Увеличение перегрузочной способности асинхронных короткозамкнутых двигателей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 190

1968

УВЕЛИЧЕНИЕ ПЕРЕГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ АСИНХРОННЫХ КОРОТКОЗАМКНУТЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Ю. М. БАШАГУРОВ, А. С. ГИТМАН, Э. К. СТРЕЛЬБИЦКИИ

(Представлена научным семинаром кафедр электрических машин и общей электротехники)

Исследования режимов нагружения электродвигателей универсального металлорёжущего оборудования, проведение в последние годы в НИИМАШ и ЭН*ИМС, показали, что средняя нагрузка двигателей составляет 10->'25 проц. от номинальной мощности [1, 2]. Аналогичные, но более приемлемые для электромашиностроителей исследования были проведены кафедрой электрических машин Томского политехнического института на станках модели 1К62 [3]. Установлено, что плотность распределения нагрузок на валу Р2 хорошо аппроксимируется законом Вейбулла

Экспериментально установлено, что для случайный режимов нагружения двигателей на универсальных станках т = 0,91, а '

Р2—средняя нагрузка на валу двигателя.

Двигатель АО 2-52-4 мощностью 10 *квт, установленный на станке 1К62, загружен в среднем на 10 проц.

При выборе двигателей на постоянную нагрузку ограничивающими факторами, как правило, являются температура обмотки статору и величина пускового момента. В рассматриваемых двигателях указанные ограничения не являются лимитирующими, и выбор двигателя практически производится по величине опрокидывающего мсшента, каталожная величина которого для двигателей серии А02 .составляет 170 — 220 проц. от номинального момента.

Если принять во внимание, что количество двигателей, ежегодно устанавливаемых на металлорежущих станках в качестве главных приводов, составляет 1204-180 тысяч, а закон распределения нагрузки на валу достаточно устойчив, то станет очевидной целесообразность создания модификации асинхронных электродвигателей с повышенной перегрузочной способностью специально для универсального металлорежу-

(1)

(2)

где

22. Зак. 4379.

337

щего оборудования. Увеличение перегруз-очной способности на 1—2 ступени шкалы мощностей позволит соответственно снизить номинальную мощность устанавливаемых двигателей.

Томским политехническим институтом совместно с СКБ Электромашиностроения был спроектирован такой двигатель применительно к станку 1К62 на базе серийного двигателя АО 2-42-4, предназначенный для замены ныне используемого двигателя АО 2-52-4. Были сохранены все основные и габаритно-установочные размеры двигателя АО 2-42-4.

Для повышения перегрузочной способности 'магнитный поток увеличен на 27 проц. Это Ьсуществлено уменьшением числа витков обмотки статора при некотором увеличении ширины зубцов статора и ротора, так что индукция в зубцах составила 1,8 тл. Геометрия зубцовой зоны была оптимизирована на ЭЦВМ М-20. Увеличение магнитного потока привадит к большему пусковому току (1к/1н=9-г 10) и большой скорости нарастания температуры обмотки статора при заторможенном роторе (10-г 12°С/сех). -

Чтобы сохранить указанные показатели на уровне серийных двигателей, применено специальное устройство, предложенное еще в 1926 году академиком К. И. Шенфером [4]. На вал двигателя между торцом ротора, не имеющего вентиляционных лопаток, и подшипниковым щитом надевается стальная тарелка, которая в режиме короткого замыкания притягивается к торцу ротора и, шунтируя короткозамыкающие кольца, увеличивает поток рассеяния лобовых частей в 8—10 раз. В нормальных режимах работы тарелгка отжимается от ротора пружиной. В зависимости от того, насколько необходимо снизить ток короткого замыкания, тарелки устанавливаются с одной или с обеих сторон. В первом случае тарелка устанавливается со стороны внешнего вентилятора.

Опытный образец двигателя с условным названием АОМ 2-42-4 был изготовлен СКБЭМ. В табл. 1 приводятся его основные данные.

Таблица 1

АО 2-42-4

ЛОМ 2-42-4

АО 2-51-4

АО 2-52-4

Рг, КВТ 5,5 5,5 7,5 10

Мм, кгм 7,4 13,2* 10,0 13,3

Мм/Мн 2,00 3,57* ,2,00 2,00

Мп, кгм 5,5 7,0*' 7,0 9,3

Мп/Мн 1,5 1,9* 1,4 1,4

1«, а 11,0 12,5 14,5 19,2

COS фн 0,86 0,80 0,88 0,88

TJH, %■ 88 86,5 89 90

Вес, кг 68 69 90,5 104

Стоимость, рублей 52 — 84 100

Примечание: «звездочкой» обозначены опытные данные.

Выводы

1. Пусковой и максимальный моменты двигателя АОМ 2-42-4 соответствуют* аналогичные показателям двигателя АО 2-51-4, который предполагается Останавливать в будущем на станках 1К62.

,2. Скорость нарастания температуры обмотки статора в заторможенном состоянии двигателя АОМ 2-4*2-4 соответствует нормам на этот показатель.

3. Превышение температуры обмотки статора в номинальном режиме соответствует классу изоляции Е.

4. Хотя номинальные юп.д. и коэффициент мощности двигателя АОМ 2-42-4 ниже, чем у двигателя АО 2-51-4, соответствующие средние

показатели двигателя АОМ 2-42-4 в режимах работы стан-ков 1К62 будут выше, чем у двигателей АО 2-51-4 и АО 2-52-4.

5. Вес и стоимость двигателя АОМ 2-42-4 значительно ниже, чем двигателя АО 2-51-4.

6. Описанное устройство может оказаться эффективным в серийных двигателях общепромышленного применения для понижения скорости нарастания температуры и повышения надежности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Р. М. П р а т у с е в и ч. Эксплуатационные режимы нагружения универсальных станков. «Станки и инструмент», № 6, 1960.

2. Д. С. Львов. Основы экономического проектирования машин. «Экономика», 1966.

3. Ю. М. Башагуров, А. С. Гит м а н, Э. К. С т р е л ь бицкий. Исследование режимов работы электродвигателей универсальных металлорежущих станков. Известия ТПИ, № 17.2, 1967.

4. К. И. Шенфер. Патентное изобретение № 7507, класс 21 д2, 20, выдано 31.01.29.

\