Материал: Отчет по учебной практике уп эро 2023. 10. 00. 00 Пз

3.1.2 Электродвигатели переменного тока

3.1.2.1 Асинхронные электродвигатели

Благодаря дешевизне и простоте конструкции электрические машины такого типа получили самое широкое распространение. Их принципиальное отличие – наличие так называемого скольжения. Это разность между частотой вращения магнитного поля неподвижной части электрической машины и скоростью вращение ротора. Напряжение на вращающейся части индуцируется за счет переменного магнитного поля обмоток статора двигателя. Вращение вызывает взаимодействие поля электромагнитов неподвижной части и магнитного поля ротора, возникающего под влиянием наведенных в нем вихревых токов. По особенностям обмоток статора выделяют следующие типы асинхронников:

• 
  Однофазные двигатели переменного тока. Двигатели такого типа требуют для пуска наличия внешнего фазосдвигающего элемента. Это может быть пусковой конденсатор или индуктивное устройство. Область применения однофазных двигателей – маломощные приводы.
  
• 
  Двухфазные электрические машины. Такие двигатели имеют 2 обмотки со смещенными относительно друг друга фазами. Их также используют для бытовых устройств и оборудования, имеющего небольшую мощность.
  
• 
  Трех- и многофазные электродвигатели. Наиболее распространенный тип асинхронных машин. Электрические двигатели такого типа имеют от 3-х и более обмоток статора, сдвинутых по фазе на определенный угол.
  
• 
  По конструкции ротора асинхронные электрические машины делят на двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором.
  
• 
  Обмотка ротора электрических машин первого типа представляет собой несколько неизолированных стержней, выполненных из сплавов меди или алюминия, замкнутых с двух сторон кольцами (конструкция “беличья клетка”). Асинхронные двигатели такого типа обладают следующими преимуществами:
  
• 
  Достаточно простая схема пуска. Такие электрические машины можно подключать непосредственно к электрической сети через аппараты коммутации.
  
• 
  Допустимость кратковременных перегрузок.
  
• 
  Возможность изготавливать электрические машины высокой мощности. Двигатель такого типа не содержит скользящих контактов, препятствующих наращиванию мощности.
  
• 
  Относительно простое ТО и ремонт. Асинхронные электромашины имеют несложную конструкцию.
  
• 
  Невысокая цена. Двигатели асинхронного типа стоят дешевле синхронных машин и ДПТ.
  
• 
  Электрические машины с короткозамкнутым ротором имеют свои недостатки:
  
• 
  Предельная скорость вращения составляет не более 3000 об/мин при входе в синхронный режим.
  
• 
  Технически сложная реализация регулирования частоты вращения, из-за конструкции.
  
• 
  Высокие пусковые токи при прямом запуске.
  

Электродвигатели с фазным ротором частично лишены недостатков, присущих машинам с ротором конструкции “беличья клетка”. Вращающаяся часть электрической машины такого типа имеет обмотки, соединенные в схему “звезда”. Напряжение подводится к обмотке через 3 контактных кольца, закрепленных на роторе и изолированных от него.

Такие электродвигатели обладают следующими достоинствами:

• 
  Возможность ограничивать пусковые токи при помощи резистора, включенного в цепь электромагнитов ротора.
  
• 
  Больший, чем у электромашин с короткозамкнутым ротором, пусковой момент.
  
• 
  Возможность регулировки скорости.
  

Недостатками таких двигателей являются относительно большие габариты и масса, высокая цена, более сложный ремонт и сервисное обслуживание.

3.1.2.1 Синхронные электродвигатели

Как и в асинхронных электродвигателях, вращение ротора в синхронных машинах достигается взаимодействием полей ротора и статора. Скорость вращения ротора таких электрических машин равна частоте магнитного поля, создаваемого обмотками статора.

Обмотка неподвижной части двигателя рассчитана на питание от трехфазного напряжения. К электромагнитам ротора подключается постоянное напряжение. Различают явнополюсные и неявнополюсные обмотки. В синхронных двигателях малой мощности используют постоянные магниты. Запуск и разгон синхронной машины осуществляется в асинхронном режиме. Для этого на роторе двигателя имеется обмотка конструкции “беличья клетка”. Постоянное напряжение подается на электромагниты только после разгона до номинальной частоты асинхронного режима. Синхронные двигатели имеют следующие особенности:

• 
  Постоянная скорость вращения при переменной нагрузке.
  
• 
  Высокий к.п.д. и коэффициент мощности.
  
• 
  Небольшая реактивная составляющая.
  
• 
  Допустимость перегрузки.
  
• 
  К недостаткам синхронных электродвигателей относятся:
  
• 
  Высокая цена, относительно сложная конструкция.
  
• 
  Сложный пуск.
  
• 
  Необходимость в источнике постоянного напряжения.
  
