Стандартизация в области электрических машин

Значение стандартизации. Одна из важнейших задач народного хозяйства— улучшение качества продукции, неразрывно связан­ное с уровнем стандартизации. Основные технические требования к конструктивным исполнениям, размерам и параметрам, методам и средствам испытаний электрических машин, а также требования к материалам и полуфабрикатам, необходимым для производства машин, устанавливаются и определяются стандартами.

Большим резервом повышения экономической эффективности народного хозяйства является дальнейшее развитие внешних экономических отношений, расширение выпуска изделий, в том числе электрических машин на экспорт. В связи с этим все боль­шее внимание уделяется согласованию на международной основе требований национальных стандартов. Международное сотрудни­чество в области стандартизации играет важную роль в устране­нии технических барьеров во внешней торговле и в установлении международных научно-технических связей в электромашиностро­ении.

К основным международным организациям в области стан­дартизации по электротехнике, участником которых является Россия, относятся Международная организация по стандартизации (ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК). Вопросами разработки рекомендаций занимаются технические ко­митеты, подкомитеты и создаваемые в них рабочие группы. Коми­теты ИСО занимаются тематикой, охватывающей отдельные си­стемы и даже отрасли, которые включают в себя также и вопросы электротехники, в то время как комитеты МЭК образованы глав­ным образом для рассмотрения тех или иных видов электротехни­ческого оборудования; в частности Комитет № 2 — вращающиеся электрические машины всех мощностей и размеров {за исключени­ем тяговых электродвигателей).

Международные рекомендации разрабатывают по отдельным видам изделий и материалов, по терминологии, условным обозна­чениям, графическим изображениям и т. п. Рекомендации носят факультативный характер, т. е. их применение в национальной практике отдельных стран не обязательно. Однако в настоящее время практически все национальные стандарты по электрическим машинам создаются с учетом или непосредственно на базе реко­мендаций ИСО и МЭК." Начиная с 1972 г. ИСО выпускает между­народные стандарты.

Важное значение, имеют стандарты ИСО и рекомендации МЭК при решении ряда определяющих положений при проектировании электрических машин. К ним относятся классификация номиналь­ных режимов работы электрических машин (при кажущемся их многообразии). Не менее важно, чтобы принимаемые для единых серий электрических машин шкалы мощностей соответствовали ряду мощностей, рекомендованному МЭК. Значения номинальных напряжений, на которые должны проектироваться электрические машины, также должны соответствовать международным стандар­там. Номинальные частоты вращения стандартизованы ИСО для двигателей, а также для генераторов, что также важно соблюдать в национальных стандартах.

Применяемые иногда в отечественной литературе термины, ха­рактеризующие степень защиты электрических машин от внешних воздействий, такие как «электрическая машина защищенного испол­нения» или «электрическая машина закрытого исполнения» не соот­ветствуют Рекомендациям МЭК и поэтому не должны быть использованы.

При проектировании электрических машин должны учитываться требования стандартов России, а также рекомендации ИСО и МЭК. В следующих разделах рассматриваются стандартизованные виды исполнений и их обозначения, выходные параметры и размеры наружных частей (установочные и присоединительные размеры) электрических машин.

Номинальные режимы работы.Номинальные данные электричес­ких машин должны соответствовать определенному режиму рабо­ты. ГОСТ 183 предусматривает режим работы с условными обозна­чениями S1-S8. Наиболее распространен продолжительный номи­нальный режим работы, который характеризуется продолжитель­ностью работы машины, достаточной для достижения установив­шейся температуры всех частей электрической машины при неи­зменной внешней нагрузке - условное обозначение S1.

Номинальные мощности.Номинальные мощности электрических машин переменного и постоянного тока (двигателей и генераторов) регламентированы ГОСТ 12139 - 84, в котором учтены рекомен­дации, и Публикации МЭК 72 в части номинальных мощностей. Согласно ГОСТ номинальные мощности должны соответствовать работе электрических машин при номинальных значениях напряже­ния, частоты вращения, частоты переменною тока, коэффициента мощности, а также при условиях и режимах работы, установленных соответствующими стандартами.

Стандартом предусмотрены следующие значения номинальных мощностей (в пределах от 0,12 до 1000 кВт): 0,12; 0,18; 0,25; 037; 0,55; 0,75; 1,1; 1,5; 2,2; 3,0; 4,0; 5,5; 7,5; 11; 15; 18,5; 22; 30; 37; 45; 55; 75; 90; 110; 132; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000 кВт. Эти значения мощностей обязательны для всех исполне­ний электрических машин по защите и по монтажу, а также для всех способов охлаждения. Для машин специализированного на­значения (рольганговые, краново-металлургические и др.) ука­занные значения мощностей не обязательны.

Номинальные напряжения. Номинальные напряжения генерато­ров и двигателей до 1000 В регламентированы ГОСТ 21128 — 83, а свыше 1000 В — ГОСТ 721. В стандартах учтены Публикации МЭК 38. Стандартом установлены наиболее широко применяемые номинальные напряжения (В):

Номинальные частоты вращения.Номинальные частоты враще­ния электрических машин регламентированы ГОСТ 10683; 655 — 66.

