Файл: Нейман, З. Б. Крупные вертикальные электродвигатели переменного тока.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 145

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

На верхнюю часть корпуса устанавливается грузонесущая крестовина. Поэтому жесткость корпуса долж­ на быть рассчитана на дополнительные усилия от силы тяжести вращающихся частей насосного агрегата и реакции воды. Для подъема двигателя краном к корпусу приварены цапфы. По условию транспортабельности в электродвигателях с диаметром статора более четы­ рех метров корпус выполняется разъемным из двух по­ ловин.

Крепление двух частей корпуса в кольцо производит­ ся стяжными шпильками, пропущенными сквозь тол­ стые, стальные пластины, вваренные в края половинок корпуса.

10-2. СЕРДЕЧНИК СТАТОРА

Сердечник статора синхронного и асинхронного элек­ тродвигателей состоит из гладких штампованных сег­ ментов из электротехнической стали толщиной 0,5 мм с выштампованными по внутреннему диаметру открыты­

ми пазами для катушек обмотки

(рис. 10-3), сегментов

с вентиляционными распорками

и концевых сегментов

с нажимными пальцами. Сегменты собраны в пакеты и стянуты посредством нажимных фланцев и шпилек в корпусе статора.

Рис. 10-3. Сегмент сердечника статора.

90

Рнс. 10-4. Сегмент сердечника статора с вентиляционными распор­ ками.

Сегменты штампуются из электротехнических сталей марок 341, 342, 3310, 3320, 3330 и покрываются с обеих сторон лаком горячей сушки.

Пакеты сердечника разделяются между собой сег­ ментами с вентиляционными распорками, образующими радиальные вентиляционные каналы шириной по 10 мм. Сегмент с вентиляционными распорками представляет собой сложенные два штампованных листа электротех­ нической стали марки 311, к которым приварены точеч­ ной сваркой или приклепаны стальные полоски из спе­ циального нормализованного профиля двутаврового се­ чения 4Х Ю или 8Х 10 мм (рис. 10-4).

Концевые

сегменты крайних пакетов выполняются

с нажимными

пальцами. Последние изготовляются из

полосовой стали прямоугольного сечения размерами 10X16, 12X25 мм и др. На рис. 9-2 показан сердечник статора, разделенный радиальными каналами на 14 па­ кетов. Для повышения эффективности вентиляции и обеспечения более равномерного охлаждения сердечника и обмотки статора крайние пакеты сердечника в ряде случаев выполняются большей ширины, чем средние.

В некоторых типах машин нажимные пальцы не при­ крепляются к сегментам, а привариваются непосредст­ венно к торцевой раме корпуса статора и к нажимному фланцу. Сердечник в неразъемном корпусе статора удерживается с помощью стальных шпилек, пропущен-

91


Д-й Б-Б

повернуто

ных через полузакрытые пазы в спинке сегментов и через отверстия в торцевой раме и наружном фланце. После сборки сердечника нажимной фланец проварива­ ется прерывистым швом к верхней торцевой раме кор­ пуса. Через каждые несколько пакетов на шпильки

насажены

пластинчатые

 

 

сережки,

вставленные

в

 

 

вентиляционные

каналы

 

 

между пакетами и затем

 

 

приваренные

к

ребрам

 

 

корпуса.

В крупных син­

 

 

хронных

двигателях сер­

 

 

дечник

удерживается

в

 

 

корпусе

статора

посред­

 

 

ством приваренных к ра­

 

 

мам шихтовочных

клинь­

 

 

ев и установленных с обе­

 

 

их сторон стальных на­

 

 

жимных

гребенок.

С по­

 

 

мощью

стяжных

шпилек

 

 

пакеты

активной

стали

 

 

статора

опрессовываются

Рис. 10-6. Часть сердечника стато­

в монолитный

сердечник

ра

с наружной гребенкой и паль­

(рис. 10-5). Нажимная

 

цами.

гребенка состоит из сталь­

 

к ней нажимных пальцев

ного фланца

и

приваренных

(рис. 10-6). Для уменьшения добавочных потерь от по­ токов рассеяния пальцы гребенки могут изготовляться из немагнитной стали.

