Czego można się dowiedzieć o silniku elektrycznym, znając jego dane katalogowe

Katalogi silników asynchronicznych zawierają wszystkie dane niezbędne do doboru silnika.

W katalogach podano: wielkość silnika, moc znamionową dla trybu S1 (praca ciągła), prędkość przy mocy znamionowej, prąd stojana przy mocy znamionowej, sprawność przy mocy znamionowej, współczynnik mocy przy mocy znamionowej, częstotliwość prądu rozruchowego, czyli is. początkowy prąd rozruchowy do wartości znamionowej lub wielokrotności mocy rozruchowej, tj. stosunek całkowitej mocy rozruchowej do mocy znamionowej, wielokrotność początkowego momentu rozruchowego, wielokrotność minimalnego momentu obrotowego, dynamiczny moment bezwładności wirnika.

Oprócz tych danych związanych z trybem znamionowym lub trybem rozruchu, katalogi zawierają bardziej szczegółowe dane dotyczące zmiany sprawności i współczynnika mocy wraz ze zmianami obciążenia wału silnika. Dane te prezentowane są w formie tabelarycznej lub graficznej.Korzystając z tych danych, można również obliczyć prąd stojana i poślizg przy różnych obciążeniach wału.

Katalogi wskazują również wymiary niezbędne do zamontowania silnika na miejscu i podłączenia go do sieci.

Różne etapy rozwoju silnika, dystrybucji, instalacji, eksploatacji i naprawy wymagają różnych poziomów szczegółowości. W większości przypadków wystarczą szczegóły na poziomie rozmiaru. Standardowy opis katalogowy wielkości silników serii 4A i AI zawiera cechy oznaczone maksymalnie 24 znakami.

Przykłady 4A160M4UZ — silnik indukcyjny serii 4A, ze stopniem ochrony IP44, łoże i tarcze są żeliwne, wysokość osi obrotu 160 mm, wykonane jest w łożu średniej długości M, czterobiegunowe, przeznaczone do pracy w klimacie umiarkowanym, kategoria 3.

4АА56В4СХУ1 — silnik asynchroniczny serii 4A o stopniu ochrony IP44, rama i osłony są aluminiowe, wysokość osi obrotu wynosi 56 mm, ma długi rdzeń, czterobiegunowy, modyfikacja rolnicza zgodnie z warunkami środowiskowymi, przeznaczony do pracy w klimacie umiarkowanym, kategoria 1 na miejsce.

Moc znamionowa silnika to moc mechaniczna wału w trybie pracy, do którego jest przeznaczony przez producenta.

Liczba mocy znamionowych silników elektrycznych: 0,06; 0,09; 0,12; 0,18; 0,25; 0,37; 0,55; 0,75; 1.1; 1,5; 2,2; 3,7; 5,5; 7,5; jedenaście; 15; 18,5; 22; trzydzieści; 37; 45; 55; 75; 90; 110; 132; 160; 200; 250; 315; 400 kW.

Maksymalna dopuszczalna moc silnika może ulec zmianie wraz ze zmianą trybu pracy, temperatury płynu chłodzącego i wysokości nad poziomem morza.

Silniki muszą utrzymywać swoją moc znamionową, gdy napięcie sieciowe odbiega od wartości znamionowej w granicach ± ​​5% przy znamionowej częstotliwości sieciowej i gdy częstotliwość sieciowa odbiega w granicach ±2,5% przy napięciu znamionowym. Przy jednoczesnym odchyleniu napięcia i częstotliwości sieci od wartości znamionowych silniki muszą utrzymywać moc znamionową, jeżeli suma bezwzględnych odchyleń nie przekracza 6%, a każde z odchyleń nie przekracza normy.

Synchroniczna prędkość silnika

Liczba synchronicznych prędkości obrotowych silników asynchronicznych jest ustalana przez GOST, a przy częstotliwości sieci 50 Hz występują następujące wartości: 500, 600, 750, 1000, 1500 i 3000 obr./min.

