Asinhrono motoru strukturālās formas

Ārējās strukturālās formas asinhronie motori nosaka dzinēja montāžas veids un tā aizsardzības veids pret apkārtējās vides ietekmi. Normāla kāju motora darbība ir plaši izplatīta (1. att., a). Šajā gadījumā motora vārpstai jābūt horizontālai. Dzinēji ar atlokiem (1. att., b) tiek plaši izmantoti horizontālām un vertikālām instalācijām.

Viņi arī ražo inline indukcijas motorus, kuriem nav rāmja, gala vairogi, vārpstas. Šāda motora elementi ir iestrādāti mašīnas korpusa daļās, un motora vārpsta ir viena no mašīnas vārpstām (bieži vien vārpsta), un gulta ir mašīnas komplekta korpuss, piemēram, slīpēšanas galva (att. . 2).

Ārzemēs plaši tiek izplatīti īpašas konstrukcijas motori, tostarp motori ar maziem radiāliem izmēriem un ievērojamu garumu, un disku motori, īpaši ar cilindra formas statoru un gredzenveida ārējo rotoru. Tiek izmantoti arī motori, kurus ieslēdzot, rotors, kuram ir konusa forma, pārvietojas aksiālā virzienā, attīstot ievērojamu vilces spēku.

Šo spēku izmanto, lai atbrīvotu mehānisko bremzi, kas iedarbojas uz motora vārpstu pēc tam, kad motors ir atvienots no elektrotīkla. Turklāt tiek izmantotas daudzas dzinēju konstrukcijas ar pievienotām pārnesumkārbām, pārnesumkārbām un mehāniskiem variatoriem, kas nodrošina vienmērīgu regulēšanu.

Rīsi. 1. Asinhrono motoru projektēšana

Trūkums, izmantojot dzinējus ar īpašām konstrukcijas formām, ir grūtības tos nomainīt avārijas gadījumā. Bojāts elektromotors nav jānomaina, bet jālabo, un remonta laikā mašīna darbojās tukšgaitā.

Mašīnu vadīšanai tiek izmantoti dzinēji ar dažādiem vides aizsardzības veidiem.

Ekranētajiem motoriem ir režģi, kas aizsedz gala vairogu ventilācijas atveres. Tas novērš svešķermeņu iekļūšanu dzinējā, kā arī neļauj darba ņēmējam pieskarties rotējošām un zemsprieguma daļām. Lai novērstu šķidruma pilienu nokrišanu no augšas, dzinēji ir aprīkoti ar lejup vērstām vai vertikālām ventilācijas atverēm.

Rīsi. 2. Iebūvēts slīpēšanas motors

Taču, šādam elektromotoram darbojoties darbnīcā, tā ventilators kopā ar gaisu iesūc putekļus, izsmidzina dzesēšanas šķidrumu vai eļļu, kā arī sīkas tērauda vai čuguna daļiņas, kas, pielīpoties pie tinuma izolācijas, vibrē. mainīga magnētiskā lauka ietekmē ātri nolieto izolāciju.

Slēgtiem dzinējiem, kuru gala ekrānos nav ventilācijas atveru, ir uzticamāka aizsardzība pret apkārtējās vides ietekmi. Šādiem dzinējiem, kuru izmēri ir tādi paši kā aizsargātajiem, sliktākas dzesēšanas dēļ ir mazāka jauda.Ar tādām pašām jaudām un ātrumiem slēgtais elektromotors ir 1,5-2 reizes smagāks par aizsargāto, un attiecīgi tā cena ir augstāka.

Vēlme samazināt slēgto motoru izmērus un izmaksas noveda pie slēgtu pūstu elektromotoru radīšanas. Šādam elektromotoram ir ārējais ventilators, kas uzstādīts motora vārpstas galā pretī piedziņas galam un pārklāts ar vāciņu. Šis ventilators pūš ap motora korpusu.

Ventilatora motori ir ievērojami vieglāki un lētāki nekā slēgtie. Metāla griešanas mašīnu darbināšanai visbiežāk izmanto izpūstos motorus. Metāla griešanas mašīnu darbināšanai salīdzinoši reti izmanto dzinējus ar citiem vides aizsardzības veidiem. Jo īpaši, lai darbinātu slīpmašīnas, dažreiz tiek izmantoti slēgtie elektromotori.