На рис. 10-7 показан сердечник статора, который изготовляется отдельно от корпуса и в отличии от обыч­ ного исполнения встраивается в готовом виде в корпус и при необходимости может быть вынут из него.

Сердечник статора выполнен из штампованных сег­ ментов и разделен радиальными каналами на ряд паке­ тов. Пакеты собираются в остов сварной конструкции, выполненный из стального листа и состоящий из двух рам, ряда ребер и нажимного фланца. Сердечник за­ крепляется в остове посредством стяжных шпилек, про­ пущенных через отверстия в спинке сегментов, в раме

инажимном фланце.

Вкорпусе статора подобный сердечник устанавли­ вается уже в обмотанном виде и закрепляется в нем по­ средством планок и болтов.

93


Ф1673

Рис. 10-7. Сердечник статора выемной конструкции.

Такая конструкция применяется в электрических ма­ шинах, имеющих термореактивную изоляцию обмотки статора, в которых пропитка обмотки изоляционными лаками производится после ее укладки в пазы сердеч­ ника.

10-3. РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ СЕРДЕЧНИКА СТАТОРА

Давление при запрессовке сердечника при длине сер­

дечника L до 1 м принимает 8—10 кгс/см2.

 

При большей длине р = 10 У L, кгс/см2.

нажимного

Изгибающий момент в сечении А —А

пальца (рис. 10-6)

 

Mo = -j- (дтг) % ---- §- (1>2— Д, — h),

кгс • см,

где Di — внутренний диаметр статора, см; D%— внутрен­ ний диаметр фланцев, см; Z — число пазов статора и

94

число нажимных пальцев; коэффициент К в зависимо­ сти от отношения (.и = Di/Dz равен:

К = 1,31(1 - ^ ) ( 1 + 2 ц);

S = bhZ — площадь всех пазов, см2; h — высота паза, см;

b — ширина паза, см.

 

 

в нажимном

 

Максимальное

 

напряжение изгиба

пальце

 

■ап = 6Ма/ВН2, кгс/см2,

 

 

 

 

 

где В — ширина;

Н — высота нажимного пальца, см.

 

Усилие запрессовки

 

 

 

 

 

 

P = p(c,D23— S),

кгс,

 

где

D3— наружный

диаметр сердечника статора, см;

коэффициент Ci в зависимости от p2 = -Di/ £ > 3

определяется

из выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<V

■(1

 

 

 

Диаметр,-определяющий положение равнодействую­

щей усилия запрессовки,

 

 

 

 

 

Дц =

c2D2-S (P , +h)

CM,

 

 

 

 

CiD23- S

 

 

 

 

 

 

 

 

где

л

/ 1

3 \

 

 

 

c2= -g-

(1 ^2 )•

 

 

 

 

Изгибающий момент в сечении ББ фланца

 

 

МВ=

Р

^ Дд ^ п,

кгс - см,

 

где п — число пальцев на фланце; Dm— диаметр рас­ положения стяжных шпилек, см.

Максимальное напряжение изгиба во фланце в сече­ нии ББ

oCp — 6MB/BiHi2, кгс/см2,

где В1 — ширина фланца в сечении ББ\ Hi — высота се­ чения фланца; размер Bi — B'i2d.

Напряжение растяжения в шпильке

М*

I Г

1 2

= Т т Т

Ь ~m W ’

КГС/СМ2,

95


где т — число шпилек по окружности сердечника; F — сечение шпильки, см2; / — расстояние от оси шпильки до опоры, см.

Допускаемое напряжение изгиба в нажимных паль­ цах из стали марки Ст 3 равно 1500 кгс/см2. Допускае­ мое напряжение растяжения в шпильках из стали мар­ ки Ст 5 равно 1300 кгс/см2.

