Другие возможные методы регулирования частоты вращения АД не получили распространения.

9.1.5. Специальные режимы асинхронных машин

В ряде специальных установок асинхронные машины с фазными роторами используются в качестве преобразователей частоты, для изменения фазы (фазовращатели) и для изменения напряжения (индукционные регуляторы).

В преобразователях частоты напряжение снимается с контактных колец фазного ротора, вращающегося от приводного двигателя. Статор машины подключается к сети с частотой /,. Переменная частота тока ротора определяется соотношением частоты вращения поля статора и частоты вращения приводного двигателя:

f - f с-Ир Р( с-V

е ~ 60

Регулирование частоты /2 достигается изменением частоты вращения ротора приводного двигателя Ир.

Для изменения фазы напряжения используют заторможенную асинхронную машину. Напряжение снимают с контактных колец ротора, при этом фаза напряжения определяется взаимным положением осей

обмоток ротора и статора (рис. 9.9). Для изменения положения ротора относительно статора и фиксации его в нужном положении используют червячную передачу с ручным или электрическим приводом от вспомогательного двигателя.

Для плавного изменения напряжения используют асинхронную машину, работающую в трансформаторном режиме (индукционный регулятор) К сети подключают обмотку заторможенного фазного ротора. Последовательно с каждой ее фазой по автотрансформаторной схеме (рис. 9.10) соединяют фазы обмотки статора, играющие роль вторичной обмотки автотрансформатора. При повороте ротора относительно статора из-за изменения взаимного положения их обмоток напряжение регулятора меняется:

I/ = I/, + £2.

где I/, и £2 ~ напряжение и ЭДС соответственно обмоток ротора и статора (см. рис. 9.10).

Поворот и фиксирование положения ротора относительно статора осуществляется так же, как и в фазорегуляторе, т. е. с помощью червячной передачи с ручным или электрическим приводом от вспомогательного электродвигателя. Индукционные регуляторы применяются в промышленных установках для плавного регулирования напряжения.

Рис. 9.9. Схема включения обмоток и векторная диаграмма напряжений фазовращателя

сг

2тах

Рис. 9.10. Схема соединения обмоток и векторная диаграмма напряжений трехфазного

индукционного регулятора

9.2. Асинхронные двигатели серии 4А

9.2.1. Структура и характеристика серии

Серия 4А является массовой серией АД, рассчитанных на применение в различных областях промышленности [2]. Она охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 до 400 кВт и выполнена на 17 высотах оси вращения - от 50 до 355 мм. Принятый ряд мощностей двигателей соответствует ГОСТ 13267-73. Габаритные, установочные и присоединительные размеры АД регламентированы ГОСТ 18709-73.

Серия включает основное исполнение АД, ряд модификаций и специализированные исполнения. Двигатели основного исполнения соответствуют общим требованиям и предназначены для нормальных условий работы (двигатели общего назначения). Они выпускаются во всем диапазоне мощностей и высот оси вращения, охватываемых серией. Это трехфазные АД с короткозамкнутым ротором, рассчитанные на частоту питания 50 Гц, имеющие степень защиты IP44 или IP23.

Модификации и специализированные исполнения АД серии 4А построены на базе их основного исполнения, т. е. имеют те же принципиальные конструктивные решения основных элементов и высоты оси вращения. Они выпускаются отдельными отрезками серий на определенные высоты оси вращения и номинальные мощности и предназначены для применения в механизмах, предъявляющих специфические требования к электроприводу, или в условиях эксплуатации, отличных от нормальных, регламентируемых ГОСТ 183-74.

К электрическим модификациям АД серии 4А в Справочнике отнесены АД с повышенным пусковым моментом, с повышенным номинальным скольжением, многоскоростные, двигатели с частотой питания 60 Гц.

К конструктивным модификациям АД серии 4А отнесены АД с фазным ротором, малошумные, со встроенными электромагнитными тормозами, встраиваемые, со встроенной температурной зашитой, для моноблочных насосов.

Модификации исполнений по условиям окружающей среды включают АД тропического исполнения, химостойкие, сельскохозяйственного, влагоморозостойкого, пыле-защищенного и рудничного исполнений.