Elektromotori ir paredzēti standarta spriegumam 127, 220 un 380 V. Vienu un to pašu motoru var pieslēgt tīkliem ar dažādu spriegumu, piemēram, tīkliem ar spriegumu 127 un 220 V, 220 un 380 V. ar diviem spriegumiem, elektromotora statora tinums ir savienots trijstūrī, lielākam - zvaigznē. Ar šo iekļaušanu abos gadījumos strāva elektromotora tinumos un spriegums tajos būs vienāds. Turklāt viņi ražo 500 V elektromotorus, to statori ir pastāvīgi savienoti zvaigznē.

Daudzās nozarēs izmantotie asinhronie vāveres motori tiek ražoti ar nominālo jaudu 0,6-100 kW uz sinhronie ātrumi 600, 750, 1000, 1500 un 3000 apgr./min.

Elektromotora tinuma vadu šķērsgriezums ir atkarīgs no caur to plūstošās strāvas lieluma. Ar lielāku strāvu motora tinumam būs lielāks tilpums.Magnētiskās ķēdes šķērsgriezums ir proporcionāls magnētiskās plūsmas lielumam. Tādā veidā elektromotora izmērus nosaka aprēķinātās strāvas un magnētiskās plūsmas vērtības vai elektromotora nominālais griezes moments. Nominālā dzinēja jauda

kur P.n — nominālā jauda, ​​kW, Mn- nominālais moments, N • m, nn- nominālais ātrums, apgr./min.

Tā paša izmēra dzinēja nominālā jauda palielinās, palielinoties tā nominālajam apgriezienu skaitam. Tāpēc zema ātruma elektromotori ir lielāki nekā ātrgaitas motori ar tādu pašu jaudu.

Slīpējot mazus caurumus, ir nepieciešams ļoti liels slīpēšanas vārpstas ātrums, lai iegūtu atbilstošu griešanas ātrumu. Tātad, slīpējot ar riteni ar diametru 3 mm ar ātrumu tikai 30 m / s, vārpstas ātrumam jābūt vienādam ar 200 000 apgriezieniem minūtē. Pie lieliem vārpstas apgriezieniem iespīlēšanas spēku var krasi samazināt. Tajā pašā laikā tiek samazināta riteņu slīpēšana un serdeņa liekšana, kā arī tiek palielināta virsmas apdare un apstrādes precizitāte.

Saistībā ar iepriekš minēto, nozare izmanto neskaitāmus modeļus t.s. Elektriskās vārpstas ar griešanās ātrumu 12 000-144 000 apgr./min un vairāk. Elektrovārpsta (3. att., a) ir slīpēšanas vārpsta uz rites gultņiem ar iebūvētu augstfrekvences vāveres motoru. Motora rotors atrodas starp diviem gultņiem vārpstas galā pretī slīpripam.

Rīsi. 3. Elektrovārpstas

Elektriskā vārpstas stators ir samontēts no lokšņu elektrotērauda. Uz tā tiek uzlikta bipolāra spole.Arī motora rotors ar ātrumu līdz 30 000-50 000 apgr./min tiek izsaukts no lokšņu metāla un tiek piegādāts ar parasto īssavienojuma tinumu. Viņiem ir tendence pēc iespējas samazināt rotora diametru.

Gultņa veida izvēlei ir īpaša nozīme elektrovārpstu darbībā. Parasti tiek izmantoti precīzi lodīšu gultņi, kas darbojas ar priekšslodzi, kas izveidota, izmantojot kalibrētas atsperes. Šādi gultņi tiek izmantoti griešanās ātrumiem, kas nepārsniedz 100 000 apgriezienus minūtē.

