Условные обозначения способа передвижения хладоагента
(вторая цифра):
0— свободная конвекция;
1—самовентиляция;
3— перемещение хладоагента с помощью пристроенного зависимого устройства;
5— перемещение хладоагента с помощью встроенного независимого устройства;
6— перемещение хладоагента с помощью пристроенного независимого устройства;
7— перемещение хладоагента с помощью отдельного и независимого устройства.
Если машина имеет две или более цепей охлаждения, то в обозначении указывают характеристики всех цепей охлаждения, начиная с характеристики цепи со вторичным хладоагентом (с более низкой температурой). Чаще применяют следующие способы охлаждения, обозначения которых будут использованы в книге:
Способы охлаждения:
IС01 — защищенная машина с самовентиляцией; вентилятор расположен на валу машины;
IС0141 — закрытая машина, обдуваемая наружным вентилятором, расположенным на валу машины;
IС0641 — закрытая машина, обдуваемая наружным пристроенным вентилятором с приводным электродвигателем, установленным на машине и питаемым независимо от охлаждаемой машины;
IС0041 —закрытая машина с естественным охлаждением;
IС0151— закрытая машина с охлаждением с помощью встроенного охладителя (с использованием окружающей среды);
IС0161 — закрытая машина с охлаждением с помощью пристроенного охладителя (с использованием окружающей среды);
IС13 —защищенная машина с независимой вентиляцией; охлаждение с помощью подводящей трубы, осуществляемое пристроенным зависимым устройством;
|
|
|
IС17 —защищенная машина с независимой вентиляцией; охлаждение с помощью подводящей трубы, осуществляемое отдельным и независимым устройством;
IС05— то же, охлаждение с.помощью встроенного вентилятора с приводным электродвигателем, установленным на машине и питаемым независимо от охлаждаемой машины;
IС06— то же, охлаждение с помощью пристроенного двигателя-вентилятора, питаемого независимо от охлаждаемой машины;
IС37 — закрытая машина с независимой вентиляцией; охлаждение с помощью подводящей и отводящей труб, осуществляемое отдельным и независимым устройством.
В дальнейшем изложении для машин с независимой вентиляцией будет приводиться ссылка только на способы охлаждения 1С17 и 1С37, поскольку все перечисленные способы независимой вентиляции практически равноценны по эффекту охлаждения.
Исполнения по способу монтажа. Формы исполнения по способу монтажа и их условные обозначения регламентируются Публикацией МЭК 34 — 7. Обозначение формы исполнения по способу монтажа состоит из букв IM — начальные буквы английских слов International, Mounting (международное обозначение исполнений по способу монтажа) и следующих за ними цифр. Первая цифра обозначает группу конструктивного исполнения, например, цифра 1 — машину на лапах с одним или двумя подшипниковыми щитами; 2 — то же, с фланцем на подшипниковом щите (или щитах); 3 — машину без лап с одним или двумя подшипниковыми щитами, с фланцем на одном подшипниковом щите и т. д.
|
|
|
Вторая и третья цифры обозначают способ монтажа, например при группе конструктивного исполнения 1 цифры 00 —машину с горизонтально направленным концом вала и креплением к фундаменту лапами, 01 — с вертикально направленным концом вала вниз и креплением к стене лапами; при группе 3 цифры 01 соответствуют вертикально направленному концу вала вниз и креплению к фундаменту фланцем и т. д. Четвертая цифра обозначает исполнение вала, например цифра 1 —машину с одним цилиндрическим концом вала; 2 — то же, с двумя цилиндрическими концами вала и т. д.
Наиболее распространенными исполнениями по способу монтажа являются IМ1001 — машина с двумя подшипниковыми щитами на лапах, е одним горизонтально направленным цилиндрическим концом вала; IМ1011—то же, с вертикально направленным вниз одним цилиндрическим концом вала; IМ3011 — машина с двумя подшипниковыми щитами без лап, с фланцем на одном подшипниковом щите, с вертикально направленным вниз одним цилиндрическим концом вала.
|
|
|
Полный перечень условных обозначений для возможных конструктивных исполнений машин по способу монтажа приведен в стандарте 246.
