5.3. Электропривод с электрическим валом. Вал эл двигателя


Работа электродвигателей на общий вал

Привод некоторых механизмов осуществляется посредством двух электродвигателей, валы которых механически связаны между собой. Соединяться валы могут либо абсолютно жестко, посредством муфты, либо через зубчатые передачи, но с передаточным отношением между валами электрических машин, равным единице. Как правило, электродвигатели выбирают одного типа, мощности и с равными скоростями вращения.

Такие системы электропривода очень часто используют в тех случаях, когда необходимо уменьшить маховый момент системы, когда габариты системы не позволяют установить один электродвигатель на полную мощность, когда для получения пониженных скоростей или улучшенных тормозных характеристик электропривода целесообразней использовать специальные механические характеристики двух электродвигателей, один из которых работает в двигательном режиме, а второй в тормозном.

При работе электрических машин на общий вал возникает вопрос о равном распределении нагрузок между ними. В случае использования электродвигателей одинаковой мощности равное распределение нагрузок между ними возможно только в случае строгой идентичности их механических характеристик. Рассмотрим это на классическом примере электродвигателей постоянного тока независимого возбуждения. Представим, что электрические машины питаются от одной сети, то есть напряжение, подводимое к их зажимам, будет одинаково. Тогда получим следующее выражение:

Так как электрические машины по своим номинальным данным предполагаются совершенно идентичными, то число полюсов в них одинаковое, а обмотки якорей имеют одно и то же число витков и параллельных ветвей и, следовательно, kE1 = kE2.

Для того, чтобы всегда соблюдалось равенство нагрузок (I1 = I2), электродвигатели должны иметь одинаковые сопротивления в цепи якорей (rя1 = rя2) и одинаковые магнитные потоки. Говоря другими словами – электрические машины должны иметь равные скорости идеального холостого хода и одинаковые углы наклона механических характеристик, то есть механические характеристики должны быть абсолютно идентичными. Из рисунка ниже следует, что как неравенство магнитных потоков, так и неравенство сопротивлений якорных цепей приводит к неравномерному распределению нагрузок:

Особенно нежелательно иметь разные скорости идеального холостого хода. В таком случае одна из машин может работать даже в тормозном режиме, создавая дополнительный момент нагрузки для второй машины, как это показано на рисунке ниже:

Необходимо иметь в виду, что даже у электродвигателей одинаковой мощности и одного и того же конструктивного исполнения механические характеристики могут отличаться вследствие неравенства воздушных зазоров, различного сопротивления цепей якоря из-за неодинаковой длины соединительных проводов и так далее.

Углы наклона характеристик могут быть выравнены путем ведения добавочного сопротивления в цепь якоря электрической машины, имеющей меньшую крутизну характеристики. Неравенство скоростей идеального холостого хода может быть устранено введением добавочного сопротивления в цепь возбуждения. Однако при этом одновременно изменяется и наклон механической характеристики. Иногда для обеспечения более близких друг к другу величин магнитных потоков обмотки возбуждения обеих машин соединяются последовательно. Обмотки возбуждения при этом должны быть рассчитаны на напряжение, равное половине напряжения питающей сети.

Последовательное соединение якорей машин независимого возбуждения при равных магнитных потоках, естественно, приводит к полному выравниванию моментов. Так как в этом случае якоря всегда обтекаются одним и тем же током, а скорости вращения вследствие жесткой связи валов строго одинаковы, то электродвигатели  вынужденно работают на одной общей для них механической характеристике. Эта характеристика должна лежать между естественными характеристиками обоих электродвигателей. Смещение механических характеристик происходит за счет перераспределения напряжений на щетках электродвигателей.

В ряде случаев для обеспечения выравнивания нагрузок используют электрические машины, имеющие кроме обмотки независимого возбуждения, по две одинаковые последовательные обмотки. В цепь каждого электродвигателя включается две последовательные обмотки: встречно-включенная данной машины и согласно-включенная другой машины. При увеличении нагрузки одной из электрических машин ее ток будет усиливать собственное магнитное поле, вызывая увеличение ЭДС, и ослаблять магнитный поток другой электрической машины, уменьшая ее ЭДС и увеличивая нагрузку.

Электродвигатели последовательного возбуждения имеют «мягкие» механические характеристики, и условия распределения нагрузок при работе на один вал в этом случае более благоприятны (рисунок ниже):

Работа асинхронных электродвигателей протекает примерно в тех же условиях, как и электрических машин постоянного тока независимого возбуждения. Однако в этом случае возможно только неравенство углов наклона механических характеристик. Скорости идеального холостого хода, определяемые скоростью вращения магнитного поля, при одинаковом числе полюсов обмоток статоров и при питании от общей сети строго одинаковы.

При использовании электродвигателей различной мощности необходимо обеспечить распределение моментов между машинами пропорционально номинальной мощности. Для этого у электрических машин меньшей мощности крутизна характеристики должна быть больше.

Распределение нагрузок в неустановившемся режиме зависит еще от ряда дополнительных условий: соотношения значений индуктивностей цепей электродвигателей, одновременности работы аппаратуры управления – реле и контакторов. Для исключения влияния нечеткости работы аппаратуры управления отдельных электрических машин часто переключения в цепях всех электродвигателей осуществляется одновременно посредством общих для всех электрических машин многокотнактных аппаратов.

elenergi.ru

Вал электродвигателя

 

Использование изобретения: в электродвигателях, работающих на металлообрабатывающих станках. Сущность изобретения: вал включает в себя полый корпус 1. На одном или двух концах вала имеется наружная резьба 2 или внутренняя резьба 3. Посредством резьбы на валу крепят сверлильный или токарный патрон. Концы полого вала могут быть выполнены коническими по наружной поверхности или внутренней поверхности. В конусах крепятся фрезы, сверла и прочие детали. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродвигателям, работающим, например, на металлообрабатывающих станках.

Известно устройство, в котором шпиндель применяется в качестве вала электродвигателя [1]. В этом устройстве шпиндель снабжен не полостью во весь двигатель, а пазами с наружной стороны, в которых стоят медные пластины. Такой двигатель на токарных станках невозможно использовать, поскольку большую заготовку в шпиндель не вставишь, а короткими заготовками пользоваться нерационально. Известен также электродвигатель, содержащий ротор с полым валом [2]. Недостатком этого устройства является то, что оно не может быть использовано в качестве шпинделя станка. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем использования его в качестве шпинделя станка. Достигается это тем, что в полом валу электродвигателя, по меньшей мере, на одном конце вала имеется наружная или внутренняя резьба или наружная или внутренняя поверхности вала выполнены коническими. На фиг. 1 изображен вал электродвигателя с внутренней и наружной резьбой на одном или обоих концах; на фиг. 2 - вал электродвигателя с внутренним или наружным конусом на одном или обоих концах. Вал включает полый корпус 1, на одном или двух концах которого имеется наружная резьба 2 или внутренняя резьба, которой крепят сверлильный или токарный патрон. На фиг. 2 концы полого вала выполнены коническими (наружный конус 4 или внутренний конус 5), в которых крепятся фреза, сверла, зенкерный инструмент и прочие детали. Таким образом, осуществляется возможность вести обработку материала инструментом, расположенным прямо на валу электродвигателя или обрабатываемый материал, например, в токарном станке вставлять прямо в полый вал электродвигателя, что упрощает станки и делает их более долговечными. Данный двигатель с полым валом позволяет заменить зубчатые передачи, шпиндели и прочие устройства. Работу вала электродвигателя можно описать следующим образом: сверлильный или токарный патрон крепится на внутреннюю или наружную резьбовую поверхность 2 и 3 вала электродвигателя. Фрезы, сверла и прочий инструмент крепятся на наружную или внутреннюю поверхности конусов 4 и 5 корпуса вала 1 электродвигателя. Изобретение может применяться как на всех видах металлообрабатывающих станках, так и на прочих механизмах. Использование полого вала электродвигателя позволит устранить расходы на разработку и совершенствование металлообрабатывающих станков и прочих механизмов.