• 
  Сложность регулировки скорости вращения и момента на валу.
  

Все недостатки электрических машин переменного тока можно исправить установкой устройства плавного пуска или частотного преобразователя. Обоснование выбора того или иного устройства обусловлено экономической целесообразностью и требуемыми характеристиками электропривода.

3.2 По степени защиты

При выборе конструктивного исполнения двигателя, прежде всего, учитывают условия его эксплуатации, в частности состав окружающей среды.

Степень защиты обозначается латинскими буквами IP и следующими за ними двумя цифрами. Первая цифра характеризует степень защиты персонала от соприкосновения с движущимися частя­ми и частями, находящимися под напряжением, а также степень защиты от попадания внутрь машины твердых посторонних тел:

• 
  0 — защита отсутствует;
  
• 
  1, 2, 3, 4 — защита от попадания твердых тел (размером соответственно 50; 12;'2,5; 1,0 мм);
  
• 
  5 — защита от пыли;
  
• 
  6 — пыленепроницаемость.
  

Вторая цифра обозначает сте­пень защиты от попадания воды:

• 
  0 — защита отсутствует;
  
• 
  1, 2 — защита от капель;
  
• 
  3 — дождя;
  
• 
  4 — брызг;
  
• 
  5 — водяных струй;
  
• 
  6 — от волн;
  
• 
  7 — при погружении в воду;
  
• 
  8 — при длительном погружении в воду.
  

Для эксплуатации во взрывоопасных зонах следует применять специальное взрывозащищенное оборудование. Установлены следу­ющие уровни взрывозащиты: «электрооборудование повышенной надежности против взрыва», знак уровня — 2; «взрывобезопасное электрооборудование», знак уровня — 1; «особо взрывоопасное элек­трооборудование», знак уровня — 0.

Взрывозащищенное оборудование может иметь следующие ви­ды взрывозащиты:

• 
  заполнение защитным газом (Р),
  
• 
  искробезопасная электрическая цепь (i),
  
• 
  кварцевое заполнение (g),
  
• 
  масляное заполнение (О),
  
• 
  специальный вид взрывозащиты (S).
  

Способ монтажа определяет производственное положение машины на месте установки, способ ее крепления, сочленения с механизмами. Для обозначения конструктивного исполнения по способу монтажа используются латинские буквы IM и следующие за ними цифры, которые характеризуют группу конструктивного исполнения (например, на лапах); способ монтажа, исполнение конца вала (например, один фланцевый).

4 Определение параметров электрической машины

На рассмотрение мне был выдан электродвигатель АИР Р80А4УЗ, по которому мне удалось найти следующую информацию.

Расшифровка электродвигателя АИР80A4:

• 
  А – асинхронный электродвигатель
  
• 
  И – унифицированная серия «Интерэлектро»
  
• 
  Р – изготавливаемый по ГОСТ 31606-2012
  
• 
  80 – габарит, мм A – установочный размер по длине станины
  
• 
  4 – число полюсов
  
• 
  УЗ – вид климатического исполнения
  

Характеристики электродвигателя Р80А4УЗ:

• 
  Мощность 1.1 кВт
  
• 
  Частота вращения 1500 об/мин (Скорость вращения вала 1390 оборотов)
  
• 
  Напряжение 380 либо 220/380 В
  
• 
  Ток статора 5/2.9 А
  
• 
  КПД 76,5 %
  
• 
  Коэф. мощности 0.77
  
• 
  Mmax/Mн 2.3
  
• 
  Мп/Мн 2.3
  
• 
  Iп/Iн 6
  
• 
  Класс защиты, IP 55
  
• 
  Климатическое исполнение У3
  
• 
  Вес 16 кг
  

• 
  Монтажное исполнение Лапы/фланец/комбинированное
  
• 
  Номинальный ток 2,85 А
  
• 
  КПД 76,2 %
  
• 
  Момент инерции 0,0028 кг∙м2
  
• 
  Диаметр вала 22 мм Вес 14,0 кг
  
• 
  Уровень шума до 61 дБ
  
• 
  Крутящий момент, номинальный 7,398 Нм
  

На базе стандартного АИР80А4 изготавливаются специализированные версии электродвигателей мощностью 1,1 кВт на 1500 оборотов:

• 
  АИР80А4Е – с электромагнитным тормозом;
  
• 
  АИР80А4Е2 – ЭМТ с растормаживающим устройством;
  
• 
  АИРС80А4 – с повышенным скольжением;
  
• 
  АИР80А4 Т2 – для влажного тропического климата;
  
• 
  АИР80А4 ОМ2 – морское исполнение;
  
• 
  АИР80А4 Х2 – химостойкая защита двигателя.
  

