10.2.2. Закрытые и обдуваемые двигатели
унифицированной конструкции
типа 4ПО и 4ПБ
Двигатели мощностью до 10 кВт (50 Нм) с нормальными регулировочными свойствами составляют почти 2/3 общей потребности отраслей народного хозяйства в машинах постоянного тока. Наибольшее применение они получили в комплектном тиристорном электроприводе типа ЭПУ2 в станкостроении, железнодорожном и морском транспорте.
В целях значительного снижения (в 2 — 3 раза) трудоемкости изготовления таких двигателей в новой серии реализована идея унификации конструкции машин постоянного тока с асинхронными двигателями серии 4А. Это предопределило возможность применения для производства статора, обработки корпусных деталей, сборки и испытаний машин постоянного тока технологического оборудования, созданного для серии 4А.
В унифицированной конструкции типа 4ПО и 4ПБ магнитопровод статора неявно-полюсный с распределенными обмотками в пазах, равномерно распределенных вдоль его окружности. Обмотка возбуждения укладывается в два паза в пределах полюсной дуги основного потока, компенсационная обмотка располагается равномерно во всех пазах остальной расточки статора.
В унифицированной конструкции 4ПО (рис. 10.8) и 4ПБ одинакового габарита с двигателями серии 4А могут быть применены одинаковые станины, задние подшипниковые щиты, детали вентиляционного узла, коробки выводов, подшипники и их крышки.
Достоинствами унифицированной кон-
Рис. 10.8. Двигатель постоянного тока унифицированной конструкции типа 4ПО:
/ — корпус; 2 — магнитопровод статора; 3 — щит подшипниковый передний; 4 — сердечник якоря; 5-вентилятор; 6 — кожух; 7 — коробка выводов; 8 — коллектор; 9 — траверса
струкции двигателей постоянного тока по сравнению с явнополюсными традиционной конструкции являются:
1) распределение статорных обмоток двигателей в сравнительно большом числе пазов, что приносит положительный эффект, состоящий в улучшении теплоотдачи, и позволяет существенно увеличить плотности тока в них по сравнению с принятыми в сосредоточенных обмотках возбуждения и добавочных полюсов вплоть до значений, соответствующих плотностям тока статорных обмоток асинхронных двигателей;
2) полная и совершенная компенсация поля реакции якоря по всей его окружности, позволяющая сохранить неизменным поле возбуждения и его форму на холостом.ходу и под нагрузкой и снизить соответственно ток возбуждения в нагрузочном режиме по сравнению с требующимся в некомпенсированном двигателе постоянного тока;
3) применение полностью шихтованного магнитопровода, что уменьшает его магнитную несимметрию и практически устраняет отставание во времени изменений магнитного потока добавочных полюсов от изменения тока в их обмотках и, следовательно, повышает коммутационную способность двигателей в стационарных и динамических режимах работы;
4) переход к степени защиты IP44 в унифицированных двигателях от обычно применяемой в двигателях традиционной явнопо-люсной конструкции степени защиты IP23, что повышает надежность этих двигателей в эксплуатации.
Замена двигателей серии 2П как закрытого, так и защищенного исполнения на двигатели унифицированной конструкции серии 4П обеспечивает: увеличение номинальной мощности в заданном габарите на одну шкалу МЭК; снижение материалоемкости на 15 — 20%; уменьшение расхода обмоточной меди на 25 — 35% и снижение трудоемкости изготовления в 2,5 — 3 раза.
Переход на полностью шихтованный магнитопровод в двигателях постоянного тока с номинальной мощностью от 0,25 до 5,5 кВт позволяет существенно повысить динамические качества тиристорного электропривода.
При тиристорном питании надежная работа двигателей серии 4П обеспечивается без необходимости применения сглаживающего реактора в якорной цепи без снижения номинальной мощности, если коэффициент пульсации тока не превышает 15% (при коэффициенте пульсации от 15 до 45% номинальная мощность двигателя снижается не более чем на 10%).