Климатические условия работы. Конструкция и исполнение машин должны предусматривать способность противостоять в условиях эксплуатации воздействию климатических факторов внешней среды. ГОСТ 15150 и 15543 регламентируют исполнение машин, категории их размещения, условия эксплуатации, хранения и транспортирования с учетом воздействия климатических факторов (температуры, влажности, пыли, солнечной радиации, интенсивности дождя и т. п.).
Каждому климатическому исполнению машин присвоено буквенное обозначение, например, для районов с умеренным климатом — У, с холодным климатом — ХЛ и т. д.
Категория размещения машин имеет цифровое обозначение, например при наиболее благоприятных условиях, когда машина предназначена для установки в закрытых отапливаемых и вентилируемых производственных или других помещениях, категория размещения обозначается цифрой 4; категория размещения машины, предназначенной для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, обозначается цифрой 3.
|
|
|
Цифровое обозначение категории размещения следует за буквенным, характеризующим условия климата. Например, исполнение машины, предназначенной для районов с умеренным климатом при категории размещения 4, имеет условное буквенно-цифровое обозначение У4.
Установочные и присоединительные размеры. Высоты оси вращения h электрических машин с горизонтальной осью вращения, равные расстоянию от оси вращения до опорной плоскости машины, регламентированы ГОСТ 13267, который соответствует рекомендациям, публикациям МЭК 72, МЭК 72А и ИСО Р496.
К каждому значению h привязаны определенные установочные и присоединительные размеры, регламентированные ГОСТ 18709 для h = 5б÷400 мм и ГОСТ 20839 для h>400 мм. Эти стандарты соответствуют рекомендациям Публикаций МЭК 72, МЭК 72А и ИСО Р775. Стандартизованные значения h и связанные с ними установочно-присоединительные размеры (мм) приведены в табл. 1-1 для h = 56÷400 мм и в табл. 1-2 для h>400
Таблица1-1
|  10
|  10
| 31
|  10
|
| 56 | 90 | 71 | 36 | 5,8 |
| 63 | 100 | 80 | 40 | 7 |
| 71 | 112 | 90 | 45 | 7 |
| 80 | 125 | 100 | 50 | 10 |
| 90 | 140 | 100 | 56 | 10 |
| 125 | ||||
| 100 | 160 | 112 | 63 | 12 |
| 140 | ||||
| 112 | 190 | 114 | 70 | 12 |
| 140 | ||||
| 159 | ||||
| 132 | 216 | 140 | 89 | 12 |
| 178 | ||||
| 203 | ||||
| 160 | 254 | 178 | 108 | 15 |
| 210 | ||||
| 254 | ||||
| 180 | 279 | 203 | 121 | 15 |
| 241 | ||||
| 279 | ||||
| 200 | 318 | 228 | 133 | 19 |
| 267 | ||||
| 305 | ||||
| 225 | 356 | 286 | 149 | 19 |
| 311 | ||||
| 356 | ||||
| 250 | 406 | 311 | 168 | 24 |
| 349 | ||||
| 406 | ||||
| 280 | 457 | 368 | 190 | 24 |
| 419 | ||||
| 457 | ||||
| 315 | 508 | 406 | 216 | 28 |
| 457 | ||||
| 508 | ||||
| 355 | 610 | 500 | 254 | 28 |
| 560 | ||||
| 630 | ||||
| 400 | 686 | 560 | 280 | 35 |
| 630 | ||||
| 710 | ||||
| 800 | ||||
| 900 |
Таблица 1-2
| h |  
|
|
|
| 450 | 710;800;900; 1000;1120; | 355;400;450;500;560; 630;710;800;900;1000; 1120;1250; | 35 |
| 500 | 800;900;1000; 1120;1250; | 400;450;500;560;630; 710;800;900;1000; 1120;1250;1400; | 42 |
Размер 
(независимо от h) выбирают из следующего ряда: 0; 100; 200; 224; 250; 280; 315; 335; 355; 375; 400; 425; 450; 475; 500; 530; 560; 600; 630; 670; 710; 750; 800; 900; 1000 мм.
ГОСТ 18709 и 20839 регламентируют размеры выступающих цилиндрических концов валов.
Длина выступающего конца вала, размеры призматической шпонки и шпоночного паза, а также наибольший допускаемый момент вращения М, связанные с диаметром выступающего цилиндрического конца вала, приведены в табл. 1-3.
