4 Маса двигуна та динамічний момент інерції ротора

Важними технічними показниками асинхронного двигуна є його маса та динамічний момент інерції ротора. Значення останнього необхідно для розрахунку часу розгону або зупинки електродвигуна. Його точне значення може бути визначене розрахунком динамічних моментів інерції окремих деталей ротора .

Приблизне значення динамічного моменту інерції ротора, кг·м²:

, (3.1)

кг·м².

Маса ізольованого дроту обмотки статора, кг:

, (3.2)

кг.

Маса алюмінію короткозамкненого ротора, кг:

, (3.3)

де – кількість лопаток штиря, на які кріпляться балансуючі вантажі ( =26 (§ 3-4) [1]);

– висота лопатки, мм:

, (3.4)

мм.

– товщина лопатки, мм:

, (3.5)

мм.

– довжина лопатки, мм:

, (3.6)

мм.

кг.

Маса сталі осердь статора і ротора, кг:

, (3.7)

кг.

Маса ізоляції статора, кг:

, (3.8)

кг.

Маса конструкційних матеріалів двигуна, кг:

, (3.9)

кг.

Маса двигуна з короткозамкненим ротором, кг:

, (3.10)

кг.

Маса двигуна з короткозамкненим ротором не перевищує дозволенного значення для двигуна цього класу.

5 Конструкція двигуна

Електрична машина має статор і ротор, розділені повітряним зазором. Активними частинами її є магніто провід і обмотки. Всі інші частини – конструктивні, що забезпечують необхідну жорсткість, міцність, можливість обертання, охолодження і т.п.

М агнітопровід, по якому замикається змінний магнітний потік, виконують шихтованим – з листів електротехнічної сталі, як і в трансформаторі. Якщо потік постійний, то магнітопровід можна виконувати масивним; у цьому випадку він може здійснювати і конструктивні функції, тобто служити елементом, що забезпечує міцність даної частини машини.

Т

Рисунок.5.1 – Конструктивна схема обертової електромашини

1 – статор; 2 – обмотка статора; 3 – повітряний проміжок; 4 – ротор; 5 – обмотка ротора; 6 – підшипники; 7 – підшипникові щити; 8 – вал ротора; 9 – вентилятор; 10 – станина

ак як в частинах електричних машин магнітний потік замикається по складним контурам, що відрізняються від прямолінійних, у них, як правило, застосовується ізотропна холоднокатана сталь. Сердечники статорів і роторів асинхронних машин і якорів синхронних машин і машин постійного струму штампують з ізотропної рулонної холоднокатаної сталі, що дозволяє при розкрої одержувати економію порядку 10...15% у порівнянні з листовою, тому листова сталь застосовується рідко.

У машинах малої потужності застосовують сталь марки 2013 з низьким змістом кремнію, досить грузлу, що дозволяє одержувати дрібні пази складної конфігурації. У машинах середньої і великої потужності використовують сталь марок 2212, 2311 і 2411 з підвищеним змістом кремнію. Ці сталі більш тендітні, що ускладнює їхнє штампування, але мають низькі втрати на перемагнічування і не вимагають обжигу сердечників після штампування.

Статор асинхронних складається із шихтованого магніто проводу,

запресованого в литу станину. Оскільки через масивну станину перемінний магнітний потік не замикається, станину можна виконувати з

немагнітного матеріалу (алюмінію) чи феромагнітного з малою магнітною проникністю (чавуна), порівняно дешевих і добре пристосованих до ливарної технології. На внутрішній поверхні шихтованого статора, у пазах, розташовують обмотки статора.

Р отор асинхронної машини зазвичай складається із сердечника, набраного з листів електротехнічної сталі. Сердечник запресовують на вал або втулку ротора (при великих розмірах машини) і стискають спеціальними натискними шайбами. У пазах, розміщених на зовнішній поверхні ротора (подібних за формою з пазами статора), розташовують обмотку ротора. При виготовленні листів ротора і статора в них штампують пази для укладання провідників обмотки ротора і статора, а також вентиляційні канали для проходу охолодного повітря.

Конфігурація зубців і пазів залежить від типу машини і її потужності. У машинах великої потужності обмотки статора і ротора виконують із провідників прямокутного перетину. У цьому випадку використовують відкриті пази прямокутної форми, що дозволяють щонайкраще розмістити провідники і забезпечити надійну їхню ізоляцію. У машинах малої і середньої потужності обмотки ротора і статора звичайно виконують із проводу круглого перетину; у таких машинах застосовують напівзакриті пази овальної чи трапецеїдальної форми. У ряді випадків при провідниках прямокутного перетину використовують напіввідчинені пази, що зменшують магнітний опір шару «зубці – пази – повітряний зазор» у порівнянні з відкритими пазами.

При укладанні провідників у пази дно і стінки покривають ізоляційним матеріалом (склосукно, лакосукно, синтетичними плівками, міканітом і ін.). Провідники, а також їх верхній і нижній шари теж ізолюють друг від друга. Чим вище напруга, при якому працює машина, тим більшу електричну міцність повинна мати ізоляція провідників від сердечника, ротора чи статора. Провідники зміцнюють у пазах ротора і статора за допомогою клинів, а на роторі, крім того, за допомогою стекло бандажів, намотаних на лобові частини його обмотки (частини обмотки, що виходять із сердечника ротора). У деяких випадках бандажі розташовують і в декількох місцях уздовж сердечника ротора.

Для підведення струму до обмотки чи ротора підключення до неї реостата на роторі повинні бути розташовані контактні кільця: три кільця при трифазному струмі і два кільця при постійному струмі. Виключення складають асинхронні машини з короткозамкненим ротором, яким контактні кільця не вимагаються. Струмознімання з контактних кілець здійснюють за допомогою щіток – прямокутних брусків, виготовлених із суміші вугілля, графіту і порошку металу (міді і свинцю). Щітки встановлюють у спеціальних щіткотримачах і притискають до контактної поверхні за допомогою пружин.

Електричні машини потужністю приблизно до 2000 кВт мають кулькові чи роликові підшипники, розташовані в підшипникових щитах. При великих потужностях застосовують ковзні підшипники.