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

Т а б л и ц а 11-1

Размеры хвостов, полюсов и допускаемые нагрузки

Ввертикальных электродвигателях полюсы крепятся

костову ротора с помощью одного или двух хвостов. Крепление одним хвостом является более простым и тех­ нологичным, и поэтому имеет преимущественное приме­ нение.

Втихоходных синхронных двигателях шихтованные полюсы могут крепиться к ободу ротора посредством стальных болтов. По сравнению с клиновым болтовое крепление полюсов является более простым в изготов­ лении. Кроме того, толщина обода ротора может быть существенно уменьшена.

Ввиду этого, если обеспечивается достаточная меха­ ническая прочность, то болтовое крепление полюсов мо­ жет быть рекомендовано наряду с клиновым креплением

спомощью Т-образных хвостов. Глубина ввинчивания

болтов в нарезку шихтованных полюсов должна быть равной 2 7 г диаметра нарезки.

Для ужесточения шихтованного полюса последний снабжается стальным брусом круглой или прямоуголь-

116

ной формы. Брус пропускают через отверстия в штам­ пованных листах полюсов и нажимных щеках. При ис­ полнении полюса со стальным брусом болты, крепящие полюсы к магнитному ободу ротора, ввинчиваются не в шихтованный сердечник, а в сплошной брус.

Рис. 11-7. Продольный разрез синхронного двигателя 3200 кВт, 6 кВ, 375 об/мнн.

На рис. 11-7 приведен общий вид (продольный раз­ рез) синхронного двигателя мощностью 3200 кВт, 375 об/мин, на роторе которого установлены шихтован­ ные полюсы, имеющие сплошные брусья круглой формы. Ввиду недостаточности места для установки болтов для крепления полюсов применены стальные шпильки и гайки.

117

11-4. РАСЧЕТ ПОЛЮСА

Расчет крепления полюса Т-образным хвостом за­ ключается в определении центробежной силы 1 см по­ люса по формуле

жести полюса с катушкой, см; % — угонная частота вра­ щения, об/мин.

Расчет крепления полюсов болтами производится по нагрузке, создаваемой центробежными силами собран­ ного полюса с катушкой. Растягивающее усилие в бол-

118

'fax

a — CItnF, кгс/см2,

где in—’Число болтов, крепящих полюсы; F — сечение болта в нарезанной части, см2.

Допускаемое напряжение в болтах из Ст 5— 1200 кгс/см2.

Расчет кромки башмака сводится к определению на­ пряжения изгиба в сечении, ослабленном отверстием под демпферный стержень (рис. 11-8).

На кромку башмака шихтованного полюса действует сосредоточенная нагрузка от центробежной силы, созда­ ваемой обмоткой полюса и самой кромкой башмака; так же как и в полюсных хвостах, при большой нагрузке кромка башмака теряет свою устойчивость.

Центробежная сила 1 см кромки башмака Ск и 1 см обмотки полюса С0 вычисляется по формуле (11-1); пред­ варительно определяются массы и радиусы центров тя­ жести кромки башмака и обмотки полюса.

Изгибающий момент в сечении т—т кромки баш­ мака

M0 = C<>lo+CJK, кгс/см.

Напряжение изгиба в кромке башмака ок = 6М/f?, кгс/см2,

где hK—высота кромки в сечении т—т. Если в это сече­ ние попадает отверстие для демпферного стержня, то из него необходимо вычесть высоту шлица и V2 диаметра отверстия. Листы сердечника полюса изготовляются из стали марки Ст 3.

Допустимые напряжения в кромке башмака в зави­ симости от толщины листов сердечника полюса:

11-5. РАСЧЕТ ЩЕКИ ПОЛЮСА

Щеки полюса воспринимают усилия от центробежных сил лобовой части катушки и от давления между листа­ ми сердечника полюса. Усилие от центробежных сил ло­ бовой части катушки воспринимается козырьком щеки. Наибольшие напряжения возникают в сечении аа (рис. 11-8) от изгибающих моментов, стремящихся отогнуть козырек под действием центробежных сил.

119

Изгибающий момент в сечении аа от центробежной

витков катушки полюса; Ro — расстояние от осп враще­ ния до центра тяжести щеки с обмоткой, см; г — наруж­ ный радиус лобовой части витка, см; I — длина прямого

0,7

о,в

0,5

Of

0,3

0,2

0,1

о

«)

Рис. 11-9. Коэффициенты для расчета моментов.

участка лобовой части витка, см; k — расстояние от ще­ ки до наружного размера витка, см.

Момент сопротивления щеки

z=b№ф/6, см3,

где b, h и hi — размеры по сечению аа; ср— коэффициент по кривой в зависимости от p = /ii//i (рис. 11-9,6).

Напряжения изгиба в козырьке по сечению аа

сгн=1,2 М/г, кгс/см2.

Напряжение изгиба в сечении щеки bb вызывается усилием запрессовки полюса.

Давление запрессовки р = 30н-40 кгс/см2. Изгибающий момент в сечении bb

Mn3 = pFl, кгс-см,

где К — площадь листа полюса выше сечения bb, см2. Размеры /; 4; хр, Хг см. — рис. 11-8.

120

Напряжение изгиба в сечении bb

Опъ — МаъХг11, кгс/см2,

где ] — момент инерции сечения bb, см4.

Изгибающий момент от центробежных сил обмотки в сечении bb

Mq= Col1, кгс-см.

Изгибающий момент от центробежных сил в части щеки, лежащей выше этого сечения:

Мщ= Сщ13, кгс-см,

где /з — расстояние от центра тяжести сечения bb до проекции центра тяжести верхней части щеки на плоско­ сти сечения bb, см.

Суммарный момент в сечении bb

МС= М0 + МШГ- 0,7Л4ИЗ, кгс-см.

Напряжение изгиба

ol=Mcx2.IJ, кгс/см2.

Напряжение растяжения

Ог = (Со+Сщ)/5 ,

где 5 — площадь сечения bb.

Суммарное напряжение растяжения в сечении bb

СГ= СГ!• —|—СГ2. кгс/см2.

При наличии на козырьке щеки выступающего зуба, удерживающего демпферный сегмент (рис. 11-5), следует учесть дополнительный изгибающий момент, создаваемый демпферной клеткой полюса.

Хвост щеки воспринимает усилие от центробежных сил щеки и лобовой части обмотки. Напряжение растя­ жения в шейке хвоста

Ox= C/tndt,

где т—число хвостов на щеке; d и t — размеры шейки

хвоста, см:

Допускаемые напряжения щеки из поковки Ст 3— 1200 кгс/см2, из Ст 5 или 35— 1400 кгс/см2; щеки из стального литья марки 35 Л, групп II, ГОСТ 7832-65 — 1200 кгс/см2.

121