Двигатели рассчитаны на эксплуатацию при высоте над уровнем моря до 1000 м, температуре окружающей среды от 1 до 40 °С, относительной влажности окружающего воздуха 80% при температуре 20 °С. Двигатели типа 4ПО должны соответствовать группе условий эксплуатации Ml по ГОСТ 17516-72; типа 4ПБ - группе Ml или М8.
Технические данные двигателей, соответствующие режиму S1, приведены в табл. 10.3. Двигатели допускают также эксплуатацию в режимах S3 — S8. Уровень шума при но-
|
|
||||||
Типоразмер двигателя |
Номинальная мощность, кВт, при исполнении |
Напряжение, В |
Ток якоря, А, при исполнении |
Номинальная частота вращения, об/мин |
Максимальная частота вращения, об/мин |
||
УХЛ4 |
О4 |
УХЛ4 |
О4 |
||||
4ПО80А1 |
0,18 |
0,16 |
ПО 220 |
3,5 1,6 |
3,2 1,3 |
1000 |
2000 |
0,25 |
0,225 |
ПО 220 |
4,1 1,7 |
3,6 1,5 |
1500 |
3000 |
|
0,55 |
0,5 |
ПО 220 |
7,9 3,8 |
7,1 3,4 |
3000 |
4000 |
|
4ПО80А2 |
0,25 |
0,225 |
ПО 220 |
4,0 1,8 |
3,6 1,6 |
1000 |
2000 |
0,37 |
0,33 |
ПО 220 |
5,8 2,1 |
5,2 1,9 |
1500 |
4000 |
|
0,55 |
0,5 |
ПО 220 |
8,0 3,5 |
7,2 3,2 |
2200 |
4000 |
|
0,75 |
0,67 |
ПО 220 |
10,7 4,9 |
9,6 4,4 |
3000 |
4000 |
|
4ПО80В1 |
0,37 |
0,33 |
ПО 220 |
4,8 2,4 |
4,3 2,1 |
1000 |
4000 2000 |
0,55 |
0,5 |
50 75 ПО 220 |
14,5 10,2 7,7 3 |
13 9,2 6,9 2,9 |
1500 |
4000 4000 |
|
0,75 |
0,675 |
ПО 220 |
10,2 5 |
9,2 4,5 |
2200 |
4000 |
|
1,1 |
1 |
50 75 ПО 220 |
31,2 21,1 15,2 7,1 |
28,1 19,9 13,7 6,4 |
3000 |
4000 |
|
4nO100Sl |
0,37 |
0,33 |
ПО 220 |
5,7 2,7 |
5,1 2,4 |
750 |
3000 1500 |
0,55 |
0,5 |
ПО 220 |
8,4 3,9 |
7,6 3,5 |
1000 |
4000 2000 |
|
0,75 |
0,67 |
110 220 |
10,4 5,1 |
9,4 4,6 |
1500 |
4000 |
|
1,1 |
1 |
ПО 220 |
14 6,7 |
12,6 6,1 |
2200 |
4000 |
|
1,5 |
1,35 |
ПО 220 |
20 9,7 |
18 8,7 |
3000 |
4000 4000 |
|
Таблица 10.3. Технические данные двигателей типов 4ПО и 4ПБ
Продолжение табл. 10.3
Типоразмер двигателя |
Номинальная мощность, кВт, при исполнении |
Напряжение, В |
Ток якоря, А, при исполнении |
Номинальная частота вращения, об/мин |
Максимальная частота вращения, об/мин |
||
УХЛ4 |
О4 |
УХЛ4 |
О4 |
||||
4nO100S2 |
0,55 |
0,5 |
110 220 |
8,6 3,8 |
7,7 3,4 |
750 |
3000 1500 |
0,75 |
0,675 |
ПО 220 |
10,4 4,8 |
9,4 4,3 |
1000 |
4000 2000 |
|
0,55 |
