочего органа должна меняться от максимума до минимума за один оборот вала, в этом случае передаточное число будет переменным за оборот. Таким образом, выбор передач производится в зависимости от предъявляемых к ним требований, передаточного числа, передаваемой мощности и предполагае­мого относительного расположения узлов. Для этого, прежде всего, устанавлива­ется (если это не задано) характер движения рабочего органа, его ориентировочные размеры и расположение.

Таблица 5.2 - Определение передаточного числа

Скорость		Расчетная формула
двигателя	рабочего органа
		для винтовых передач;
Примечание. В формулах приняты следующие обозначения; и — соответственна частота вращения двигателя и рабочего органа, об/мин; и — окружная или линейная скорость ведущего звена двигателя или ра­бочего органа, м/с; и — диаметр звена или диаметр траектории движения звена, преобразующего поступательное движение во вращательное на рабочем органе или двигателе, мм; — ход резьбы винта, ; — число заходов резьбы; — шаг резьбы, мм.

Требования, предъявляемые к приводу, могут быть выполнены с использо­ванием различных вариантов передач и их кинематических схем. Задача конструк­тора состоит в разработке и выборе оптимальных передач на основании оценки их по критериям сравнения.