10-4. КРЕПЛЕНИЕ СТАТОРА К ФУНДАМЕНТУ

Статор крепится к фундаменту с помощью фунда­ ментных плиток и анкерных болтов. Корпус статора при­ крепляется к фундаментным плиткам болтами и, кроме того, штифтуется несколькими цилиндрическими штиф­ тами, устанавливаемыми с наружной стороны по окруж­ ности нижнего кольца корпуса статора. Механические усилия, воспринимаемые штифтами, рассчитываются ис­ ходя из момента, возникающего при коротком замы­ кании:

Мк.3 = 97 500—^ - , кгс-см,

ПХ а

где Р — мощность двигателя, кВт; п — номинальная ча­ стота вращения, об/мин; х"а — сверхпереходная реак­ тивность в долях единицы.

Напряжение среза в штифте

 

 

А/к з

1 2

 

 

 

 

5= Ж

-

кгс/ см >

 

 

где

L — размер

от оси двигателя до

середины

штифта,

см;

т —число

штифтов;

b —длина

штифта,

см; d

диаметр штифта, см.

 

 

 

 

10-5. ОБМОТКА СТАТОРА

Вертикальные синхронные и асинхронные двигатели выполняются с катушечными петлевыми двухслойными обмотками с укороченным шагом. Катушки состоят из ряда витков обмоточной меди прямоугольного сечения марки ПБД или ПСД с двусторонней изоляцией толщи­ ной 0,33 мм или медного проводника с усиленной изоля­ цией марки ПЭТВСД с двусторонней толщиной 0,5— 0,55 мм. Каждый виток состоит из одного или несколь­ ких проводников. По ширине паза располагается не бо­ лее двух проводников. Для катушек обмоток на напря-

%


Определяем значения каждого из членов уравнения Бернулли:

Zi = 0;

22 — 6 -\- Н М\

р, = 10000 нГ/м2;

р/, =

2 500 кГ/м2;

у =

1 000 кГ/м*;

f =

1 000 кГ/м3-,

а, =

1;

а, =

1;

0,060 • 4 3,4 м/сек;

щ = 0.

"

4Q

 

 

Vi ~

iztfi ~

г,- 0Д52

 

 

v.{

0,59

м.

 

 

-2_ =

Подставляя найденные значения в уравнение Бернулли, получаем

 

10 =

6 + Я + 2 ,5 +

0,59,

 

откуда

 

Н =0,91 м.

 

 

3

 

 

 

Задача 19. Определить расход насоса при следующих данных:

1.Высота установки насоса над уровнем моря 700 м.

2.Высота вала насоса над

поверхностью

воды

в водоеме

h = 6 м.

трубы

d — 0,1

м.

3.

Диаметр

4.

Вакуум в насосе йеок=

вод. ст.

Задача

решается

Решение.

так же, как и предыдущая. За плоскость сравнения принимаем горизонтальную плоскость, сов­ падающую с поверхностью воды в водоеме.

Уравнение Бернулли соста­ вляем для первого и второго се­ чения, пренебрегая сопротивле­ ниями.

уИз уравнения Бернулли

 

, I Pi

I

W

+ г2

=

Рг

a2V2-

 

 

2g

 

 

"1+ T

+

-S

 

 

 

определяем скорость

в трубе

v2> а

расход

Q, зная скорость

определим по

формуле

 

 

Q = о2ш.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим значения каждого из членов уравнения Бернулли

2\ —0;

 

 

 

 

Pi

Р м п - ^ Л ю О - 7 000:

Л = 9500 кГ/м2;

 

 

 

7 = 1 000 {кГ/мН

 

 

 

 

 

= 2 500 кГ/м2;

г»! = 0.

 

 

 

 

 

 

1 =

1 000 кГ/м3;

 

 

 

 

 

 

 

ai =

l;

 

 

 

 

 

 

 

V., =

? .

Подставляя найденные значения в уравнение Бернулли, получим

 

 

9,5 =

6 + 2,5 +

vif

 

 

 

 

 

____

 

2s '

 

 

 

v2 =

 

9,81 = 4,43 м/сек,

 

откуда расход будет

равен

 

 

 

 

 

 

 

Q = що = 4,43 — °-£ i- =0,03477 м*/сек = 34,77 л/сек.

101