Формула изобретения

ВАЛ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, выполненный полым, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования его в качестве шпинделя станка, по меньшей мере на одном конце вала имеется наружная или внутренняя резьба и наружная или внутренняя поверхности вала выполнена коническими.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Похожие патенты:

Изобретение относится к электромашиностроению и, в частности, к магнитопроводам индукторов явнополюсных машин переменного и постоянного тока

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкции вертикальных гидрогенераторов

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в производстве высоковольтных электрических машин с термореактивной изоляцией "Монолит-4"

Изобретение относится к электромашиностроению, преимущественно к конструкции турбогенераторов продольно-поперечного возбуждения

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при изготовлении магнитопроводов машин малой и средней мощности

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано в электродвигателях постоянного тока

Изобретение относится к вращающимся электрическим машинам и может быть использовано в вентильных электродвигателях с постоянными магнитами на роторе

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению и позволяет упростить конструкцию и обеспечить высокий уровень коэффициента полезного действия

Изобретение относится к электротехнике и касается особенностей герметичных бесконтактных синхронных генераторов торцового типа

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к конструкциям асинхронных электродвигателей общего назначения, и может быть использовано, например, в электроприводе стиральных машин, в дерево- и металлообрабатывающих станках

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции коллекторных электрических машин

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и может быть использовано при изготовлении роторов для асинхронных двигателей динамического режима работы, регулируемых, с требованием по ограничению вибраций и шумов

Изобретение относится к электротехнике и касается создания коллекторных электрических машин

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, которые могут быть использованы в качестве электропривода в случае ограничения одного из поперечных размеров двигателя, в частности при работе в системе редуктор - двигатель

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам, которые могут быть использованы в качестве электропривода в случае ограничения одного из поперечных размеров двигателя, в частности при работе в системе редуктор - двигатель

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродвигателям, работающим, например, на металлообрабатывающих станках

www.findpatent.ru

Изготовление вала электродвигателя | Изготовление валов на заказ

Научно-производственная компания «Уральская оснастка» всегда стремилась к развитию и движению. Мы предлагаем клиентам изготовление вала электродвигателя. Мир все время движется, и в нем происходят изменения. Подобно любому механизму, каждое изменение в работе даже мельчайшей детали приводит к изменению всего механизма. И только позитивные перемены несут в себе гармоничную работу и реализацию намеченных целей. Индивидуальный подход, широкое мировоззрение, поиск новых решений и применение последних знаний – именно так наша научно-производственная компания представляет себе бизнес. Мы много лет выполняем работу на высоком уровне и предлагаем каждому клиенту современные технологи и опыт множества производств. Многие сегодня доверяют нам изготовление валов.

Важность использования вала.

Вал является частью вращающихся деталей машины (ротора), выведенной за границы корпуса и приводящей в движение механизм привода. Он может располагаться как с одной или с двух сторон мотора (такой электродвигатель является двухваловым). Обычно у двигателя с двумя валами крановый мотор, однако и двигатели общепромышленного характера иногда бывают двухконцевыми.

Достоинства нашей компании:

  • у нас постоянно в наличии заготовки,
  • контроль ультразвуком,
  • срок производства детали не превышает 45 дней,
  • возможность отсрочить платеж.

От того, насколько прочный и жесткий вал зависит и то, насколько качественно будет работать электрическая машина. От характера работы двигателя зависит и сама конструкция валов. Наиболее загружен вал тягового электродвигателя, по этой причине переход от ступени к ступени является плавным, по форме – радиус, имеет название галтель.

Пришлите ваши чертежи или эскизы на metalloobrabotka2007@yandex.ru

Либо звоните 8-800-250-88-72. Доставка по России

Таким образом, снижается концентрация напряжения на переходах. В валах электродвигателя одной серии тем, где переход обычно диаметр немного занижен. Это сделано для того, чтобы при шлифовании выходил круг. Шпоночная канавка обеспечивает крепление пакета сердечника к валу. Валы, имеющие маленький диаметр обладают рифлением, вместо шпоночной канавки. Валы для электрических машин производят из углеродистой стали (45 марки, ГОСТ 1050-60). Для тех валов, которые сильно нагружают, применяется легированная сталь (20/30 ХНЗА). У нас изготовление вала электродвигателя можно заказать из интересующего вас материала.

Чтобы получить мелкозернистую структуру образцы валов проходят термообработку. Самой точной запчастью автомобиля является вал. Эта запчасть передает момент движения вращения и момента кручения в устройстве автомобилей и других механизмов. При использовании вал претерпевает сложные изменения – изгибы, растяжения, сжатия, кручения. Поэтому для обеспечения оптимальной работы деталей, которые передают движения в вал и в общем, сборочной единицы, валам необходимо быть твердыми, жесткими. Валы различаются по форме и размерам, но по технологическим характеристикам сводятся к двум первоначальным формам: ступенчатому и гладкому валам.

Гладкие прямые валы статичного диаметра геометрически имеют примитивную форму, однако их использование имеет ограничения. Наиболее распространенными в машиностроении являются ступенчатые валы, их основными техническими параметрами являются количество ступней, общая длина, неравномерные переходы диаметра, существование шлицев и их форма, диаметра самой большой ступени. Геометрическая форма вала (как относится длина вала к его диаметру) определяет жесткость самой конструкции; увеличить жесткость вала путем уменьшения его длины получается не всегда.

Валы, имеющие возрастающий или же убывающий диаметр своих ступеней считают самыми технологичными. Заказывайте услуги металлообработки у нас. На тех участках вала, где одинаковый номинальный диаметр с разными посадками, обычно производится разделение канавками, которые делают четкое разграничение между теми поверхностями, которые подвергаются обработке и необрабатываемыми. Рекомендуют, чтобы в данном процессе те участки вала, которые подвергаются обработке, были равны по длине или кратны, а переходы ступеней вала были небольшими.

Вал должен обладать такой конструкцией, которая позволяла бы обработать ступени на проход и обеспечивала бы легкий вход и выход инструмента, которым будут резать. Опираясь на необходимые технические характеристики, можно сделать заключение о том, что такой вал – это важная деталь, процесс работы которой проходит в сложных условиях.

Требования, которые всегда предъявляются к материалам. Запчасти для машин и приборов различаются огромным количеством форм, условий использования, размеров. Их работа проходит как при циклических, статических или ударных нагрузках, так и условиях различных температур, контактирующих с различными средами. Эти условия и определяют требования, предъявляемые к материалам. Главными требованиями считаются технологические, экономические и эксплуатационные.

Пришлите ваши чертежи или эскизы на metalloobrabotka2007@yandex.ru

Либо звоните 8-800-250-88-72. Доставка по России

Принципиальное значение приобрели требования к эксплуатации, зависящие от механических и эксплуатационных свойств, например:

  • прочность,
  • вязкость,
  • твердость,
  • сопротивление усталости,
  • пластичность,
  • стойкость к коррозии,
  • контактная выносливость.

Требования к технологическим характеристикам сконцентрировано на обеспечении минимальной трудоемкости производства деталей, инструментов и конструкций. К примеру, материал должен быть хорошо обрабатываемым, давлением, резанием, поддаваться сварке, иметь высокие литейные свойства, обладать нужной прокаливаемостью и не иметь склонности к тому, чтобы возникали большие внутренние напряжения при термообработке. Только мы предлагает по изготовлению вала электродвигателя самые выгодные условия сотрудничества.