Таблица 1-3
| 
| 
| 
| t | M, Нм |
| мм | |||||
| 7 | 16 | 2 | 2 | 1,2 | 0,25 |
| 9 | 20 | 3 | 3 | 1,8 | 0,63 |
| 11 | 23 | 4 | 4 | 2,5 | 1,25 |
| 14 | 30 | 5 | 5 | 3 | 2,8 |
| 16 | 40 | 5 | 5 | 3 | 4,5 |
| 18 | 40 | 6 | 6 | 3,5 | 7,1 |
| 19 | 40 | 6 | 6 | 3,5 | 8,25 |
| 22 | 50 | 6 | 6 | 3,5 | 14 |
| 24 | 50 | 8 | 7 | 4 | 18 |
| 28 | 60 | 8 | 7 | 4 | 31,5 |
| 32 | 80 | 10 | 8 | 5 | 50 |
| 38 | 80 | 10 | 8 | 5 | 90 |
| 42 | 110 | 12 | 8 | 5 | 125 |
| 48 | 110 | 14 | 9 | 5,5 | 200 |
| 55 | 110 | 16 | 10 | 6 | 355 |
| 60 | 140 | 18 | 11 | 7 | 450 |
| 65 | 140 | 18 | 11 | 7 | 630 |
| 70 | 140 | 20 | 12 | 7,5 | 800 |
| 75 | 140 | 20 | 12 | 7,5 | 1000 |
| 80 | 170 | 22 | 14 | 9 | 1250 |
| 85 | 170 | 22 | 14 | 9 | 1600 |
| 90 | 170 | 25 | 14 | 9 | 1900 |
| 95 | 170 | 25 | 14 | 9 | 2360 |
| 100 | 210 | 28 | 16 | 10 | 2800 |
| 110 | 210 | 28 | 16 | 10 | 4000 |
| 120 | 210 | 32 | 18 | 11 | 5300 |
| 130 | 250 | 32 | 18 | 11 | 7400 |
Примечание: 1.Наибольший допустимый момент вращения для ≤110мм указан по рекомендациям МЭК для электродвигателей переменного тока при продолжительном режиме работы (S1). 2. Значения
в таблице соответствуют длинным выступающим концам валов в перечисленных выше стандартах
Предельные отклонения на установочные и присоединительные размеры регламентированы ГОСТ 13267 и 8592-79:
| Высота h ,мм | свыше 50 до 250 | свыше 250 до 650 |
| Предельное отклонение, мм. | -0,5 | -1,0 |
Допускаемые отклонения для размеров b10 и l10 составляют 0,3z, где z—диаметральный зазор, определяемый как разность между номинальными диаметрами отверстия d10 и крепежной детали.
Пределы отклонения размеров 31 не должны превышать следующих значений:
| Номинальный диаметр вала d1, мм | свыше 6 до 10 | свыше 10 до 25 | свыше 25 до 45 | свыше 45 до 60 | свыше 60 до 200 |
| Предельное отклонение размера 31, мм
| ±1,0 | ±1,5 | ±2,0 | ±3,0 | ±4,0 |
Предельные отклонения диаметров цилиндрических концов валов должны соответствовать следующим данным:
| Номинальный диаметр | свыше | свыше | свыше | свыше | свыше | |
| вала d1, мм | 7 до 10 | 10 до 18 | 18 до 30 | 30 до 50 | 50 до 80 | 80 до 110 |
| Предельные отклонения размера d1, мм верхние нижние | ||||||
| +0,007 | +0,008 | +0,009 | +0,018 | +0,030 | +0,035 | |
| -0,002 | -0,003 | -0,004 | +0,020 | +0,011 | +0,013 |
Главные размеры
К главным размерам электрических машин переменного тока относят внутренний диаметр D1 и длину 1 сердечника статора; к главным размерам машин постоянного тока — наружный диаметр Dн2 и длину 2 сердечника якоря. Указанные размеры называются главными, так как они определяют прочие размеры машин. От главных размеров зависят габариты, масса и другие технико-экономические показатели машин.
Определим связь главных размеров с частотой вращения, электромагнитными нагрузками (линейной нагрузкой и магнитной индукцией в воздушном зазоре), а также с другими параметрами машин. У машины переменного тока расчетная (внутренняя) мощность (В·А)
= 
(1-1)
где m1число фаз обмотки статора; E1 — ЭДС фазы обмотки статора асинхронных двигателей, у синхронных машин Е1 = Е 
, т. е. ЭДС, индуктированной в фазе обмотки статора результирующим магнитным потоком воздушного зазора; 1— ток фазы обмотки статора.
