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
				5,8

Таблица 1-2

h
	710;800;900; 1000;1120;	355;400;450;500;560; 630;710;800;900;1000; 1120;1250;
	800;900;1000; 1120;1250;	400;450;500;560;630; 710;800;900;1000; 1120;1250;1400;

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
				1,2	0,25
				1,8	0,63
				2,5	1,25
					2,8
					4,5
				3,5	7,1
				3,5	8,25
				3,5
					31,5
				5,5
				7,5
				7,5

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:

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:

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 D_н2 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 k_Ф — коэффициент формы кривой поля, представляющий отношение действующего значения ЭДС к среднему; f — частота тока в сети, Гц; k_обм1 — 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 С_А, называют коэффициентом использования машины [В-А/(мм³-об/.мин)]

(1-10)

Величины С_А и К_А 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 k_н=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; D_н2 – 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 С_А в (1-9), (1-14) и (1-23) пропорциональна объему сердечника, приходящемуся на единицу момента вращения, а коэффициент использования К_А в (1-10), (1-15) и (1-24) – расчетному моменту вращения, приходящемуся на единицу объема сердечника. Чем меньше значения С_А или чем больше значение К_А , тем меньше размеры сердечника статора или якоря и тем выше использование машины.

Значения k_обм1 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.