Совместная работа с научно-производственной компанией «Уральская оснастка» гарантирует вам качественные ремонтные работы, безотказную работу уже отреставрированных двигателей. Также мы предлагаем ремонтные работы электродвигателей, которые обладают высокой мощностью – около 200 кВт; и двигателей больших размеров, т.к. работы по ремонту мы можем осуществлять в тех местах, где стоит оборудование. У нас самые оптимальные цены, личностный подход к пожеланиям каждого заказчика. Наша компания может осуществить доставку электродвигателей, когда возникает необходимость.

Пришлите ваши чертежи или эскизы на metalloobrabotka2007@yandex.ru

Либо звоните 8-800-250-88-72. Доставка по России

val-zakaz.ru

Электрический вал и его применение в электроприводе станков

В статье рассмотрены устройство, принцип деяния и примеры использования электронных систем синхронного вращения (электронный вал) в станках и установках.

Допустим, что два вала, не имеющие механической связи вместе, должны крутиться с схожими скоростями, не делая поворот друг относительно друга. Для обеспечения такового синхронного и синфазного вращения с движками Д1 и Д2, которые крутят соответственно валы I и II (рис. 1), связывают вспомогательные асинхронные машины А1 и А2 с фазными роторами. Роторные обмотки этих машин соединяют вместе встречно.

Если частоты вращения обеих машин и положения их роторов однообразные, то электродвижущие силы, наведенные в обмотках роторов машин А1 и А2, равны и ориентированы навстречу друг дружке (рис. 2, а), и ток в цепи роторов не протекает.

Представим, что направление вращения поля вспомогательных машин совпадает с направлением вращения их роторов. При замедлении вращения машины А2 ее ротор отстанет от ротора А1, вследствие чего э. д. с. Ер2, наведенная в обмотке ротора, сместится по фазе в сторону опережения (рис. 2, б), и в цепи роторов машин А1 и А2 под действием векторной суммы э. д. с. Е появится уравнительный ток I.

Рис. 1. Схема синхронной связи

Рис. 2. Векторные диаграммы системы синхронной связи

Вектор тока I будет отставать от вектора э. д. с. Е на угол φ. Проекция вектора тока I на вектор э. д. с. Ер2 совпадает с этим вектором по направлению. Проекция вектора тока на вектор э. д. с. Ер1 ориентирована навстречу ему. Из этого следует, что машина А2 будет работать в режиме мотора, а машина А1 — в режиме генератора. При всем этом вал машины А2 получит ускорение, а вал машины A1 — замедление. Таким макаром, машины разовьют моменты, восстанавливающие синхронное вращение валов I и II и прежнее согласованное положение в пространстве роторов машин А1 и А2. Роторы этих машин могут крутиться как по направлению вращения поля, так и в обратном направлении.

Данная система носит заглавие электронной системы синхронного вращения. Ее именуют также электронным валом. Система синхронного вращения может поменять, к примеру, ходовые винты у токарно-винторезных станков.

Потому что цепи подачи металлорежущих станков по сопоставлению с цепями головного движения потребляют обычно малую мощность, то для синхронизации головного движения с подачей может быть использована более обычная схема синхронного вращения (рис. 3). В данном случае безизбежно неизменное рассогласование меж положениями роторов машин А1 и А2, без чего в цепи ротора машины А2 не было бы тока и она не смогла бы преодолеть момент сил сопротивления цепи подачи. Потому что машина А2 получает питание от статора и ротора, то при данной системе электронного вала требуется шестипроводная подводка к движку, установленному в почти всех случаях на передвигающемся узле станка, условно показанном на рисунке штриховой линией.

Рис. 3. Системы синхронной связи томного токарно-винторезного станка

В границах углового рассогласования, не превосходящего 90°, электронный синхронизирующий момент растет. Для обеспечения значимого синхронизирующего момента машины синхронной связи при всех вероятных угловых частотах вращения должны работать с большенными скольжениями (более 0,3 — 0,5). Потому во избежание недопустимого нагрева эти машины должны быть довольно огромных размеров.

Мощность машин дополнительно наращивают, стремясь исключить воздействие колебаний нагрузки и сил трения. Используют также механические передачи, понижающие частоту вращения валов станка, а как следует, и величину угловой ошибки, приведенной к валу станка. До работы электронного вала асинхронные машины А1 и А2 включают на однофазовое питание. При всем этом ротор машины А2 занимает начальное положение, согласованное с положением ротора машины А1.

Системы синхронного вращения правильно использовать для томных станков, потому что изготовка длинноватых ходовых винтов связано со значительными трудностями. Не считая того, с повышением длины винтов либо валов, вследствие их скручивания, точность согласования обоюдного расположения частей станка миниатюризируется. В системе электронного вала расстояние меж валами никакого воздействия на точность работы оказать не может.

При использовании электронного вала исключаются, механические связи суппортов со шпинделем и очень упрощается кинематическая схема. Значимым недочетом систем электронного вала в томных станках является возможность порчи дорогостоящей заготовки при перерыве в электроснабжении, потому что при всем этом сходу появляется рассогласование. В неких случаях при таковой аварии порча заготовки может быть предотвращена методом резвого автоматического отвода инструмента.

Для станкостроения энтузиазм представляет схема с 2-мя схожими асинхронными движками с фазными роторами (рис. 4). Потому что цепь обоих роторов замкнута на реостат R, то при подключении движков к сети переменного тока оба ротора начинают крутиться.

Рис. 4. Схема синхронной связи с роторным реостатом

Кроме токов, протекающих в обмотках роторов и реостате, в цепи роторов обеих машин течет уравнительный ток. Наличие этого тока обусловливает возникновение синхронизирующего момента, вследствие чего машины крутятся синхронно. Такая система может быть применена для подъема и опускания поперечин больших строгальных, продольно-фрезерных и карусельных станков.

Благодаря системе электронного вала решается неувязка согласованного движения конвейеров, входящих в единый производственный комплекс. Наибольшее практическое применение в данном случае получил вариант синхронного вращения движков с общим преобразователем частоты.

Не считая рассмотренных систем электронного вала для станкостроения разрабатывались и применялись и другие системы с машинами переменного тока, в том числе однофазовые системы и системы с синхронными движками специальной конструкции.

elektrica.info

5.3. Электропривод с электрическим валом

В ряде случаев между отдельными механиз­мами одного и того же агрегата, требующими согласован­ного движения и расположенными на значительном рас­стоянии, трудно осуществить механическую связь из-за необходимости увеличения диаметра и длины соединитель­ных валов, возрастания числа опорных подшипников и т. д. При передаче значительных вращающих моментов и большой длине вала может возникнуть недопустимое скручивание вала. Иногда конструктивно производствен­ный механизм такой, что механическая передача движения его рабочим органам становится практически невозможной.

Взамен громоздкой механической передачи может быть использована электрическая передача для согласованного вращения отдельных механизмов, которую называют для простоты электрическим валом. Помимо упрощения кине­матической схемы механизма электрический вал обычно дает возможность увеличить его угловую скорость, так как при этом снимаются ограничения, обусловленные механическим резонансом, и, кроме того, упрощается управление механизмом.

Электрический вал находит применение для привода таких механизмов, как разводные мосты, затворы шлю-зов, мостовые краны, крупные токарные станки и т. п.