Установлены следующие номинальные частоты вращения при ча­стоте переменного тока 50 Гц для синхронных генераторов: 125; 150; 157,6; 214,3; 250; 300; 375; 428,6; 500; 600; 750; 1000; 1500; 3000 об / мин. Эта шкала используется также для синхронных и асинхронных двигателей с некоторыми изменениями.

Так, для синхронных двигателей дополнительно включены частоты вращения 100 и 166,6 об/мин, а исключена частота 428,6 об/мин; для асинхронных двигателей добавлены частоты вращения 120 и 166 об/мин, а исключены 214, 3 и 428, 6 об/мин. Номинальные частоты вращения асинхронных двигателей должны быть меньше перечисленных на частоту вращения, определяемую величиной номинального скольжения.

Для генераторов постоянного тока стандартом установлены в пределах до 3000 об/мин следующие номинальные частоты вра­щения: 400; 500; 600; 750; 1000; 1500; 2000; 3000, для двигателей: 25; 50; 75; 100; 125; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1500; 2000; 2200 и 3000 об/мин. Наименьшие частоты вращения двига­телей {с регулированием числа оборотов изменением поля главных полюсов) и наибольшие частоты вращения двигателей {с регулиро­ванием числа оборотов изменением напряжения на якоре при но­минальном напряжении и номинальной нагрузке на валу) должны соответствовать указанным номинальным частотам вращения дви­гателей.

Стандартом также установлены допускаемые отклонения но­минальной частоты вращения двигателей и генераторов постоян­ного тока.

Степени защиты от внешних воздействий.Электрические машины могут иметь различные исполнения по защите от внешних воз­действий, которые, с одной стороны, должны обеспечить защиту обслуживающего персонала от прикосновения к токоведущим или вращающимся частям, а с другой — защиту машины от попадания внутрь ее твердых посторонних тел и воды. Обозначения степени защиты регламентируются ГОСТ 14254 — 96. В стандарте учтены требования рекомендаций Публикации МЭК 34 — 5.

Согласно указанному стандарту обозначение степеней защиты состоит из букв IР — начальные буквы английских слов Internation, Protection (международное обозначение степеней защиты) и следующих за ними цифр. Первая цифра характеризует степень защиты от прикосновения и от проникновения твердых тел в ма­шину. Более распространенными являются следующие степени, защиты по первой характеристической цифре:

2 — защита от возможности соприкосновения пальцев с токо­ведущим и или движущимися частями внутри машины. Защита машины от попадания внутрь ее твердых посторонних тел диамет­ром более 12 мм;

4 — защита от соприкосновения инструмента, проволоки или других подобных предметов, толщина которых превышает 1 мм, с токоведущими или движущимися частями внутри машины*. Защи­та машины от попадания внутрь ее легких твердых посторонних тел диаметром более 1 мм.

Вторая цифра характеризует степень защиты машины от про­никновения воды. Более распространенными являются следующие степени защиты по второй характеристической цифре:

2- защита от капель воды. Капли воды, падающие под углом в пределах до 15 к вертикали, не должны оказывать на машину вредного действия;

3- защита от дождя. Вода, падающая на машину в виде дождя под углом в пределах до 60 к вертикали, не должна оказывать на машину вредного действия;

4- защита от брызг. Брызги воды любого направления, попадающие на машину, не должны оказывать на нее вредного действия.

Наибольшее применение находят следующие степени защиты:

IP22-- машина, защищенная от попадания твердых тел размером более 12 мм и от капель воды (защищенная машина).

IP23-- машина, защищенная от попадания твердых тел размером более12 мм и от дождя (защищенная машина).

IР44-- машина,защищенная от попадания твердых тел размером более 1 мм и от водяных брызг (защищенная машина).

*Если машина охлаждается внешним вентилятором, то вентилятор должен быть защищен от соприкосновения с ним пальцев как на стороне входа, так и на стороне выхода охлаждающей воздуха.

Способы охлаждения. Обозначения способов охлаждения регла­ментируются ГОСТ 20459 —87, учитывающим рекомендации Пуб­ликации МЭК 34—6. Согласно этому стандарту обозначение спо­собов охлаждения состоит из букв IC — начальные буквы анг­лийских слов Internаtiопа1, Cooling (международное обозначение способов охлаждения) и следующей за ними характеристики цепей охлаждения. Последняя состоит из прописной буквы, условно обозначающей вид хладоагента и следующих за ней двух цифр; при охлаждении воздухом буква опускается. Первая цифра услов­но обозначает устройство цепи для циркуляции хладоагента, вто­рая—способ его перемещения. Из указанных в стандарте более распространенными являются следующие условные обозначения цепей:

Условные обозначения устройства цепи (первая цифра):

0-свободная циркуляция;

1-охлаждение с помощью подводящей трубы;

3-охлаждение с помощью подводящей и отводящих труб;

4-охлаждение с помощью наружной поверхности машины;

5-охлаждение с помощью встроенного охладителя (с использованием окружающей среды);

6-охлаждение с помощью пристроенного охладителя (с использованием окружающей среды).