Изготовления двигателей

К недостаткам данного привода относятся: сложность изготовления двигателя с фазным ротором; большое количество оборудования;

Задача оптимального расчетного проектирования является многокритериальной. В качестве основного критерия принимается критерий минимума суммарных затрат, учитывающий стоимость изготовления двигателя и расходы на его эксплуатацию. Кроме поиска оптимальных параметров машины по основному критерию осуществляется так-

Технологический самоход может возникать из-за технологических допусков и некачественного изготовления двигателя. Наличие межвиткового замыкания обмотки статора вызывает появление эллиптического поля даже при включении одной обмотки (см. § 5.15), Аналогичный «эффект короткозамкнутого витка» может получиться вследствие замыкания между собой листов статорного пакета из-за плохой изоляции листов стали, наличия заусенцев и т. д. Причиной технологического самохода может быть также неравенство магнитных проводимостей по продольной и поперечной осям машины, вызванное неравномерностью воздушного зазора, различными толщинами полого ротора или магнитной анизотропией ферромагнитного материала статора и ротора (неравенство магнитных проводимостей стали вдоль и поперек проката).

Недостатком редукторных двигателей является низкий КПД и разброс характеристик, зависящий от технологии изготовления двигателя.

ДР„ 1...5 Конструкция и технология изготовления двигателя

Как было показано в § 11.3, вероятность отказа витковой изоляции обмотки статора пропорциональна квадрату числа дефектов эмалевого покрытия. Поэтому при разработке конструкции и технологии изготовления двигателя предусматривают ряд мер по снижению числа дефектов на всех стадиях их образования. К этим мерам относятся: ужесточение требований к качеству эмалевого

Однако двигатели с катящимся ротором обладают и заметными недостатками, к которым относятся: сложность конструкции и технологии изготовления двигателя, необходимость в специальном кинематическом устройстве для передачи вращающего момента от ротора к механизму, наличие вибраций при работе двигателя, требующих устранения сложными способами, износ поверхностей соприкосновения и др.

полной мощности установленных на электрических станциях синхронных генераторов и потерь в трансформаторах и электрических сетях при передаче энергии, — в конечном счете уменьшая стоимость эксплуатации двигателя. Увеличения КПД и коэффициента мощности можно добиться путем применения более совершенных магнитных материалов (с меньшими удельными потерями и большей магнитной проницаемостью), уменьшения зазора между статором и ротором до минимально допустимого (0,3—1,5 мм в зависимости от мощности двигателя), а также снижения электромагнитных нагрузок (плотностей токов в обмотках и магнитных индукций) за счет увеличения размеров машины, что в конечном счете увеличивает стоимость изготовления двигателя.

К определению главных размеров двигателя относят и выбор воздушного зазора д. При этом учитывается, с одной стороны, необходимость минимизации величины S для уменьшения намагничивающего тока и улучшения коэффициента мощности, с другой — усложнение и удорожание изготовления двигателя с малым

К входным факторам (характеристикам) относят величины, количественно отражающие особенности технологии изготовления двигателя: числа витков главной и вспомогательной обмоток статора WSA, WSB', средние длины витков обмоток IWA, IWB, длины сердечников статора Is и ротора /Л; число стержней ротора ZR; эквивалентное удельное сопротивление ротора рэкв, учитывающее неоднородность свойств материала ротора и дефекты заливки; воздушный зазор 6; диаметры обмоточных проводов UA, dg; емкости конденсаторов Ср, Сп.

При выборе двигателя Рн — 4 Вт по приведенным затратам лучшим оказался двигатель типа 1ДВЛВ-4-2У4, по комплексному показателю Пк и интегральному Пин1 — двигатель типа КД-4-2/40П, а по интегральному с ограничениями Пина — двигатель типа 2ДВЛВ-4-2У4 с экранированными полюсами, специально спроектированный для приборов микроклимата. Таким образом, если бы двигатель выбирался по комплексному показателю качества П„, то был бы выбран явно-полюсный конденсаторный двигатель, у которого кратность пускового и максимального моментов значительно выше требуемых. Двигатель 2ДВЛВ-4-2У4 дешевле в 1,9 раза, дает экономию активных материалов на 35% и позволяет уменьшить приведенные затраты на 46 коп. Интегральный критерий с учетом ограничений по выходным показателям (высокий уровень которых не требуется по условиям применения) повышает объективность оценки качества, позволяет выбрать двигатель с оптимальным комплексом выходных показателей и часто снизить приведенные затраты. При использовании интегрального критерия увязывается экономическая оценка двигателя с оценкой качества и появляется возможность управлять качеством двигателя на стадии проектирования. Становятся возможными экономическая оценка требований, содержащихся в ныне действующих стандартах, и установление рационального уровня качества с учетом перспектив изменения стоимости материалов, фазосмещающих элементов, пускорегулирую-щей аппаратуры, стоимости изготовления двигателя и цены электроэнергии.