Система электрического вала наиболее проста, когда синхронный двигатель через питающую сеть присоединя­ется к синхронному генератору. Согласованное вращение между синхронным генератором и синхронным двигателем выполняется независимо от расстояния между ними. Два или несколько синхронных двигателей, предназначенных для привода одного механизма и получающих питание от общей сети переменного тока, вращаются с равными или жестко согласованными скоростями, не будучи меха-

нически связанными.В обоих случаях имеет место осуще­ствление электрического вала. Однако такая, хотя и про­стая система электрического вала, не нашла практического применения вследствие того, что в переходных режимах, в частности при асинхронном пуске, возникают существен­ные рассогласования в угловых скоростях и положении валов отдельных двигателей, поэтому в системах электрического вала наибольшее распространение нашли асин­хронные машины. Можно выделить три основные схемы: 1) с уравнительными машинами, или уравнительный элек­трический вал; 2) с основными рабочими машинами и об­щими резисторами — рабочий электрический вал; 3) с асин­хронным преобразователем частоты — дистанционный элек­трический вал.

Рис. 5.11. Принципиальная схема электрического вала с уравнитель-ными асинхронными машинами.

Система электрического вала с уравнительными асин­хронными машинами. Принципиальная схема электриче­ского вала с уравнительными асинхронными машинами приведена на рис. 5.11. Каждый элемент привода состоит из основного (рабочего) двигателя M1 (M2) (двигатель может быть любым в том числе и не электрическим), меха­нически связанного с производственным механизмом ПМ1 (ПМ2), а также со вспомогательной уравнительной маши­ной ВM1 (ВМ2).

Уравнительные машины — это обычные асинхронные двигатели с фазным ротором с одинаковыми числом фаз, напряжением, обмотками и числом полюсов; статорные обмотки их параллельно присоединяются к сети перемен­ного тока, роторные соединяются между собой. В обеих уравнительных машинах от сети наводятся одинаковые магнитные поля с равными частотами, временным и про­странственным расположением. При одинаковом относи­тельном положении обмоток статора и ротора (и одинако­вом скольжении) в обмотках ротора будут наводиться

равные по амплитуде ЭДС, совпадающие по фазе( =0):

— ЭДС ротора при его непод­вижном состоянии (s — скольжение). Если встречно вклю­чить роторные обмотки, то при =0 ток в них проте­кать не будет; каждая из машин будет потреблять из сети только ток намагничивания (рис. 5.12, а). Поворот ротора одной из машин на определенный угол б вызовет под влиянием разности ЭДС ΔЁ2 уравнительный ток I2 (рис. 5.12, б), который, взаимодействуя с магнитными полями

Рис. 5.12. Векторные диаграммы электрического вала с уравнитель­ными машинами.

статора одной и другой машин, создаст вращающие мо­менты, стремящиеся повернуть ротор в исходное поло­жение.

Уравнительный ток, а следовательно, и момент при данном угле сдвига роторов зависит от угловой скорости машин, уменьшаясь с ее возрастанием или уменьшением скольжения; при скольжении s=0 ΔE2 = 0 и момент равен 0. Для определения уравнительного тока и вращаю­щих моментов, развиваемых машинами, воспользуемся схемой замещения для роторных цепей, приведенной на рис. 5.13.

Согласно схеме замещения

(5.9)

или

(5.10)

Активная составляющая тока I2 равна:

(5.11)

- активная составляю-

щая тока ротора асинхронного двигателя в нормальной (обычной) схеме включения; sk≈ Rz/xz — критическое скольжение асинхронного двигателя при R1 = 0 и х1 = 0.

Рис. 5.13. Схема замещения роторных цепей электрического вала с уравнительными машинами.

Так как момент асинхронной машины пропорционален активной составляющей тока ротора, то момент первой вспомогательной (уравнительной) машины равен:

(5.13)

Аналогиччо можно показать, что момент, развиваемый второй уравнительной машиной:

(5.14)

где М = 2Mk /(sk/s + s/sk) — момент асинхронной ма­шины в нормальной схеме включения.

Уравнения (5.13) и (5.14) показывают, что моменты уравнительных машин содержат две составляющие:

пропорциональную sin  — это синхронизирующий мо-

мент:

(5.15)

знак «—» относится к синхронизирующему моменту пер­вой машины, «+» — ко второй; асинхронная составляющая (5.16)

Синхронизирующий момент поддерживает согласован-ное вращение, действуя на обе уравнительные машины одинаково, но с противоположными знаками, поэтому разность этих моментов определяет уравнивающее действие системы. Таким образом, уравнительный или синхрони­зирующий момент системы равен:

(5.17)

Наибольшее значение синхронизирующего момента системы имеет место при  = 90 и равно :

(5.18)

Из (5.18) следует, что максимум синхронизирующего момента зависит от скольжения уравнительных машин, стремясь к предельному значению, равному 2МК (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Зависимость синхро- Рис. 5.15. Характеристика момен низирующего момента от сколь- тов электрического вала с уравни- жения. тельными машинами в относитель-

ных единицах.

Очевидно, что при малых скольжениях, когда малы абсо-лютные значения ЭДС роторов, малы и уравнительные моменты. Поэтому практически с целью увеличения урав­нительного момента машин необходимо вращать машины против направления вращения поля статора; в этом слу­чае скольжение будет выше 1.

Асинхронный момент действует в направлении враще­ния вала, вызывая ускорение обоих его элементов.

Характеристика уравнительного момента электриче-ского вала в относительных единицах Му*= МУ/МК = f () показана на рис. 5.15; там же приведены составляющие Мсин* и Масин*. Одна из уравнительных машин, как это видно из (5.14), развивает положительный момент, т.е.

работает в двигательном режиме, тогда как другая раз­вивает отрицательный момент, работая в генераторном режиме (5.13). Очевидно, что

Синхронизирующий момент поддерживает согласованное вращение за счет передачи вращающего момента от одной машины к другой. При идеальных уравнительных машинах, у которых сопротивление роторов равно 0, развивались бы только синхронизирующие моменты. Практически же ма­шины обладают активными сопротивлениями, в роторной цепи возникают потери и создаются асинхронные моменты. На рис. 5.16, а, б приведены энергетические диаграммы электрического вала при s = 0,5 без учета потерь и с уче­том потерь.

Рис. 5.16. Энергетические диаграммы электрического вала с уравни­тельными машинами при s = 0,5 без потерь (а) и с потерями (б).

В электрическом вале без учета потерь (рис. 5.16, а) электромагнитная мощность передается через соединитель­ные провода статоров; поступающая в ротор одной машины электромагнитная мощность Р12 частично передается на вал, другая часть в виде мощности скольжения Ps пере­дается через контактные кольца от одной машины к дру­гой. Мощность, потребляемая из сети, равна 0. Аналогич­ное распределение мощности наблюдается в реальном электрическом вале, отличающемся наличием потерь в ма-шинах, которые покрываются потреблением энергии из сети.

На диаграммах Р11 и Р12 — мощности, потребляемые статорами первой и второй машины; МВ,M1 , МВ,M2 — мо­менты, развиваемые первой и второй уравнительными машинами; ΔР11 , Δ Р12 — потери мощности в статорах; Рмех1, Рмех2 — механическая мощность каждой из машин.

Большая часть мощности циркулирует в цепи статоров машин. Расхождение в значениях электромагнитных мо­ментов машин (рис. 5.16, б) вызвано потерями в роторе. Чем больше эти потери, тем больше разность моментов машин.

При вращении роторов против поля (s > 1) подведен­ная с вала к первой машине мощность PMex1 складывается с мощностью, потребляемой со стороны статора, и пере­дается через роторную цепь другой машине (рис. 5.17), т. е. при s > 1 первая машина работает в тормозном ре­жиме (режим торможения противовключением), потребляя мощность из сети и с вала; вторая машина частично гене­рирует энергию в сеть и, кроме того, развивает двигатель­ный момент.

Рис. 5.17. Энергетиче­ские диаграммы элек­трического вала с урав­нительными машинами при вращении роторов против поля.