Учитывая, что
= 
(1-2)
(1-3)
(1-4)
(1-5)
(1-7)
Здесь kФ — коэффициент формы кривой поля, представляющий отношение действующего значения ЭДС к среднему; f — частота тока в сети, Гц; kобм1 — коэффициент обмотки статора основной гармонической кривой ЭДС; 
— число последовательно соединенных витков фазы обмотки статора; Ф — магнитный поток, Вб; p — число пар полюсов машины; n1—синхронная частота вращения, об/мин; а' — расчетное отношение среднего значения индукции в воздушном зазоре к ее максимальному значению; 
— расчетная длина сердечника статора, мм; В6 — максимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре, Тл; A1—линейная нагрузка обмотки статора, А/см; D1 — диаметр, мм.
Зависимость (1-7) может быть представлена в виде
(1-8)
Здесь
(1-9)
—машинная постоянная Арнольда, мм3, (об/мин) /(В -А).
Величину Кд, обратную машинной постоянной СА, называют коэффициентом использования машины [В-А/(мм3-об/.мин)]
(1-10)
Величины СА и КА характеризуют уровень использования активных материалов, к которым относятся медь и алюминий обмоток, а также сталь магнитопровода машин.
Расчетная мощность (В·А) для двигателей переменного тока
(1-11)
для генераторов переменного тока
(1-12)
Здесь U1— номинальное фазное напряжение, В; P1 — подводимая мощность, В-А; Р2 — отдаваемая мощность, Вт; 
и cos 
— КПД и коэффициент мощности при номинальной нагрузке, о. е
Для асинхронных двигателей kн=Е1/U1, для синхронных машин 
У асинхронных двигателей для удобства расчета принимаем значение магнитного потока основной гармоники индукции; соответственно коэффициент формы поля для синусоиды 
, а а'=2/ 
, тогда (1-7), (1-9) и (1-10) примут следующий вид:
(1-13)
(1-14)
(1-15)
Расчетная мощность (Вт) у машин постоянного тока
(1-16)
где Е2 и I2- ЭДС и ток якоря.
Учитывая, что
(1-17)
(1-18)
(1-19)
(1-20)
расчетная мощность
(1-21)
Здесь p- число пар полюсов; а- число пар параллельных ветвей обмотки якоря; n-частота вращения при номинальной нагрузке, об/мин; 
- общее число витков обмотки якоря; Ф- магнитный поток в якоре, Вб; 
- расчетный коэффициент полюсной дуги, равный отношению расчетной полюсной дуги к полюсному делению; 
- расчетная длина сердечника якоря, мм; Dн2 – диаметр, мм; А2- линейная нагрузка обмотки якоря, А/см.
Зависимость (1-21) может быть представлена в виде
(1-22)
где
(1-23)
- машина постоянная, мм3· (об/мин) / Вт;
(1-24)
-коэффициент использования машины, Вт/ (мм3·об/мин).
Расчетная мощность (Вт) для двигателей постоянного тока
(1-25)
для генераторов постоянного тока
(1-26)
Здесь U и I- напряжение (В) и ток (А) сети; k 
=E2/U; k 
= 
.
Отношение /n пропорционально расчетному вращающему моменту 
Следовательно, машинная постоянная СА в (1-9), (1-14) и (1-23) пропорциональна объему сердечника, приходящемуся на единицу момента вращения, а коэффициент использования КА в (1-10), (1-15) и (1-24) – расчетному моменту вращения, приходящемуся на единицу объема сердечника. Чем меньше значения СА или чем больше значение КА , тем меньше размеры сердечника статора или якоря и тем выше использование машины.
Значения kобм1 для машин переменного тока и для машин постоянного тока изменяются в достаточно узких пределах, поэтому при заданных мощности и частоте вращения объем сердечника машины зависит в основном от электромагнитных нагрузок. Чем больше А и 
, тем меньше главные размеры и выше использование активных материалов в машине. Однако увеличение электромагнитных нагрузок, сопровождаемое повышением температуры активных частей машины, ограничивается классом нагревостойкости изоляции. При выборе электромагнитных нагрузок следует также учитывать, что отношение А/ должно быть в определенных пределах, так как его значение влияет на технико-экономические показатели машин переменного тока – КПД, cos , пусковые характеристики и массу, а в машинах постоянного тока – КПД, регулировочные свойства, коммутационные показатели и массу машины.