0,5 |
75 |
11,9 |
10,7 |
1000 |
- |
|
1,1 |
1 |
ПО 220 |
13,8 6,1 |
12,4 5,5 |
1500 |
4000 |
|
1,5 |
1,35 |
ПО 220 |
19,3 9,5 |
17,3 8,6 |
2200 |
4000 |
|
2,2 |
2 |
ПО 220 |
26,2 13,4 |
23,6 12 |
3000 |
4000 |
|
4ITO100L1 |
0,75 |
0,675 |
ПО 220 |
11 5,2 |
9,9 4,7 |
750 |
3000 1500 |
1,1 |
1 |
ПО 220 |
15,4 7,2 |
13,9 6,5 |
1000 |
4000 2000 |
|
1,5 |
1,35 |
ПО 220 |
19 9,3 |
17,2 8,4 |
1500 |
4000 |
|
2,2 |
2 |
ПО 220 |
28 13,9 |
25,4 12,5 |
2200 |
4000 |
|
3 |
2,7 |
ПО 220 |
37,2 18,4 |
33,7 16,6 |
3000 |
4000 |
|
4ПО112М1 |
1,5 |
1,35 |
ПО 220 |
19 9 |
17,3 8,4 |
1000 |
2000 |
2,2 |
2,0 |
ПО 220 |
26 12,8 |
23,6 11,5 |
1500 |
3000 |
|
3 |
2,7 |
ПО 220 |
34,7 17 |
31,2 15,3 |
2200 |
4000 |
|
4 |
3,6 |
НО 220 |
44,8 22 |
40,3 19,8 |
3000 |
4000 |
|
4ПО112М2 |
1,5 |
1,35 |
ПО 220 |
19,1 9,6 |
18 8,6 |
750 |
1500 |
2,2 |
2 |
ПО 220 |
27,9 13,6 |
25 12,2 |
1000 |
2000 |
|
3 |
2,7 |
ПО 220 |
33,8 16,6 |
30,4 15 |
1500 |
3000 |
|
4 |
3,6 |
ПО 220 |
45 22 |
40 20 |
2200 |
4000 |
|
5,5 |
5 |
ПО 220 |
60 30 |
54 27 |
3000 |
4000 |
|
Продолжение табл. 10.3
Типоразмер двигателя |
Номинальная мощность, кВт, при исполнении |
Напряжение, В |
Ток якоря, А, при исполнении |
Номинальная частота вращения, об/мин |
Максимальная частота вращения, об/мин |
||
УХЛ4 |
О4 |
УХЛ4 |
О4 |
||||
4ПБ80А1 |
0,14 |
0,126 |
ПО 220 |
2,8 1,2 |
2,5 1 |
1000 |
2500 |
0,18 |
0,16 |
ПО 220 |
2,9 1,3 |
2,6 1Д |
1500 |
4000 |
|
0,37 |
0,33 |
ПО 220 |
5,9 2,8 |
5,3 2,5 |
3000 |
4000 |
|
4ПБ80А2 |
0,18 |
0,16 |
ПО 220 |
2,9 1,3 |
2,6 1,1 |
1000 |
4000 2500 |
0,25 |
0,225 |
110 220 |
3,7 1,6 |
3,3 1,5 |
1500 |
4000 |
|
0,37 |
0,33 |
ПО 220 |
5,0 2,4 |
4,5 2,2 |
2200 |
4000 |
|
0,55 |
0,5 |
ПО 220 |
8,1 3,8 |
7,2 3,4 |
3000 |
4000 |
|
4ПБ80В1 |
0,25 |
0,225 |
ПО 220 |
3,8 1,8 |
3,4 1,6 |
1000 |
4000 2500 |
0,37 |
0,33 |
ПО 220 |
5,1 2,4 |
4,6 2,1 |
1500 |
4000 |
|
0,55 |
0,5 |
ПО 220 |
7,3 3,5 |
6,6 3,2 |
2200 |
4000 |
|
0,75 |
0,675 |
ПО 220 |
9,3 4,5 |
8,4 4 |
3000 |
4000 |
|
4nE100Sl |
0,25 |
0,225 |
ПО 220 |
4,2 1,9 |
3,8 1,7 |
750 |
3000 2000 |
0,4 |
0,36 |
ПО 220 |
6,1 2,8 |
5,5 2,5 |
1000 |
4000 2500 |
|
0,55 |
0,5 |
ПО 220 |
7,7 3,6 |
6,9 3,2 |
1500 |
4000 |
|
0,75 |
0,675 |
ПО 220 |
9,6 4,6 |
8,6 4,1 |