При вращении машин против поля изменяются знаки электромагнитной мощности и мощности скольжения; урав­нительный поток мощности в роторной цепи значительно больше, чем в случае вращения машин по полю, что объяс­няется большими вторичными ЭДС, пропорциональными скольжению; этим обусловлено большое значение уравни­тельного момента, что является достоинством этого режима. Направление механической мощности не изменяется с пе­реходом от s < 1 к s > 1.

Другим достоинством по сравнению с вращением по полю является уменьшение угла рассогласования валов при одном и том же расхождении в нагрузках отдельных элементов системы.

Недостатком вращения машин против поля являются повышенные потери в стали ротора из-за увеличенной частоты тока ротора.

Нормальная работа электрического вала требует соблю­дения следующих условий:

1) сумма всех действующих в каждом элементе системымоментов должна быть равна нулю, т. е.

(5.19)

где МД1(2) — момент, развиваемый рабочим двигателем; МС1(2) — статический момент на валу рабочего двигателя; МВ,М1(2) — уравнительный момент;

  1. система должна быть статически устойчива, т. е. при небольшом нарушении равновесия вращающие моменты после устранения возмущающего воздействия должны вы­ звать замедление или ускорение привода, направленное к установлению равновесия;

  2. система должна блть динамически устойчива, т. е. отвечать известным критериям устойчивости, удовлетворять необходимым требованиям качества переходного процесса: обладать допустимыми максимумом амплитуды угла рас­- согласования и соответственно уравнительного момента и

временем переходного про­цесса.

Рис. 5.18. Принципиальная схе­ма рабочего электрического вала с регулируемыми резисторами.

В рассмотренной систе­ме электрического вала уравнительные машины могут развивать асинхрон­ный момент только при

 ≠ 0 и различных нагрузках на валах отдельных эле­ментов системы; основной ее особенностью является обра­зование синхронизирующего момента, обеспечивающего согласованное вращение.

Схема с основными рабочими машинами и общими резисторами — рабочий электрический вал. Вместо двух уравнительных машин возникла идея создания такой си­стемы, в которой одна и та же машина выполняла бы за­дачу приводного двигателя и синхронизирующего уст­ройства. Такой является система электрического вала, состоящая из двух (или нескольких) одинаковых асинхрон­ных машин с фазными роторами, статорные цепи которых

подключены параллельно к питающей сети, а роторные обмотки соединены встречно и параллельно этим соеди-нениям включены во все три фазы регулируемые рези­сторы (рис. 5.18). Иногда эту систему называют рабо­чим электрическим валом потому, что в ней одна и та же машина выполняет рабочую и синхронизирующую функ­ции.

Влияние регулируемых добавочных резисторов весьма существенно; при Rдоб = 0 электрический вал превраща­ется в обычные, независимо работающие асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Если Rдоб = , электрические машины работают в режиме сельсинной передачи угла.

Рис. 5.19. Упрощенная схема замещения рабочего электрического вала.

Рассмотрим свойства этой системы, когдаRдоб > 0, воспользовавшись упрощенной схемой замещения, приве­денной на рис. 5.19. На основании схемы замещения состав­ляем систему уравнений:

(5.20)

После несложных преобразований получим уравнениядля токов в роторе первой и второй машин:

(5.21)

(5.22)

Пользуясь (5.21) и (5.22), определяем моменты машин электрического вала аналогично тому, как это было сде-

дано для системы с уравнительными машинами:

(5.23)

(5.24)

где sk’ = sk (R2 + 2Rдоб)/R2

Из (5.23) и (5.24) следует, что моменты, развиваемые первой и второй машинами, представляются суммой двух составляющих, где первая — асинхронная:

(5.25)

а вторая — синхронизирующая составляющая:

(5.26)

По сравнению с электрическим валом с уравнительнымимашинами здесь прибавляется составляющая асинхрон­ного момента, равная:

(5.27)

Анализ выражений (5.25) и (5.26) показывает, что при  = 0 обе машины развивают одинаковые моменты, рав-

ные:

(5.28)

т. е. каждый из двигателей работает в асинхронном режиме с добавочным сопротивлением в роторной цепи, равным 2Rдo6. При этом синхронизирующий момент равен 0.

Если нагрузки на валах машин окажутся разными, то уравнительный момент будет разгружать машину с боль-щей нагрузкой и подгружать менее нагруженную машину. При этом нагрузки на обеих машинах окажутся равными, а угловые скорости одинаковыми, но появится угол рас­согласования в положении роторов двигателей.

Условием установившегося режима работы является равновесие приводных и нагрузочных моментов, при этом ни одна из машин не испытывает ускорения или замед­ления.

Максимальный угол рассогласования для рабочего вала составляет 90°. Это означает, что рабочий электрический вал, так же как и электрический вал с уравнительными

Рис. 5.20. Кривые зависимо­стей моментов от скольже­ния рабочего электрического вала при изменении сопро­тивления резисторов Rдоб

машинами, можно нагружать выше критического момента машины электрического вала, работающей в генераторном режиме, со статически устойчивой передачей уравнитель­ных моментов. В этом случае нагрузочный момент не дол­жен быть ниже определенного минимального значения.

Возможность использования рабочего электрического вала видна из рис. 5.20, а, б, где для ряда значений х = = R2/ (R2 + 2Rдоб) показаны кривые зависимости момен­тов от скольжения. Все вращающиеся моменты отнесены к максимальному моменту Мк машин электрического вала.

Характеристики асинхронных моментов при симметрич­ной нагрузке показаны на рис. 5.20, а. Электрический вал с уравнительными машинами в этом случае никакого момента не развивает (x = 0). При х = 1 роторы непо­средственно замкнуты накоротко (Rдоб = 0) и машины рабочего электрического вала работают как обычные ма­шины с короткозамкнутым ротором с малой нагрузкой. Соответствующим выбором сопротивления резисторов мож­но устанавливать любые промежуточные значения момен­тов, причем следует учитывать также и требуемые урав­нительные моменты.

Характеристики передаваемых уравнительных моментов показаны на рис. 5.20, б. Наибольшие уравнительные моменты имеет уравнительный вал (при х = 0), а при х = 1 никакие уравнительные моменты в рабочем элек­трическом вале передаваться не могут. На рис. 5.20, б ΔМтах — разность моментов нагрузок, передаваемых при этом режиме работы:

ΔMmax =| M2 –M1 |-90º

В практически важном диапазоне скольжений (от s = 0,1 приблизительно до s = 0,3) при уменьшении со­противления резисторов Rдоб уравнительный момент сна­чала снижается лишь незначительно, хотя уже и созда­ются значительные моменты. Эта особенность весьма бла­гоприятствует обеспечению необходимых моментов на рабочих механизмах.

Минимальный нагрузочный момент каждого двигателя электрического вала приведен на рис. 5.20, в; для под­держания статически устойчивой работы его значения не должны быть ниже указанных.

Когда на обоих валах моменты инерции равны, условия работы аналогичны электрическому валу с уравнительными машинами. Статическая устойчивость в случае сильно различающихся моментов инерции для уравнительных моментов определяется исключительно нагрузкой машин с малым моментом инерции. Этот привод может нагружаться максимально вплоть до его критического момента. За этим пределом статически устойчивая работа невозможна.

На рис. 5.21 даны предельные кривые θ для различ­ных значений x в зависимости от относительного сколь­жения. Из них видно, что при малых скольжениях отри­цательные углы рассогласования могут быть большими, а положительные — только малыми.

Рабочий электрический вал может применяться лишь при небольшой разнице статических моментов, прило­женных к разным валам. Кроме того, из-за наличия по­стоянно включенных резисторов КПД этого вала оказы­вается низким и ухудшается-использование машин.

Дистанционный электрический вал. Для обеспечения согласованной работы вспомогательного привода с глав­ным приводом приобрел особо важное значение дистанцион­ный электрический вал. Например, для точного нарезания резьбы в токарных станках часто требуется, чтобы скорость

Рис. 5.21. Предельные кривые 0 для различных значений х в зависимости от относительного скольжения для рабочего элект­рического вала.