В гл. 9 и 11 для машин переменного тока и в гл. 10 для машин постоянного тока приведены рекомендуемые значения А и , базирующиеся на опыте современного электромашиностроения.
Одно и тоже значение 
для машин переменного тока или 
для машин постоянного тока может быть получено при разных значениях 
и , а следовательно, при разных отношениях 
. Отношение 
влияет на массу, динамический момент инерции вращающейся части, энергетические и другие технико-экономические показатели машины.
Влияние это может быть различным и порой противоречивым, например, при увеличении 
, т. е. при уменьшении и увеличении падает динамический момент инерции, ускоряется процесс пуска и торможения двигателя и соответственно, снижаются потери, возникающие при этом процессе. При увеличении уменьшаются масса лобовых частей обмоток и потери в них. Следовательно, у машин с большими значениями масса, приходящаяся на единицу мощности или момента вращения, снижается, а КПД растет.
Вместе с тем у вентилируемых машин с большими значениями ухудшаются условия охлаждения и может возникнуть необходимость в увеличении диаметра вала для обеспечения его достаточной жесткости и прочности. При достижении больших значений может возрасти трудоемкость изготовления, а следовательно, и себестоимость машины.
Выбор отношения не является однозначной задачей; ее решению содействуют установленные практикой рациональные пределы максимальных значений 
. Эти значения приведены для асинхронных двигателей в табл. 9-6, для машин постоянного тока – на рис. 10-7, для синхронных машин – на рис. 11-10.
Так как ряд высот оси вращения h стандартизован, то проектирование производится двумя способами.
Способ первый. С применением (при выбранном h) максимального допускаемого диаметра сердечника Dn max , такая машина может не быть оптимальной по своим технико-экономическим показателям, но зато будет иметь предельно допускаемую мощность при выбранном h. В практике современного электромашиностроения наблюдается тенденция максимального снижения высоты оси вращения электродвигателей h при заданных мощности Р2 , частоте вращения n. Основной причиной этого являются большие удобства потребителей при соединении электродвигателей с приводимыми механизмами, имеющими меньшие габариты, чем электродвигатели, а также при встраивании электродвигателей в станки и другие механизмы. Понижение высоты оси вращения уменьшает механическую инерционность роторов и якорей, а, следовательно, повышает динамические свойства двигателей. Указанная тенденция снижения и распространяется также на генератор
Учитывая, что снижение h при заданных значениях Р2 и n увеличивает длину машины, причем может выйти за допустимые рациональные пределы, следует при выбранной стандартной высоте оси вращения h проектировать машины с наибольшим допустимым наружным диаметром корпуса Dкорп, обеспечивающим минимально допустимое расстояние h1 от нижней части корпуса машины до опорной плоскости лап (рис. 1-1).
Рис. 1-1. К определению Dкорп и Dн1
машин переменного и постоянного
тока с шихтованным сердечником
статора.
Если при этом значение будет мало, следует переходить на ближайшую меньшую, а при высоких значениях —на ближайшую большую стандартную величину h. Этот способ проектирования не требует расчетных вариантов.
Способ второй. С применением (при выбранном h) диаметра сердечника 
, обеспечивающим оптимальные технико-экономические показатели машины (см. гл. 7 и 8), такой способ проектирования требует расчета либо на ЭВМ, либо «ручного» расчета ряда вариантов с различными значениями . При расчетах должно обеспечиваться условие ≤ 
. Расчеты показали, что разница в технико-экономических показателях оптимального варианта и машины с относительно невелика. Поэтому в настоящей книге рассматривается как основной вариант расчета машин с .
Максимально допустимый наружный диаметр корпуса (мм)
(1-27)
Для машин переменного тока, у которых сердечник статора заключен в литую станину, максимально допустимый наружный диаметр сердечника статора (мм)
(1-28)
где h2 — высота (толщина) стенки станины, мм [ при радиальной системе вентиляции размер h2 представляет собой сумму несколько уменьшенной высоты стенки станины и высоты ребра, к которому примыкает наружная поверхность сердечника (см. гл. 3)].