2200 |
4000 |
|
1,1 |
1 |
НО 220 |
13,9 6,7 |
12,5 6 |
3000 |
4000 |
|
4nB100S2 |
0,37 |
0,33 |
ПО 220 |
5,4 2,6 |
4,9 2,3 |
750 |
3000 2000 |
0,5 |
0,45 |
ПО 220 |
7 3,3 |
6,3 3 |
1000 |
4000 |
|
0,75 |
0,675 |
ПО 220 |
9,3 4,5 |
8,4 4,0 |
1500 |
4000 |
|
1,1 |
1 |
ПО 220 |
13,3 6,5 |
12 5,8 |
2200 |
4000 |
|
Типоразмер двигателя |
Номин мощное при исп |
альная гь, кВт, мнении |
Напряжение, В |
Ток як при исп |
эря, А, олнении |
Номинальная частота вращения, об/мин |
Максимальная частота вращения, об/мин |
УХЛ4 |
О4 |
УХЛ4 |
О4 |
||||
4ПБ10082 |
1,5 |
1,35 |
ПО 220 |
17,8 8,7 |
16 7,8 |
3000 |
4000 |
4ПБ1001Л |
0,4 |
0,405 |
ПО 220 |
6 3,1 |
5,4 2,8 |
750 |
3000 2000 |
0,6 |
0,54 |
ПО 220 |
8 3,8 |
7,2 3,4 |
1000 |
4000 2500 |
|
0,9 |
0,81 |
ПО 220 |
10,6 5,2 |
9,5 4,7 |
1500 1500 |
4000 |
|
1,3 |
1,17 |
ПО 220 |
15,3 7,4 |
13,8 6,7 |
2200 |
4000 |
|
1,8 |
1,62 |
ПО 220 |
20,7 10 |
18,6 9 |
3000 |
4000 |
|
4ПБ112М1 |
0,5 |
0,5 |
ПО 220 |
8 3,9 |
7,2 3,5 |
750 |
2500 2000 |
0,75 |
0,675 |
ПО 220 |
10,5 5 |
9,5 4,5 |
1000 |
3000 2500 |
|
1,1 |
1 |
ПО 220 |
14 6,7 |
12,6 6 |
1500 |
4000 |
|
1,5 |
1,35 |
ПО 220 |
18,3 9,1 |
16,5 8,2 |
2200 |
4000 |
|
2,2 |
2 |
ПО 220 |
25,6 12,5 |
23 11,3 |
3000 |
4000 |
|
4ПБ112М2 |
1 |
0,9 |
ПО 220 |
13 6,4 |
11,7 5,8 |
1000 |
2500 |
1,5 |
1,35 |
ПО 220 |
17,6 8,8 |
15,8 7,9 |
1500 |
4000 |
|
2,2 |
2 |
ПО |
25,3 |
22,8 |
2200 |
4000 |
минальной частоте вращения соответствует классу 2 по ГОСТ 16372-84; допустимое значение вибрации при номинальной частоте вращения — классу 1,1 по ГОСТ 16921-83. Двигатели изготовляются с параллельным или независимым возбуждением 220 В.
Частота вращения при номинальном напряжении на якоре и обмотке возбуждения, номинальном токе якоря и установившемся тепловом состоянии не должна отличаться от номинальной более чем на +15 и —10%.
Двигатели допускают регулирование частоты вращения вниз от номинальной снижением напряжения на выводах якоря в диапазоне 1:1000 со снижением тока якоря до 50% и вверх от номинальной до максималь-
ной, указанной в табл. 10.3, ослаблением поля (уменьшением тока возбуждения) при номинальном напряжении на якоре. Устойчивость работы обеспечивается системой регулирования привода.