Dynamiczny moment bezwładności wirnika silnika elektrycznego

Miarą bezwładności ciała podczas ruchu obrotowego jest moment bezwładności równy sumie iloczynów mas wszystkich elementów punktowych przez kwadrat ich odległości od osi obrotu. Moment bezwładności wirnika silnika indukcyjnego jest równy sumie momentów bezwładności wielostopniowego wału, rdzenia, uzwojenia, wentylatora, wpustu, obracających się części łożysk tocznych, uchwytów cewek i podkładek oporowych wirnika fazowego itp.

Mocowanie silników elektrycznych do obiektu odbywa się za pomocą stóp, kołnierzy lub jednocześnie stóp i kołnierzy.

Wymiary montażowe asynchronicznych silników elektrycznych z wirnikiem klatkowym lamp (a) i kołnierzem (b)

Silniki elektryczne montowane na nogach mają cztery główne rozmiary montażowe:

h (H) — odległość od osi wału do powierzchni nośnej łap (rozmiar podstawowy),

b10 (A) — odległość między osiami otworów montażowych,

l10 (B) — odległość między osiami otworów montażowych (widok z boku),

l31 (C) — odległość od podpierającego końca wolnego końca wału do osi najbliższych otworów montażowych w łapach.

Silniki elektryczne z kołnierzami mają cztery główne rozmiary montażowe:

d (M) — średnica okręgu środków otworów montażowych,

d25 (N) — średnica centrowania ostrzenia,

d24 (P) — średnica zewnętrzna kołnierza,

l39 (R) to odległość od powierzchni nośnej kołnierza do powierzchni nośnej końca wolnego wału.

Charakterystyka silników elektrycznych

Charakterystyki mechaniczne i właściwości rozruchowe silnika

Charakterystyka mechaniczna to zależność momentu obrotowego silnika od jego prędkości obrotowej przy stałym napięciu, częstotliwości sieci oraz zewnętrznych rezystancji w obwodach uzwojenia silnika.

Właściwości rozruchowe charakteryzują się wartościami momentu rozruchowego Mp, momentem minimalnym Mmin, momentem maksymalnym (krytycznym) Mcr, prądem rozruchowym Azp lub mocą rozruchową Pp lub ich wielokrotnościami. Nazywa się zależność wskazanego momentu od nominalnego momentu poślizgu względnej charakterystyki mechanicznej silnika elektrycznego.

Nominalny moment obrotowy silnika elektrycznego, N / m, określa wzór

Mnom = 9550 (Rnom / nnom)

gdzie Rnom — moc znamionowa, kW; nnom — prędkość nominalna, obr./min.

Różnorodność właściwości mechanicznych dla różnych modyfikacji silników indukcyjnych pokazano na rysunku.

Charakterystyki mechaniczne asynchronicznych silników elektrycznych z wirnikiem klatkowym: 1 — radar podstawowy, 2 — o zwiększonym momencie rozruchowym, 3 — o zwiększonym poślizgu.

Charakterystyki mechaniczne grupy silników reprezentujących segment serii mieszczą się w określonej strefie.Linia środkowa tej strefy będzie nazywana grupową charakterystyką mechaniczną segmentu serii. Szerokość obszaru charakterystycznego grupy nie przekracza pola tolerancji momentu.

Charakterystyki eksploatacyjne silników elektrycznych

Charakterystykami pracy są zależności mocy wejściowej P1, prądu w uzwojeniu stojana Az, momentu obrotowego M, sprawności, współczynnika mocy cos f i poślizgu s od mocy wypadkowej silnika P2 przy stałym napięciu na zaciskach uzwojenia stojana, częstotliwości sieci i zewnętrznych rezystancji w obwodach uzwojenia silnika. Jeśli takie zależności nie występują, wówczas wartości wydajności i cos f można w przybliżeniu określić na podstawie liczb.

Charakterystyka silników asynchronicznych

Sprawność silnika elektrycznego przy obciążeniach częściowych: 1 — P2 / P2nom = 0,5, 2 — P2 / P2nom = 0,75, 3 — P2 / P2nom = 1,25

Współczynnik mocy silnika elektrycznego przy obciążeniach częściowych: 1 — P2 / P2nom = 0,5, 2 — P2 / P2nom = 0,75, 3 — P2 / P2nom = 1,25

Przesuwny silnik elektryczny można określić w przybliżeniu za pomocą wzoru:

snom = s2 (P2 / Pnom),

i prądu w linii stojana silnika elektrycznego — zgodnie ze wzorem:

gdzie I — prąd stojana, A, cos f — współczynnik mocy, Unomal — znamionowe napięcie sieciowe, V.