К специализированным ислолнениям АД

серии 4А отнесены высокоточные двигатели, двигатели привода лифтов, частотно-управляемые и двигатели для привода деревообрабатывающих станков.

В серии 4А принята следующая система обозначений:

4АХХХХХХХ

1 2 3 4 5 6 7 8

где 1 - название серии (4А);

2 - исполнение АД по способу защиты:

буква Н - исполнение IP23, отсутствие буквы означает исполнение IP44;

3 - исполнение АД по материалу ста-

нины и щитов: А - станина и щиты алюминиевые; X - станина алюминиевая, щиты чугунные (или обратное сочетание материалов); отсутствие буквы - станина и щиты чугунные или стальные;

4 - высота оси вращения, мм (две или

три цифры);

5 - установочный размер по длине ста-

нины: буквы S, М или L (меньший, средний или больший);

6 - длина сердетаика: А - меньшая, В -

большая при условии сохранения установочного размера; отсутствие буквы означает, что при данном установочном размере (S, М или L) выполняется только одна длина сердечника;

7 - число полюсов АД (одна или две

цифры);

8 - климатическое исполнение и катего-

рия размещения по ГОСТ 15150-69.

Различные модификации и специализированные исполнения АД серии 4А обозначают дополнительными буквами, место которых в обозначении установлено для каждой из модификаций особо (см. пп. 9.2.5-9.2.25).

9.2.2. Назначение и условия , эксплуатации двигателей основного исполнения

Асинхронные двигатели серии 4А основного исполнения предназначены для работы от сети трехфазного переменного тока частотой 50 Гц.

Нормальные значения климатических факторов внешней среды принимаются в соответствии с ГОСТ 15543-70, при этом запыленность воздуха не должна быть более

10 мг/м для АД со степенью защиты IP44 климатических исполнений У2, УЗ, УХЛ4, У5 и более 2 мг/м для АД со степенью защиты 1Р23.

Условия эксплуатации АД в части воздействия механических факторов внешней среды-по группе Ml ГОСТ 17516-72.

Условия транспортирования АД в части воздействия механических факторов - С по ГОСТ 23216-78, в части воздействия климатических факторов - 5 по ГОСТ 15150-69.

Условия хранения упакованных АД для макроклиматических районов с умеренным климатом - 2, для макроклиматических районов с тропическим климатом - 6 по ГОСТ 15150-69.

Двигатели мощностью от 0,06 до 0,37 кВт изготовляют на номинальные напряжения 220 и 380 В:

мощностью от 0,55 до 11 кВт - 220, 380 и 660 В;

мощностью от 15 до 110 кВт - 220/380 и 380/660 В;

мощностью от 132 до 400 кВт - 380/660 В.

Двигатели мощностью до И кВт выпускаются с тремя, а по заказу потребителя - с шестью выводными концами. Соединение обмотки - треугольник или звезда-

Двигатели мощностью вьппе 15 кВт изготовляют с шестью выводными концами. Соединение обмотки - треугольник или звезда.

Исполнение АД по степени защиты (ГОСТ 17494-72), способу монтажа (ГОСТ 2479-79) и способу охлаждения (ГОСТ 20459-75) для различных высот оси вращения приведено в табл. 9.1.

Класс вибрации АД (по ГОСТ 16921-83) в зависимости от высоты оси вращения приведен в табл. 9.2.

Средние значения уровня шума АД в зависимости от высоты оси вращения и синхронной частоты вращения приведены в табл. 9.3.

Показатели надежности АД: средний срок службы - не менее 15 лет при наработке 4000 ч; средний срок службы до первого капитального ремонта - 8 лет при наработке 20000 ч; вероятность безотказной работы - не менее 0,9 за 10 ООО ч.

Увязка мощностей АД серии 4А основного исполнения с установочными размерами в зависимости от степени защиты и числа полюсов, определенная ГОСТ 19523-81, приведена в табл. 9.4 и 9.5.

Таблица 9.1

Таблица 9.2. Классы вибрации асинхронных двигателей