Для машин постоянного тока с монолитной станиной (рис. 1-2), являющейся частью магнитопровода, максимально допустимый наружный диаметр (мм)
(1-29)
Рис.1-2. К определению Dкорп и Dн1 машин
Постоянного тока с монолитной станиной.
При выполнении машин постоянного тока с шихтованной станиной наружный диаметр 
определяют по (1-28). Значения h1 и h2=f(h) приведены на рис 1-3.
Рис. 1-3. Значения h1 и h2=f(h).
Внутренний диаметр сердечника статора D1 и наружный диаметр сердечника якоря Dн2 находятся в определенных соотношениях с Dн1, зависящих от числа главных полюсов машины 2р и диаметра Dн1 . Усредненные зависимости 
приведены в табл. 9-3 и в § 11-3, а Dн2= 
— на рис. 10-1.
После выбора D1 или Dн2 определяют из (1-13) расчетную длину сердечника статора асинхронного двигателя (мм)
(1-30)
из (1-7) расчетную длину сердечника синхронной машины (мм)
(1-31)
а из (1-21) расчетную длину сердечника якоря машины постоянного тока (мм)
(1-32)
Конструктивную длину сердечника статора или сердечника якоря 
при отсутствии в сердечнике радиальных вентиляционных каналов принимают равными расчетным длинам или . При наличии радиальных вентиляционных каналов
(1-33)
(1-34)
где nk и 
- число и длина (ширина) каналов.
§ 1-4. Геометрическое подобие машин
Параметры машин, входящих в ряд возрастающей мощности, изменяются в зависимости от мощности, подчиняясь определенным закономерностям. Рассмотрим ряд геометрически подобных машин, т. е. машин, у которых все линейные размеры (диаметр, длина сердечника, высота и ширина пазов и т. п.) изменяются пропорционально. Примем магнитную индукцию В и плотность тока в обмотке J постоянными и не зависящими от мощности машины Р, а площадь поперечного сечения магнитопровода Sc и общую площадь поперечного сечения проводников обмотки 
возрастающими в квадрате с увеличением линейных размеров L. Известно, что
(1-35)
При постоянной частоте тока или при постоянной частоте вращения
(1-36)
где — число витков обмотки; SM — площадь поперечного сечения проводника.
При подстановке (1-36) в (1-35) 
и при постоянстве В и 
или 
Таким же образом можно доказать, что динамический момент инерции 
, а 
; у асинхронных двигателей, нагрев обмотки при пуске 
скольжение 
, относительный ток х. х. 
, расход мощности на вентиляцию 
и т. д.
В качестве примера рассмотрены изменение параметров асинхронного двигателя при увеличении мощности в пять раз Масса меди и стали пропорциональна их объему, следовательно, и масса машины 
. С достаточной точностью можно считать, что стоимость машины 
;отсюда 
. Из приведенных зависимостей следует, что масса и стоимость машины увеличиваются медленнее ее мощности. Приходящиеся на единицу мощности масса и стоимость машины 
Магнитные и электрические потери при постоянстве В и J пропорциональны массе активных материалов. Принимая приближенно, что механические и вентиляционные потери пропорциональны массе машины, сумма потерь 
или 
. Следовательно, сумма потерь в машине увеличивается медленнее, чем ее мощность, а КПД машин при увеличении мощности растет; приходящаяся на единицу мощности сумма потерь 
Поверхность охлаждения машин 
или 
приходящаяся на единицу поверхности охлаждения сумма потерь 
. С увеличением мощности машины поверхность охлаждения растет медленнее потерь, следовательно, чем больше мощность машины, тем более интенсивны, должны быть ее способы охлаждения. Если у машины малой мощности может применяться закрытое исполнение с естественным охлаждением, то для машин большой мощности требуются специальные вентиляционные устройства, усиливающие охлаждение машин. Для этого случая отнесенные к единице мощности масса, стоимость и сумма потерь в машине уменьшатся в 
раза; скольжение и относительный ток х. х. также уменьшатся в полтора раза; сумма потерь, отнесенная к единице поверхности охлаждения, и динамический момент инерции, отнесенный к единице мощности, увеличатся в 1,5 раза; нагрев обмотки при пуске увеличится в 
раза, расход мощности на вентиляцию увеличится в 
=7,45 раза.