Рис. 5.22. Принципиальная схе­ма дистанционного электричес­кого вала.

подачи резца (суппорта) находилась в постоянном соот­ветствии с угловой скоростью главного привода, вращаю­щего обрабатываемую деталь. Так как мощности главного привода и привода суппорта сильно различаются, то вся необходимая для перемещения суппорта мощность переда­ется через дистанционный электрический вал.

На рис. 5.22 представлена схема дистанционного элек­трического вала. Одна из машин M1 вала — датчик Д — соединена с главным приводным двигателем ДГ, а дру­гая М2 — приемник П1 — соединена с производственным механизмом (МС2). К одному датчику могут быть при­соединены два приемника и больше с различными нагруз­ками. Здесь в противоположность уравнительному валу направление потока энергии неизменно. Датчик получает

необходимую мощность в основном от главного привода. Приемник как двигатель вращает нагрузку Мс2. Датчик работает в режиме асинхронного преобразователя частоты, а приемник как машина двойного питания — в синхрон­ном режиме.

По сравнению с уравнительным валом менее благопри­ятной для дистанционного вала является работа в направ­лении против вращающегося поля. Приемник под нагруз­кой стремится снизить свою скорость. Вследствие этого возникает угловой сдвиг в направлении вращения поля, так как направление вращения вала противоположно

Рис, 5.23. Зависимость синхронизирующего (вращающего) момента ма­шины-приемника от угла рассогласования для различных относитель­ных скольжений в системе дистанционного электрического вала.

направлению вращения поля. Угол рассогласования прием­ника при этом положительный, а максимальный синхро­низирующий момент — относительно низкий (рис. 5.23). На рис. 5.24, а, б показаны соотношение знаков и обра­зование момента машины — приемника из синхронной и асинхронной составляющих для обоих режимов работы. Из рис. 5.23 и 5.24 следует, что работа в направлении вра­щения поля является благоприятной (рис. 5.24, а), так как вращающий момент приемника при отрицательных углах б больше (см. рис. 5.23). Для машин большой мощ­ности может быть рекомендована также и работа в направ­лении против вращающегося поля (рис. 5.24, б).

Вращающий момент приемника дистанционного элек-

трического вала :

(5.29)

где М = 2Мк /(sk /s + s/sk ); причем угол  должен в соот-

ветствии с направлением вращения относительно поля

выбираться либо положительным, либо отрицательным (для 0 < s < 1 угол  < 0 и для s > 1 угол  > 0).

Устойчивая работа дистанционного электрического вала обеспечивается в диапазоне моментов вплоть до максималь­ного момента. Максимально допустимый угол рассогласо-вания в статике определяется из условия

(5.30)

иравен :

(5.31)

На рис. 5.25 показана зависимость С от относитель­ного скольжения s/sk. Кривые 1 и 2 соответствуют работе в направлении вращающегося поля и против.

Рис. 5.24. Соотношение знаков и образование момента приемника из синхронной и асинхронной составляющих при работе в направле­нии (а) и против (б) вращающегося поля.

Приемник не может отдавать вращающий момент боль­ший, чем возникающий при С. Следовательно, максималь­ная нагрузка на приемнике равна:

(5.32)

Можно вывести критерий для выбора машин электри­ческого вала, если в (5.32) подставить максимально допу­стимый угол рассогласования из (5.31):

(5.33)

Отрицательный знак перед корнем справедлив для положительного угла θ, т. е. для работы в направлении против вращения поля, а положительный знак — при ра­боте машин электрического вала в направлении вращения поля.

Кривые на рис. 5.26, построенные по (5.33), наглядно показывают благоприятные свойства дистанционного элек­трического вала при работе в направлении вращения поля (кривая 1). Кривая 2 соответствует работе вала в направ­лении против вращения поля.

Рис. 5.25. Зависимость угла ста­тической устойчивости от отно­сительного скольжения для ди­станционного электрического вала.

Недостатком рассмотренной системы является рассо­гласование валов упомянутых приводов по углу (или по пути), возрастающее с увеличением нагрузки. Это рассо­гласование — органическое свойство обычной системы элек­трического вала, так как момент, развиваемый приемни­ком, возникает только в результате рассогласования и пропорционален синусу угла рассогласования.

Из рис. 5.27 видно, что угол рассогласования θ1 (кри­вая 1) возникает при статическом моменте Мс; если момент нагрузки меняется относительно заданного значения МС, то соответственно изменяется и угол θ1, определяющий погрешность системы. Уменьшение погрешности может быть достигнуто за счет увеличения мощности машин электрического вала. Так, кривая 2 на рис. 5.27 относится к более мощной системе; при том же статическом моменте Мспогрешность обусловлена меньшим углом θ2. Однако чрез­мерное увеличение габаритов машин неприемлемо, поэтому с целью повышения точности согласования по пути при­меняются следящие системы, в которых используются

машины постоянного тока и сельсинные датчики угла рассогласования валов. Эти системы отличаются некоторой сложностью.

Следящая система на переменном токе, в основу кото­рой положена рассмотренная выше схема дистанционного электрического вала, приведена на рис. 5.28. Здесь валы датчика M1 и приемника М2 соединены соответственно с сельсинами С1 и С2, статорные цепи которых присоеди­нены к источнику переменного тока, а роторные обмотки

Рис. 5.27, Зависимость мо­мента от угла рассогласова­ния для различных мощно­стей электрического вала.

Рис. 5.26. Необходимое ми­нимальное значение макси» мального момента двигате­лей дистанционного элект­рического вала при работе в направлении вращения по­ля (1) и против вращения поля (2).

включены встречно. Отличительной особенностью этой системы электрического вала, в которой, как видно из схемы, электрически соединены машины M1 и М2, явля­ется применение машины-датчика M1 с поворотным ста­тором. Поворот статора осуществляется при помощи испол­нительного двигателя МЗ малой мощности через редуктор Р с большим передаточным отношением. Двигатель МЗ пита­ется от преобразовательного устройства ПУ, управляемого промежуточным усилителем У.

Если после предварительной синхронизации до пуска системы имеет место рассогласование в положении роторов датчика M1 и приемника М2, например обусловленное моментом трения, то при включенных статорных обмотках

сельсинов С1 и С2 вследствие рассогласования их роторов (соответственно упомянутому рассогласованию роторов дат­чика и приемника) на выходе сельсинов возникает ЭДС, равная геометрической разности сдвинутых ЭДС С1 и С2. На вход усилителя У будет подан сигнал, в результате действия которого сработает исполнительный двигатель МЗ и статор датчика М2 повернется на такой угол, при кото­ром практически устраняется рассогласование в положе­нии роторов машин M1 и М2 вследствие поворота вала приемника M1 под действием возникшего синхронизирую­щего момента. Статор датчика повернется на угол, соот­ветствующий тому рассогласованию, которое имело место до начала действия следящей системы.

Рис. 5.28. Следящая система на переменном токе на основе дистанцион­ного электрического вала.

Затем, как обычно, производится пуск главного дви­гателя и за ним согласованно следует синхронно-следящая система электрического вала. В динамическом режиме, так же как и в статике, действие системы направлено к автоматическому устранению рассогласования в положе­нии валов электрического привода за счет перенесения этого рассогласования в положение статоров. Очевидно, что такая система может обеспечить более высокую точность отработки, чем обычная система электрического вала.

Установка роторов машин электрического вала в оди­наковое угловое положение и осуществление предусмо­тренных для согласованного вращения соединений между обмотками машин и сетью производится с помощью син­хронизации. Необходимо следить за тем, чтобы вращаю-

щиеся поля соединенных. между собой машин имели оди­наковое направление вращения.