Класс нагревостойкости изоляции обмоток F.
Двигатели типа 4ПО в нагретом состоянии при номинальном токе возбуждения выдерживают перегрузку по току якоря в течение 10 с за цикл не менее 1 мин до 2/ном, типа 4ПБ — до 2/ном.
Формы исполнения двигателей по способу монтажа - IM081, IM2181, IM3O81.
Габаритные, установочные, присоедини-
Продолжение табл. 10.3
Таблица 10.4. Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей типа 4ПО конструктивного исполнения IM1081
|
|
|
|
|
|
Размеры |
ММ |
|
|
|
|
|
|
Момент |
|
||
Типоразмер двигателя |
h |
Ао |
/зо, не более |
|
|
|
Л |
*1 |
|
не более |
d\ |
d\o |
rf30 |
h |
/и |
инерции, 10"1 кг-м2 |
Масса, кг |
4n80S |
50 |
100 |
385 |
50 |
6 |
125 |
80 |
6 |
24,5 |
214 |
22 |
10 |
176 |
3,5 |
155 |
1,7 |
16 |
4П80М |
385 |
2,7 |
18 |
||||||||||||||
4П80Ь |
445 |
3,9 |
20 |
||||||||||||||
4II100S |
50 |
112 |
497 |
63 |
8 |
160 |
100 |
7 |
31 |
256 |
24 |
12 |
225 |
4 |
200 |
5,4 |
36 |
4П100М |
112 |
497 |
8,1 |
38 |
|||||||||||||
4II100L |
140 |
527 |
10 |
40 |
|||||||||||||
4П112М 4nil2L |
60 |
140 |
530 |
70 |
8 |
190 |
112 |
7 |
31 |
296 |
28 |
12 |
250 |
4 |
225 |
14 18 |
58 60 |
Таблица 10.5. Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей типа 4ПО конструктивного исполнения IM2181 и IM3081
Типоразмер двигателя |
|
|
|
|
|
|
Размеры, |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
Момент инерции, 10"2 кгм2 |
Масса, кг |
||
h |
'ю |
'зо> не более |
'31 |
|
|
h |
К |
|
й31, не более |
|
|
<*зо |
|
|
|
|
|||
4II80S |
50 |
100 |
325 |
50 |
6 |
125 |
80 |
6 |
24,5 |
214 |
22 |
10 |
176 |
130 |
М8 |
160 |
ПО |
1,7 |
16 |
4П80М |
385 |
2,7 |
18 |
||||||||||||||||
4П80Ь |
445 |
3,9 |
20 |
||||||||||||||||
4II100S |
50 |
112 |
497 |
63 |
8 |
160 |
100 |
7 |
31 |
256 |
24 |
12 |
225 |
165 |
мю |
200 |
130 |
5,4 |
36 |
4Ш00М |
112 |
497 |
8,1 |
38 |
|||||||||||||||
4II100L |
140 |
527 |
10,4 |
40 |
|||||||||||||||
4Ш12М |
60 |
140 |
530 |
70 |
8 |
190 |
112 |
7 |
31 |
296 |
28 |
12 |
250 |
265 |
15 |
300 |
230 |
14,0 |
58 |
4П112Ь |
140 |
530 |
18,0 |
60 |
|||||||||||||||
тельные размеры и масса ДПТ типа 4ПО приведены в табл. 10.4 и 10.5.
Предельное отклонение установочных и присоединительных размеров соответствует нормальной точности по ГОСТ 8592-79.
Для двигателей типа 4П устанавливаются следующие показатели надежности и долговечности (при работе в номинальном режиме): средний срок службы при наработке 30000 ч — не менее 12 лет; наработка обмоток — 20000 ч; вероятность безотказной работы за период 10000 ч — не менее 0,8 при доверительной вероятности 0,7; наработка щеток — 2000 ч; коэффициент готовности — 0,9.