Rūpniecībā plaši izmanto aerostatiskos gultņus (3. att., b). Augstfrekvences elektromotora vārpsta 1 griežas ar gaisu ieeļļotos gultņos 3. Aksiālo slodzi absorbē gaisa spilvens starp vārpstas galu un atbalsta gultni 12, pret kuru vārpsta tiek nospiesta zem gaisa spiediena, kas tiek piegādāts korpusa iekšpusei caur atveri 14 dzinēja dzesēšanai. Saspiestais gaiss iziet cauri filtram un ieplūst caur veidgabalu 10 kamerā 11. No šejienes caur kanālu 9 un apļveida rievu 8 gaiss nonāk kanālā 7 un kamerā 6. No turienes gaiss nonāk gultnē. plaisa. Gaiss tiek padots uz kreiso gultni caur caurulēm 5 un kanāliem 4 dzinēja korpusā.

Izplūdes gaiss tiek izvadīts pa kanāliem 13. Gaisa spilvenu atbalsta gultņa spraugā rada gaiss, kas iet no kameras 11 caur gultni, kas izgatavots no porainā oglekļa grafīta. Katram gultnim ir konusveida misiņš. Tajā tiek iespiests oglekļa grafīta laineris, kura poras ir piepildītas ar bronzu. Pirms elektrovārpstas iedarbināšanas tiek padots gaiss un starp vārpstu un buksēm tiek izveidoti gaisa spilveni. Tas novērš berzi un gultņu nodilumu palaišanas laikā.Pēc tam motors tiek ieslēgts, rotora 2 ātrums sasniedz nominālo ātrumu 5-10 s. Kad dzinējs ir izslēgts, 2. rotors griežas brīvi 3–4 minūtes. Lai samazinātu šo laiku, tiek izmantota elektriskā bremze.

Gaisa spilvenu izmantošana krasi samazina berzes zudumus elektriskajā vārpstā, gaisa patēriņš ir 6-25 m3/h.

Ir izmantotas arī gultņu elektrovārpstas ar šķidru eļļošanu. To darbībai ir nepieciešama nepārtraukta eļļas cirkulācija zem augsta spiediena, pretējā gadījumā gultņu sildīšana kļūst nepieņemama.

Augstfrekvences elektromotoru ražošanai nepieciešama precīza atsevišķu detaļu izgatavošana, dinamiska rotora balansēšana, precīza montāža un stingras spraugas starp statoru un rotoru viendabīguma nodrošināšana. Strāvas frekvence, kas piegādā augstfrekvences elektromotoru, tiek izvēlēta atkarībā no nepieciešamā elektromotora ātruma:

kur nJa elektromotora sinhronā griešanās frekvence, apgr./min, f ir strāvas frekvence, Hz, p ir polu skaits, jo p = 1, tad

Pie elektrisko vārpstu sinhronā griešanās ātruma 12 000 un 120 000 apgr./min strāvas frekvencei jābūt attiecīgi vienādai ar 200 un 2000 Hz.

Augstfrekvences motoru darbināšanai tiek izmantoti speciāli ģeneratori. attēlā. 4 parādīts trīsfāzu sinhronās indukcijas ģenerators. Ģeneratora statoram ir platas un šauras spraugas. Lauka spole, kas atrodas statora platajās spraugās, tiek piegādāta ar līdzstrāvu. Šīs spoles vadītāju magnētiskais lauks ir aizvērts caur statora zobiem un rotora izvirzījumiem, kā parādīts att. 4 ar punktētu līniju.

Rotoram griežoties, magnētiskais lauks, kas pārvietojas pa rotora izvirzījumiem, šķērso maiņstrāvas tinuma pagriezienus, kas atrodas statora šaurajās spraugās, un inducē maiņstrāvas e. utt. c) šī e. utt. v. atkarīgs no rotora ausu ātruma un skaita. Elektromotoriskie spēki, ko izraisa viena un tā pati plūsma lauka vijuma tinumos, atceļ viens otru gaidāmās spoļu aktivizēšanās dēļ. Lauka spoles darbina ar elektrotīklam pievienotu taisngriezi. Statoram un rotoram ir magnētiskie serdeņi, kas izgatavoti no lokšņu elektrotērauda.

Rīsi. 4. Augstas frekvences indukcijas ģenerators

Ģeneratori ar aprakstīto konstrukciju tiek ražoti nominālajai jaudai no 1 līdz 3 kW un frekvencēm no 300 līdz 2400 Hz. Ģeneratorus darbina asinhronie motori ar sinhrono ātrumu 3000 apgr./min.