Схема, которая надежно исключает погрешности при синхронизации, изображена на рис. 5.29. Здесь весь про­цесс синхронизации происходит в три ступени (K1, K2, КЗ). На рис. 5.30 показано пространственное положение глав­ного потока в машинах электрического вала на различных ступенях включения схемы синхронизации.

Синхронизация в три ступени не всегда является обя­зательной. В установках, к которым не предъявляются высокие требования и синхронизация требуется редко, иногда считается допустимой случайная погрешность син­хронизации, и синхронизацию можно производить в две ступени (первая и третья или вторая и третья по рис. 5.29 и 5.30).

Моменты трения и нагру­зочные моменты действуют навстречу соответствующим направлениям вращательного

Рис. 5.29. Схема предварительной трехступенчатой синхронизации ма­шин электрического вала.

движения и оказывают поэтому демпфирующее воздействие на возникающие уравнительные колебания. В отдельных случаях, когда механическое демпфирование недостаточно, для сокращения времени, протекающего между отдель­ными ступенями синхронизации, в соединение роторов включают резисторы с относительно большим демпфирую­щим сопротивлением, которые при последнем переключении на трехфазное присоединение машин вала к сети шунти­руются и таким образом не могут влиять на работу вала. Обычная выдержка времени между ступенями переклю­чения при синхронизации составляет несколько секунд.

Иногда возникает необходимость пуска и синхрониза­ции машины приемника дистанционного электрического вала при уже вращающемся датчике. Наиболее надежная возможность пуска машины-приемника дистанционного электрического вала до угловой скорости, одинаковой с угловой скоростью машины-датчика, и последующей синхронизации приемника обеспечивается при возбужде-

иии машин вала постоянным током по схеме рис. 5.31, При вращающемся главном двигателе ДГ и датчике M1

Рис. 5.30. Пространственное положение главного потока в машинах электрического вала на различных ступенях включения схемы синх­ронизации на рис. 5.29.

замыкаются контакты К1 и К2'. Машина М2 получает питание со стороны ротора от машины-датчика M1, рабо-

тающей как синхронный генератор с возбуждением постоянным током со сто­роны статора. Две фазы обмотки статора М2 замк­нуты накоротко. Машина-приемник М2 разгоняется почти до угловой скорости

Рис. 5.31. Схема синхронизации машины-приемника дистанцион­ного электрического вала при возбуждении постоянным током в случае вращающегося дат­чика.

датчика как обычный асинхронный двигатель. После переключения контактора К2 машина М2 получает воз­буждение постоянным током и как синхронная машина

входит в синхронизм с машиной-датчиком M1. После этого воздействием на контактор КЗ на обе машины вала подается трехфазное питание и они переходят в режим работы дистанционного электрического вала.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИИ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ И МОМЕНТА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

studfiles.net

Электродвигатели с удлиненным валом под заказ для моноблочных насосов

Общие сведения об общепромышленных электродвигателях

Область применения

Для некоторых категорий насосов отечественного производства выпускаются специальные трехфазные асинхронные электродвигатели с удлиненным валом и обозначаются в конце марки буквой «Ж» (в народе они получили прозвище «жуки»). Конструктивно на вал электродвигателя непосредственно насаживается рабочее колесо насос, образуя некий цельный продукт (моноблок). В основном электродвигатели с удлиненным валом используют при комплектации консольных моноблочных насосов типа КМ. В отличие от обычных консольных насосов марки К, которые агрегатируются с простыми общепромышленными электродвигателями, на общей раме, с муфтовым  соединением, консольно-моноблочные  насосы занимают меньшую площадь монтажа, что в некоторых случаях принципиально важно.

Исполнение электродвигателей

Все электродвигатели трехфазного переменного тока с короткозамкнутым ротором  данного типа, выпускаются с привязкой рядов мощности и установочных размеров по российским стандартам  ГОСТ Р51689-2000. Электродвигатели с удлиненным валом проектированы на номинальное напряжение 220В/380В, 380В, 380В/660В при частоте 50Гц.  Монтажные исполнения  данных электродвигателей  (способ крепления к механизмам) :1М2089-(лапа-фланец --комбинированное исполнение), 1М3089-(фланцевое исполнение) способы крепления. Степень защиты IP 44 - защита от брызг воды в любом направлении к электродвигателю, степень защиты IP54 - защита от попадании пыли вовнутрь двигателя и от брызг воды. Класс нагревостойкости-F. Режимы работы - продолжительный (S1), кратковременный (S2), повторно-кратковременный(S3).

Условия эксплуатация

Электродвигатели имеют исполнения для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным (У), умеренно-холодным (УХЛ), холодным (ХЛ) и тропическим (Т) климатом в соответствии с ГОСТом 15150. определяемых категориями размещения: 1-на открытом воздухе; 2 - под навесом при отсутствии прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков; 3- в закрытых помещениях без искусственного регулирования климатических условий; 4 - в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями. Условия эксплуатации электродвигателей аир: температура окружающей среды от -40грС до +40грС, относительная влажность при температуре +25грС --до 98%, окружающая среда не взрывоопасная.

Пример условного обозначения электродвигателя аир:

АИР 160S2ЖУ2 1М2089

  • АИР
    • А асинхронный,
    • И унифицированная серия (Интерэлектро)
    • Р привязка мощностей к установочным размерам (Р по ГОСТ, С -по (CENELEK, DIN)
  • 160 -габарит двигателя (высота между центром вала и основанием)
  • S - установочный размер по длине станины
  • 2 - число полюсов
  • Ж- обозначения удлиненного вала
  • У3 -климатическое исполнение и категория размещения
  • 1М2089  - способ крепления к механизму

kontmotor.ru

Замена подшипника электродвигателя: от разборки до установки

Для домашних применений экзотических инструментов не понадобится. Если для авто выпускаются наружные и внутренние съёмники, индукционные нагреватели, специальные приспособления для забивания, в быту все просто и прямолинейно. Но ошибочно думать, что обходится без затруднений. Напротив – руководства по обслуживанию авто легко найти, а по двигателям кухонных комбайнов Philips информация недоступна. Упираемся в сложность – требуется разобрать устройство, не повредив многочисленные пластиковые детали.

Как разобрать бытовой прибор, содержащий электродвигатель

Многочисленные кухонные комбайны и блендеры устроены специально таким образом, чтобы нельзя оказалось разобрать. Это обеспечивает гарантийные мастерские стабильным заработком – а те уже отстёгивают фирмам за руководства по сервисному обслуживанию и лицензию. Вот и ломают головы хозяева, как заменить подшипник.

Ротор двигателя U – 8830

Сейчас опишем процесс замены подшипника в электрическом двигателе кухонного комбайна Philips, модель U – 8830. Обнаружите, что модификации указанного мотора широко применяются в блендерах мясорубках и прочих приборах. Отличия преимущественно касаются вала. В рассматриваемом случае на одной стороне насажена шестерня конической форму, с противоположной – привод для ножей с ограничением вращения. Когда электрический двигатель U – 8830 снят, начинаем. Не спешите раскручивать винты, это пока безрезультатно. Рассмотрим конструкцию электрического двигателя U – 8830:

  • Оба конца вала заняты приводными шестернями, узкой серого цвета и конической формы и белой, широкой, в форме колеса.
  • Со стороны коллектора используется муфта. Назовём подшипником трения.
  • Щётки удерживаются пластинами, куда припаяны контакты. Ножка варистора подгибается сбоку, с внешней стороны (не знаем, зачем это нужно; чем плоха общая площадка для пайки).

    Контактные площадки

  • Единственный шариковый подшипник качения в электродвигателе впрессован в станину противоположно к коллектору. Чтобы снять, потребуется разобрать полностью электрический двигатель!