Для изготовления двигателей электроподвижного состава применяются круглые и прямоугольные провода марки ПЭТВСД, имеющие эмалевую и стеклянную изоляцию. Диаметр круглых проводов 0,85—2,5 мм. Сечение прямоугольных проводов 2,5-25,2 мм2. Класс нагревостойкости F (ТИ155).

оптимальное проектирование и повышение качества изготовления двигателей;

Выбор критериев. Задача оптимального проектирования серии асинхронных двигателей является многокритериальной. В качестве основного критерия при проектировании двигателей серий 4А и АИ принимался критерий минимума приведенных суммарных затрат (Зт), учитывающих стоимость изготовления двигателей и расходы на их эксплуатацию за нормативный срок окупаемости. Кроме по-лска^лгимальных параметров двигателей по этому основному критерию осуществляется также поиск по минимуму длины сердечника статора как показателя технологичности конструкции. При использовании методов нелинейного программирования представляется возможным осуществлять проектирование серии или отдельных машин по другим критериям оптимальности: максимуму полезной мощности, минимальной стоимости машины, минимуму массы, максимальным энергетическим показателям и др.

При разработке конструкции системы изоляции варьируемыми величинами являются толщина витковой и пазовой изоляции обмотки и высота клина, удерживающего ее в пазу. Однако проводить оптимизацию этих параметров нецелесообразно, так как их значения должны назначаться минимальными, с точки зрения обеспечения заданной надежности обмотки и допустимой трудоемкости изготовления машины. Так, например, для изготовления двигателей серии АИ используют эмаль-провод с двухслойной изоляцией марки ПЭТМ-155 и ПЭТД-180 класса нагревостойкости F, его изоляция имеет высокую механическую прочность, необходимую для механизированной укладки, что обеспечивает повышенную надежность машины. Пазовую изоляцию выполняют из пленок на основе фине-лона или арифлекса класса нагревостойкости F.

Шкала номинальных мощностей серии характеризуется коэффициентом нарастания полезной мощности kap2, под которым понимают отношение последующей мощности P2(n+i) к предыдущей Р2п, где п=1, 2... (2Р—1), zp — число ступеней в ряде. Коэффициент нарастания мощности определяет стоимость изготовления двигателей; увеличивая или уменьшая количество выпускаемых двигателей, соответствующих каждой ступени шкалы. От значения ?ВР2 зависит также коэффициент использования двигателя по мощности, так как при подборе двигателя для конкретного привода, для которого требуется некоторая мощность Ргп-<Ра<Рцп+1), выбирается двигатель

Применение новой высокомеханизированной технологии позволило уменьшить трудоемкость изготовления двигателей на 25%. В частности, конструкция двигателей предусматривает литье корпусов из алюминиевых сплавов на автоматизированных литейных машинах, механическую обработку на автоматических линиях и агрегатных станках, механизированную укладку и пропитку обмотки на автоматических линиях и др. При внедрении новой технологии производительность труда повышается вдвое по сравнению с электродвигателями серии 4А. Общий экономический эффект от внедрения серии АИ составляет 23 млн. руб. на один миллион изготовленных двигателей.

Разработка серии асинхронных двигателей и система их автоматизированного проектирования включает следующие этапы: расчет активной части машин; механические, тепловые, виброакустические расчеты элементов конструкции; проектирование общих видов машин, узлов и деталей; проектирование технологического процесса изготовления двигателей, необходимой оснастки и инструмента; выбор системы ведения документации и процесса производства асинхронных двигателей. Укрупненные этапы проектирования асинхронных двигателей с использованием системы автоматизированного проектирования асинхронных двигателей (САПР АД) представлены на 10.6. На основе математической модели осуществляются оптимизационные расчеты активной части машины. На следующем этапе с помощью пакета прикладных программ для полученного оптимального варианта активной части двигателя проводятся поверочные расчеты. Они охватывают все тех-

Причинами отказов являются низкое качество изготовления двигателей (30...35%), недостатки эксплуатации (35...50%) и несоответствие конструктивного исполнения двигателей условиям эксплуатации (15...35%). В эксплуатации двигатели отказывают в основном из-за отсутствия или неудовлетворительного состояния тепловой защиты, так как при использовании плавких предохранителей двигатели не защищены от недопустимого повышения тока при работе на двух фазах. Существенно влияют на надежность

Для изготовления двигателей электроподвижного состава применяются круглые и прямоугольные провода марки ПЭТВСД, имеющие эмалевую и стеклянную изоляцию. Диаметр круглых проводов 0,85...2,5 мм. Сечение прямоугольных проводов 2,5.-25,2 мм2. Класс нагревостойкости F(TH 155).

Все приведенные допущения вносят некоторую ошибку. Часть из них определяется качеством питающей системы, часть — точностью изготовления двигателей, т.е. случайными причинами. Рассчитанные по приведенным выше формулам характеристики двигателей близки к опытным и являются удовлетворительными для практических целей.