Електричні машини високої напруги 3-10 кВ, конструкція, принцип роботи, призначення

Електричні двигуни на високу номінальну напругу випускаються потужністю від декількох сот до кількох тисяч кіловат. Більш поширені асинхронні двигуни з короткозамкненим або фазними роторами. Синхронні двигуни зустрічаються значно рідше. Поширені також синхронні генератори середньої потужності з приводом від дизельних двигунів. Двигуни і генератори високої напруги випускаються окремими відрізками серій з відносно невеликим числом типорозмірів в кожному.

Яких-небудь принципових особливостей конструкції, пов’язаних з високим номінальною напругою, електричні машини високої напруги не мають. Їх конструктивні відмінності від етектріческіх машин на низьку напругу викликані в основному большои потужністю.

Обмотка статора і конструкція її ізоляції електричних машинах з високою напругою різко відрізняється від обмотки і її ізоляції двигунів низької напруги. Машини високої напруги випускаються на

напруга 3 або 6 кВ, значно рідше на напругу 10 кВ і вище. Висока напруга пред’являє цілий ряд вимог до якості і конструкції ізоляції обмотки, суворого дотримання ізоляційних відстаней між лобовими частинами сусідніх котушок і між лобовими частинами обмотки і металевими деталями корпусу, торцевих щитів і т. П.

На рис. 1 показаний розріз асинхронного двигуна з фазним ротором потужністю 600 кВт, синхронною частотою обертання 1000 об / хв на напругу 6000 В. Двигун має захищене виконання (IР23) і призначений для роботи в закритих приміщеннях при температурі не вище 40 ° С; корпус двигуна 9 і підшипникові щити 11 литі з чавуну. Сердечник статора 7, шихтованний з листів електротехнічної сталі товщиною 0,5 мм, закріплений на поздовжніх ребрах 6 корпусу за допомогою двох натискних шайб 5, які утримують його листи в запресованому стані. Положення шайб фіксується наполегливими шпонками. Сердечник складається з окремих пакетів, розділених між собою радіальними вентиляційними каналами, шириною кожен 10 мм. Пази статора відкриті. Обмотка катушечная петлевая. Лобові частини обмотки 4 закріплені до бандажним кільцям 10.

Сердечник ротора 22 виконаний з листової сталі тієї ж марки, що і статор, і насаджений безпосередньо на вал 24 ротора. Сердечник кріпиться на валу за допомогою шпонки. У запресованому стані листи сердечника ротора утримують натискні шайби 19, які фіксуються буртиком вала і кільцевої шпонки

ой 18. В осерді ротора крім радіальних каналів є також осьові вентиляційні канали, за якими охолоджуючий повітря, що направляється диффузорами 12, проходить до радіальних каналах ротора і статора. Напір повітря створюють вентиляційні лопатки 2, впаяні в місця з’єднань головок стрижнів обмотки тора. Охолоджуючий повітря засмоктується всередину корпусу через отвори в підшипникових щитах, закриті гратами 17 від попадання сторонніх предметів. Нагріте повітря викидається з корпусу через захисну решітку 20, встановлену на корпусі двигуна.

Двигун має з боку робочого кінця вала роликовий підшипник кочення і з протилежного боку кульковий підшипник кочення 14. Обмотка ротора стрижнева хвильова. Пази напівзакриті з вузьким прорізом. Бандажі 3 на лобових частинах обмотки притискають їх до обмоткодержателям 23. Токоподвода 13 від обмотки ротора до контактних кілець 15 проходить по внутрішньому отвору в валу. Контактні кільця закриті кожухом 16. Коробка висновків 21 штампована з листової сталі.

На рис. 2 зображений розріз асинхронного тихохідного двигуна з фазним ротором потужністю 1300 кВт при синхронній частоті обертання 150 об / хв на номінальну напругу 6000 В. Це двигун серії АП, виготовлений в 1958 р В даний час двигуни цієї серії не випускають, проте багато з них перебувають в експлуатації, тому часто виникає необхідність їх капітального ремонту з повною заміною обмоток статора і ротора.

Корпус 10 двигуна (зварений з листової сталі) закріплений болтами на фундаментної плити 21. шіхтованного сердечник статора 8 закріплений на поздовжніх ребрах 9 корпусу. Нажімниє шайби стягуються шпильками 6. Тиск від натискних шайб передається на листи сердечника за допомогою натискних пальців 7. Пази статора відкриті. Обмотка петлевая, катушечная. Лобові частини обмотки 12 кріпляться до бандажним кільцям 4, встановленим на кронштейнах 5, вкручених в натискні шайби. Шихтованний сердечник ротора 3 закріплений на втулці ротора 2. Втулка зварна, насаджена на вал / і закріплена за допомогою шпонок. Обмотка ротора стрижнева хвильова. Пази напі
взакриті з вузьким прорізом. Лобові частини обмотки ротора 14 утримуються від відгину під дією відцентрових сил бандажами 13, які притискають їх до обмоток власникам 15. Обмотки власника конструктивно об’єднані з нажімнимі шайбами ​​сердечника ротора.

Токоподвод 16 від вивідних кінців обмотки ротора до контактних кілець закріплений на втулці і на валу. Контактні кільця 17 намотані на ізольованій втулці, насадженої на вал, і расложени між сердечником ротора і підшипником.

Підшипники ковзання двигуна встановлені на виносних підшипникових стійках 18.

Мастило підшипників здійснюється подачею масла під тиском по мастилопроводу 19.

Підшипникова стійка з боку, протилежного приводу ізольована від фундаментної плити і зовнішніх маслопроводів Ця ізоляція 20 призначена для запобігання можливості виникнення так званих підшипникових струмів. Підшипникові струми можуть виникнути изза різниці потенціалів на кінцях вала двигуна, викликаної деякої несиметрією положення ротора в магнітному полі машини. Якщо не ізолювати одну з підшипникових стійок, підшипникові струми замикаються через підшипники, стійки і фундаментну плиту. Пробиваючи масляну пленкуобмоткі статоров асинхронних двигунів загальнопромислового призначення на номінальну напругу 220/380 і 380/660 В. Найбільш вживаними в класі електричних машин напругою 3 кВ і вище в діапазоні потужностей від 150-250 кВт д0 4000-6000 кВт є машини на номінальну напругу 6300 В ± 5%; широке застосування також мають машини потужністю 2000-20 000 кВт на номінальну напругу 10 500 Вч5%.

Мал. 2. Асинхронний двигун з фазним ротором потужністю +1300 к.с. = 150 об / хв

Чим вище напруга, тим більше обсяг (товщина) ізоляції, що накладається по периметру всієї котушки (корпусні ізоляція), в місцях тертя шийки вала і вкладишів підшипників, підшипникові струми викликають посилений знос шийки вала і вкладишів. Ізоляція підшипникової стійки з боку, протилежного робочому кінця вала, розмикає можливий шлях підшипникових струмів.

Розглянутий двигун має великі габаритні розміри: зовнішній діаметр сердечника статора становить 2900 мм. Щоб знизити загальну висоту двигуна і підшипникових стійок, частина його корпуса розміщена нижче рівня фундаментної плити в поглиблення, виконане в фундаменті. При цьому висота осі обертання двигуна знижена до 600 мм.

Ссылка на основную публикацию