Подшипник спрятан в станину

От коллектора широкое колесо привода сидит на левосторонней резьбе. Чтобы снять, ухватите конец длинную серую шестерню вала электрического двигателя в тиски. Потом начинайте вращать колесо против часовой стрелки, если смотреть со стороны коллектора. Осторожно! Гайка латунная и легко срывается.

Широкое колесо привода

Теперь избавляемся от длинной серой шестерни. Проще сделать при помощи съёмника для подшипников. Нужно поддеть захватами резьбу, потом слегка подтянуть на себя. Деталь просто снимается. Допустимо попробовать использовать небольшой сантехнический ключ (см. фото). Обнаружили, что его губы помещаются между станиной и утолщением шестерни. Потребуется выставить гайкой ширину захвата и осторожно взяться у основания за резьбу. Не сжимайте слишком сильно, чтобы не повредить пластик.

Осторожно начинайте покручивать шестерню против и по часовой стрелке, одновременно снимая с вала. Через время зазор между станиной увеличится, потом деталь спадёт с вала электрического двигателя. Частичный успех.

Латуневая щётка

Когда концы вала освобождены, займёмся щётками. Латунь занимает среднее место по прочности сгиба между алюминием и медью, действуем аккуратно. Шлицевой отвёрткой отгибаем зажимы и снимаем контактные площадки. Пружины и щётки выходят нехотя, допустимо помочь, просунув сбоку острый предмет. Теперь пора раскрутить станину на две части. Подшипник трения легко выходит из позиции, на валу остаётся противоположная половинка, куда впрессован подшипник качения.

Демонтаж щётки

Замена подшипника на валу электрического двигателя

Полагаем, для снятия годится стандартный инструмент (съёмник). Если похожего нет, придётся применить способ, посоветованный автомобилистами (см. фото):

Вал электродвигателя

  1. Берётся стандартный разводной гаечный ключ приличного размера, чтобы свободно входил в зазор между станиной и валом.
  2. Губа фиксируется. Окончание вала ставится на доску, потом лёгкими ударами подшипник сбивается вниз.

У авторов не нашлось разводного ключа, подходящего для процедуры. В хозяйстве нашёлся слишком большой, губы слишком плотно прилегают к обмоткам статора электрического двигателя, сдирая лаковую изоляцию. Недолго думая, нашли блок из бетона малой марки прочности. Потом ножками газового сантехнического ключа захватили станину с подшипником, как показано на фото, поверх вала положили кусок доски, сделали несколько ударов. С указанного конца деревяшку возможно не прокладывать, на краешке нет резьбы, а лишь фаска по фиксирующее кольцо.

Фиксирующая пластина

Подшипник намертво запрессован в станину. Как видно из снимков, прикрыт крышечкой, которая в процессе демонтажа успела слегка деформироваться и теперь едва-едва держится на четырёх заклёпках. Элемент однозначно снимается и выкидывается (либо монтируется на новые заклёпки). Подшипник вала электрического двигателя выбивается доступным способом из паза, допустимо использовать стандартный съёмник. Попробуйте использовать толстую деревяшку круглого сечения. На нашем электрическом двигателе подшипник в норме, ему перечисленные процедуры пока не грозят.

Обратите внимание, ниша под запрессовку слишком большая. Её высота превышает ширину подшипника. Полагаем, это связано с многоцелевым назначением электрического двигателя U – 8830. Полагаем, читатели уже забили подшипник на место, пора все собрать воедино. Запихиваем под шарики чуть-чуть Литола, прокручиваем пару раз. Если проверка подшипника электродвигателя прошла нормально, надеваем крышечку на заклёпки, либо оставляем и пробуем надеть на вал.

Захват вала ключом

Годится способ, изображённый на фото. Ручки газового сантехнического ключа ставятся на означенный выше кирпич, образуя захват. Вал со стороны коллектора снабжён левой резьбой, которую защищаем бруском древесины (на фото не показано). Несколько ударов, и деталь встанет на место, но! У вала со стороны подшипника нет ограничительной фаски, легко догнать его до упора и повредить лаковую изоляцию обмотки ротора электрического двигателя с необходимостью замены или перемотки.

Во избежание прокладываем в нужном месте кусок мягкой резины. Жёсткая (для половиков) в корне не годится. Либо контролируйте глубину забивания собственным способом. Если обнаружился перебор, берёмся вновь за газовый ключ и повторяем процедуру демонтажа станины электрического двигателя, но не полностью, а на пару-тройку миллиметров. Достигнув успеха, начинаем сборку вала. Рекомендуем первой собрать станину, потом закрепить щётки, надеть колесо с левосторонней резьбой. Последней монтируется коническая узкая серая шестерня.

Напоминаем, что на вал электрического двигателя она напрессовывается, а зажимного кольца в нашем комплекте уже изначально не было. На этом сборку считаем законченной. В довершение укажем причину использования закрывающей пластины: без нее для регулировки положения станины придётся использовать изощрённые средства. Подшипник туже сидит на валу, чем в своей нише, при попытке чуть увеличить расстояние до катушек коллектора начинает выскальзывать. Сложно задать правильную дистанцию. По указанной причине рекомендуем контролировать процесс обратной сборки электрического двигателя, чтобы не пришлось потом долго настраивать положение.

Постановка станина подшипника на место

Типичные ошибки, допускаемые при замене подшипников электрических двигателей

Если станину требуется снять не для замены подшипника, а под перемотку ротора, настоятельно рекомендуется использовать максимально тонкий захват, упирающийся в пластину. Ножки газового сантехнического ключа слишком толстые. Невозможно подобраться близко к валу, мешала обмотка статора с лаковой изоляцией. По указанной причине пластина и погнулась. Заметим, подобные способы относятся к разряду варварских. Настоятельно рекомендуем посмотреть рекламный ролик про инструмент EKF, где демонстрируются профессиональные методики.

В результате демонстрационного ремонта на валу появился едва заметный люфт (как случилось в ролике с «плохим» мастером), а подшипник при уменьшении скорости начал издавать заметный шорох, что считается признаком увеличившихся зазоров между поверхностями качения. Выходит, подшипники в электродвигателе соковыжималки нужно менять крайне осторожно, в противном случае шумный агрегат станет работать намного хуже.

Сегодня в рекламе профессионального инструмента видим ту же подоплёку. Подобным ходом мыслей уже наталкивают на мысль, что замена подшипников электродвигателя стиральной машины – удел профессионалов. С заменой подшипника одновременно ухудшаются характеристики.

Как насадить подшипник на вал при помощи нагревателя индукционного типа

Это тот случай, когда магнитопровод специально изготавливают сплошным, потом включают переменное напряжение. За счёт вихревых токов металл сильно разогревается. Магнитопровод демонстрирует форму ворот, где верхняя планка без труда снимается с места. Сюда надевается подшипник. Вихревые токи и эффект перемагничивания быстро берут своё. За считанные минуты подшипник греется до нужных 111 градусов и самостоятельно заскакивает на вал. Остаётся чуть прижать сверху. Кстати, в ролике демонстрируется, что при масляном нагреве ударами кувалды легко снести верхнюю обойму подшипника. Верим на слово.

Надеемся, теперь замена подшипника электродвигателя вентилятора не напугает читателей. Дорогая техника – в сервисный центр, дешёвая – к нам в руки. Если возникнут биения, легко в любой момент купить новый образец электрического двигателя для обучения профессиональным навыкам.

Лучшее умение – учиться на чужих ошибках. Специально их допустили в эксперименте, чтобы показать читателям: варварские методы России не всегда годятся для импортной техники. Обратите внимание: не каждая мастерская владеет профессиональным инструментом. Носите электрические двигатели и подшипники в правильное место.

vashtehnik.ru