Prędkość wirnika silnika:

n = nc (1 — s),

gdzie nc — synchroniczna częstotliwość obrotów silnika elektrycznego, obr./min.

Budowa silników elektrycznych

Stopień ochrony silników elektrycznych

Stopień ochrony silników elektrycznych jest określony w GOST 17494-72. Charakterystykę stopnia ochrony i ich oznaczenia określono w GOST 14254-80.Norma ta określa stopień ochrony personelu przed kontaktem z częściami czynnymi lub ruchomymi silników elektrycznych oraz przed wnikaniem ciał stałych i wody do wnętrza silników elektrycznych.

Stopień ochrony jest oznaczony dwiema łacińskimi literami IP (ochrona międzynarodowa) i dwiema cyframi. Pierwsza cyfra wskazuje stopień ochrony personelu przed kontaktem z częściami ruchomymi lub pod napięciem, a także stopień ochrony przed wnikaniem ciał stałych do silników elektrycznych. Druga cyfra wskazuje stopień ochrony przed wnikaniem wody do silników elektrycznych

Metody chłodzenia silników elektrycznych

Metody chłodzenia są oznaczone dwiema łacińskimi literami 1C (International Cooling) oraz charakterystyką obwodu chłodzenia.

Każdy obwód chłodzący silnika elektrycznego ma charakterystykę oznaczoną literą łacińską oznaczającą rodzaj czynnika chłodniczego i dwiema cyframi. Pierwsza cyfra wskazuje konstrukcję obiegu dla obiegu czynnika chłodniczego, druga - sposób dostarczenia energii do obiegu czynnika chłodniczego. Jeżeli silnik elektryczny ma dwa lub więcej obwodów chłodzących, wówczas oznaczenie pokazuje charakterystykę wszystkich obwodów chłodzących. Jeżeli powietrze jest jedynym czynnikiem chłodniczym silnika elektrycznego, dopuszcza się pominięcie litery wskazującej rodzaj gazu.

W silnikach asynchronicznych stosowane są następujące sposoby chłodzenia: IC01 — silniki o stopniu ochrony IP20, IP22, IP23 z wentylatorem umieszczonym na wale silnika, IC05 — silniki o stopniu ochrony IP20, IP22, IP23 z dołączonym wentylatorem posiadającym niezależny napęd , IC0041 — silniki o stopniach ochrony IP43, IP44, IP54 z chłodzeniem naturalnym; IC0141 — silniki o stopniu ochrony IP43, IP44, IP54 z zewnętrznym wentylatorem umieszczonym na wale silnika, IC0541 — silniki o stopniu ochrony IP43, IP44, IP54 z dołączonym wentylatorem posiadającym niezależny napęd.

Zamknięty silnik dmuchany (stopień ochrony IP44)

Klasy odporności cieplnej układu izolacyjnego silnika elektrycznego

Materiały izolacyjne stosowane w silnikach elektrycznych są podzielone na klasy według odporności cieplnej.

Materiał izolacyjny jest klasyfikowany do jednej lub drugiej klasy w zależności od maksymalnej dopuszczalnej temperatury. Silniki pracują w różnych temperaturach otoczenia.

Dla znamionowej temperatury otoczenia dla klimatu umiarkowanego, o ile nie określono inaczej, przyjmuje się temperaturę 40 ° C. Maksymalny dopuszczalny wzrost temperatury uzwojenia silnika uzyskuje się, odejmując 40 od ​​wskaźnika temperatury układu izolacyjnego.

Wybierając wyższą klasę żaroodporności (np. F zamiast B) można osiągnąć dwa cele selekcyjne:

1) zwiększenie mocy silnika przy stałej teoretycznej żywotności,

2) wzrost żywotności i niezawodności przy stałej mocy. W większości przypadków zastosowanie bardziej odpornej na ciepło izolacji ma na celu poprawę niezawodności silnika w trudnych warunkach pracy.