Indukcijas ģeneratorus ar paaugstinātu frekvenci sāk aizstāt ar pusvadītāju (tiristoru) pārveidotājiem. Šajā gadījumā tie parasti nodrošina iespēju mainīt strāvas frekvenci un līdz ar to arī iespēju regulēt elektromotora griešanās ātrumu. Ja šādas regulēšanas laikā spriegums tiek uzturēts nemainīgs, tad tiek veikta pastāvīga jaudas regulēšana. Ja sprieguma attiecība pret strāvas frekvenci (un līdz ar to arī motora magnētiskā plūsma) tiek uzturēta nemainīga, tad regulēšana tiek veikta ar konstantu visos ātrumos uz ilgu laiku pieļaujamo griezes momentu.

Piedziņas ar tiristoru frekvences pārveidotāju un asinhrono vāveres motoru priekšrocības ir augsta efektivitāte un lietošanas vienkāršība. Negatīvā puse joprojām ir augstā cena.Mašīnbūvē šādu piedziņu visvairāk ieteicams izmantot augstfrekvences motoriem. Mūsu valstī ir izveidoti šāda veida eksperimentālie diski.

Mazjaudas divfāžu asinhronie motori bieži tiek izmantoti darbgaldu izpildpiedziņas. Šāda motora statoram ir divi tinumi: lauka tinums 1 un vadības tinums 2 (5. att., a). Rotoram 4 vāveres būrī ir liela aktīvā pretestība. Spolu asis ir perpendikulāras viena otrai.

Rīsi. 5. Divfāzu asinhronā motora shēma un tā raksturlielumi

Uz tinumiem tiek pielikti spriegumi Ul un U2. Kad kondensators 3 ir pievienots spoles 2 ķēdei, strāva tajā pārsniedz strāvu spolē 1. Šajā gadījumā veidojas rotējošs eliptisks magnētiskais lauks un vāveres rotors 4 sāk griezties. Samazinot spriegumu U2, samazināsies arī strāva 2. spolē. Tas novedīs pie rotējošā magnētiskā lauka elipses formas maiņas, kas kļūst arvien garāka (5. att., b).

Elipsveida lauka motoru var uzskatīt par diviem motoriem uz vienas vārpstas, viens darbojas ar pulsējošu lauku F1 un otrs ar apļveida lauku F2. F1 pulsējošā lauka motoru var uzskatīt par diviem identiskiem apļveida lauka indukcijas motoriem, kas savienoti, lai grieztos pretējos virzienos.

attēlā. 5, c parāda asinhronā motora mehāniskos raksturlielumus 1 un 2 ar apļveida rotācijas lauku un ievērojamu rotora aktīvo pretestību, kad tas griežas dažādos virzienos. Vienfāzes motora mehānisko raksturlielumu 3 var konstruēt, katrai n vērtībai atņemot 1. un 2. raksturlielumu momentus M.Pie jebkuras n vērtības vienfāzes motora ar augstu rotora pretestību griezes moments tiek apturēts. Apļveida lauka motora mehāniskais raksturlielums ir attēlots ar līkni 4.

Divfāzu motora mehānisko raksturlielumu 5 var konstruēt, atņemot 3. un 4. raksturlielumu momentus M pie jebkuras n vērtības. Vērtība n0 ir divfāžu asinhronā motora griešanās ātrums ideālā tukšgaitas ātrumā. Regulējot 2. spoles barošanas strāvu (5. att., a), ir iespējams mainīt 4. raksturlieluma slīpumu (5. att., c), un līdz ar to n0 vērtību. Tādā veidā tiek veikta divfāžu asinhronā motora ātruma kontrole.

Darbojoties ar lielām slīdēšanas vērtībām, zudumi rotorā kļūst diezgan būtiski. Šī iemesla dēļ aplūkotais regulējums tiek izmantots tikai mazjaudas papildu piedziņām. Lai samazinātu paātrinājuma un palēninājuma laiku, tiek izmantoti divfāžu asinhronie motori ar dobu rotoru. Šādā dzinējā rotors ir plānsienu alumīnija dobs cilindrs.