Габаритно-присоединительные размеры асинхронного двигателя АИР80A4 IM1081(B3) лапы:



4.1 Паспорт технического оборудования

Паспорт оборудования – это документ технического вида, содержащий всю информацию об изделии. К каждой единице выпускаемой продукции предусмотрен отдельный технический паспорт с полным перечнем ее характеристик. Оформление документов этих видов регулируется нормативно-правовыми актами и является строго обязательным.

Прежде чем попасть в руки к потребителю, оборудование должно пройти сертификацию, которая возможна только при наличии технического паспорта. После этого аппаратура допускается к продаже. Без наличия технической документации также нельзя использовать устройство.
Наличие обязательных пунктов в техническом паспорте регулируется документом под названием ГОСТ 2.610-2016. Согласно его нормативам, информация технического паспорта должна состоять из таких разделов:

• 
  Данные об изделии и технических характеристиках. Предназначены для работников, обслуживающих оборудование. Описывают эксплуатационные свойства устройства и подтверждают его надежность.
  
• 
  Перечень комплектующих, прилагаемых к оборудованию. Этот пункт может отсутствовать, если изделие цельное и не предусматривает наличия дополнительных деталей для монтажа и запчастей.
  
• 
  Указание на сроки эксплуатации, хранения и исчерпания ресурсов. Список гарантийных прав производителя. Представляет собой перечень прав и обязанностей изготовителя, подкрепленных законодательной базой. Раздел рассказывает о способах хранения и датах окончания эксплуатации.
  
• 
  Данные о консервации. Описываются меры по сохранению оборудования.
  
• 
  Свидетельство упаковывания. Его оформляет производитель, а подписывают работники-упаковщики.
  
• 
  Свидетельство приемки оборудования. Содержит данные об испытаниях устройства и основаниях для его приемки. Подписывается теми, кто несет ответственность за соответствие оборудования техническим документам.
  
• 
  Информация о транспортировке и передаче иным лицам. Описывается момент сдачи оборудования в пользование, в том числе и его технические характеристики в это время. Содержит данные об ответственных лицах, являющихся владельцами устройства. Рассказывает о правилах и ограничениях во время мобилизации оборудования.
  
• 
  Сроки ремонта оборудования в целом или отдельных его частей. При этом отсчет времени на эксплуатацию начинается с момента испытания устройства и измеряется в единицах, применимых к конкретному ресурсу.
  
• 
  Дополнительные условия по эксплуатации и хранению. Их наличие необязательно. Подразумевают собой описание специальных условий по эксплуатации оборудования и мерам безопасности во время его использования.
  

• 
  Меры по утилизации. Описываются этапы подготовки и отправки на утилизацию. Составляется список комплектующих, подлежащих утилизации.
  
• 
  Стоимость изделия и условия его приобретения. Описывается подготовка оборудования к продаже, этапы возврата и обмена товара и прочие данные, которые могут понадобиться при заключении сделки купли-продажи.
  

4.2 Эксплуатация технического оборудования

Ниже, перечислены участки двигателя АИР80А4УЗ, поддающиеся постоянным нагрузкам и вибрациям. Надёжность и долгий срок эксплуатации службы зависят от этих узлов:

• 
  Обмотка – масса и чистота сплава определяет устойчивость к перегрузкам, частоте пусков, работе на предельных параметрах
  
• 
  Щиты подшипниковые – вибрация разрушает слабые посадочные места, далее провороты подшипников, крошение, разрушение крышек
  
• 
  Подшипники – влияют на устойчивость к продольным нагрузкам, вибрации, ударам, определяют виброшумовые показатели
  
• 
  Материал корпуса – алюминий и чугун допустимы и отличаются теплоотдачей и эластичностью. Недопустим хрупкий спрессованный порошок – это сокращает срок службы.
  
• 
  Изоляция – качество пропитки изоляции, сырое покрытие, халатность при укладке обмотки приводит пробою и короткому замыканию.
  

Годы службы электродвигателя АИР80А4 возможны при соблюдении норм эксплуатации: Температура окружающей среды -40С…+40С Запылённость до 10 мг/м3, для защищенных не более 2 мг/м3 Влажность воздуха не превышает 98% при температуре воздуха +25С

Трехфазные двигатели АИР 80А4 используются в большинстве отраслей промышленности, в электроприводах насосов, промышленных вентиляторов, компрессорах и других устройствах, которые не требуют регулирования частоты вращения. Широко применяется во многих отраслях промышленности: машиностроении, станкостроении, деревообрабатывающей промышленности, сельском хозяйстве, системах водоснабжения, системах вентиляции, подъёмниках, транспортёрах и другом подобном оборудовании из-за небольшой стоимости и высокой мощности используется в станках, где не требуется большая мощность и высокий крутящий момент и присутствует стабильная нагрузка: приводы вентиляционного оборудования, насосов, компрессорных установок, станков, эскалаторов.