Однако на практике значения В и J в ряде машин не сохраняются постоянными и отклонения от идеальных законов подобия неизбежны, так как в машинах малой мощности возрастают падение напряжения, относительный ток х. х. и их можно выдержать в допустимых пределах только путем увеличения размеров, а в машинах большой мощности требуется, как было показано, повышение интенсивности охлаждения, что также нарушает закон подобия. Поэтому приведенные соотношения выдерживаются тем точнее, чем уже диапазон рассматриваемого ряда машин. Но хотя при расширении диапазона и неизбежны отклонения, знание общих закономерностей имеет практическое значение, так как дает возможность оценить тот или иной характерный параметр для всего ряда, если он известен только для одной машины.
§ 1- 5. Особенности проектирования серий машин
Серия представляет собой ряд электрических машин со стройно нарастающими основными параметрами — мощностью и геометрическими размерами. Машины, входящие в серию, характеризуются общностью назначения и условий работы и имеют принципиальное подобие конструкции по всей серии или по ее участкам. Серия состоит из отдельных типоразмеров, под которыми понимаются электрические машины с определенными параметрами (мощность, частота вращения и т. п.) и монтажно-присоединительными размерами.
Чем меньше количественный выпуск машин, тем экономичнее увеличение в каждом наружном диаметре корпуса или станины количества длин корпусов. Практикой установлено, что применяют главным образом две длины корпуса на диаметр и только когда для данного диаметра получаются недопустимо длинные сердечники у машин второй длины, принимают одну длину, а при больших мощностях — три - четыре длины. При применении больше одной длины корпуса на диаметр закономерности подобия машин дополнительно нарушаются, однако в данном случае более важным являются
технологические соображения: унифицируются узлы и детали и облегчаются условия производства.
В серии должны быть предусмотрены машины для всех необходимых частот вращения и напряжений. При проектировании серий задается шкала мощностей, значения которых должны соответствовать стандартному ряду. В серии также осуществляют необходимые электрические и конструктивные модификации, выполняемые на базе машин основного исполнения.
У машин переменного тока данного типоразмера переход от одного числа полюсов к другому влияет на требуемую длину сердечника, однако корпуса, а следовательно, и другие элементы конструкции машин при разных числах полюсов следует унифицировать. Осуществлению такой унификации способствует то, что обычно имеющему место нарастанию длины сердечника при переходе от меньшего числа полюсов к большему сопутствует укорочение вылетов лобовых частей обмоток.
У машин постоянного тока каждый типоразмер выполняется с одной длиной сердечника, однако переход от одной частоты вращения к другой при самовентиляции также отражается на эффективности охлаждения, создавая известную перегрузку или недогрузку на разных частотах вращения. Поэтому выбираемая длина сердечника, а следовательно, и длина станины должны иметь такое значение, чтобы при частоте вращения соответствующей большей нагрузке, нагрев активных частей не превышал установленной нормы.
У машин переменного тока листы статора одного и того же типоразмера имеют одинаковый наружный диаметр при разных числах полюсов. Внутренние диаметры листов при 2р = 2, 4 и 6 обычно различные, однако при 2р ≥ 8 диаметры для соседних значений 2p целесообразно объединять, так как при этом уменьшается число различных штампов, а изменение магнитной индукции в спинке статора многополюсных машин за счет ее высоты незначительно.
При проектировании серий машин практикой установлены следующие этапы разработки после утверждения технического задания на серию: эскизный проект; технический проект; рабочий проект. Объем технической документация для каждого из этих проектов устанавливается в зависимости от сложности разрабатываемого объекта, для примера ниже приводится обычно принимаемый объем технического проекта серии машин: 1. Электромагнитный, механический, тепловой и вентиляционный расчеты, расчета шума, вибрации и надежности. 2. Чертежи общих видов и главных узлов. З. Материалы испытаний опытных образцов. 4. Предварительная калькуляция производства машин. 5. Основные положения по технологическому процессу производства. 6. Предварительные каталожные данные с техническими показателями машин. 7. Пояснительная записка с технико-экономическими обоснованиями проекта.
Материалы по п. п. 1—5 и 7 представляют для всех машин основного исполнения серии и типовых машин — модификаций серии.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 353; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!